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PULVERBESCHICHTEN
19 Z-Achsen contra RoboterFur die neue Anlage zur Pulverbeschichtung unterschiedlichster Buromobel-Komponenten aus Stahl plante die Lista AG im Werk Arneggursprunglich den Einsalz von Robotem. Realisiert wurde schlieBlichein neues Applikationskonzept mit 19 Z-Achsen, das wirtschaftlicherist und einen hohen Automatisierungsgrad bietet.
BiS zum Sommer letzten Jahres
beschichtete die Lista AG im
Werk Arnegg die Gehause und Flach
teile fiir Biiromiibel aus Stahlblech in
drei verschiedenen Anlagen: eme
Handkabine fiir Einzelstiicke, eine
Schnellfarbwechselanlage (von MSOberflachentechnik) fiir Flachteile und
eine Automatikkabine (von Ramseier,
Applikation von Wagner) fiir Gehause.Die zu ersetzende Ramseier-Kabine
mit horizontal angeordneten Z-Achsen
hatte iiber 14 Jahre hinweg gute
Dienste geleistet. Seit einiger Zeit
hauften sich jedoch die Stiirungen.Zudem nahm die Produkt- und Far
benvielfalt stark zu, so dass sehr vielProduktionszeit fiir Farbwechsel verlo
ren ging. Urn die Produktionszahlen
dennoch zu erfiillen, arbeitete man
sehr haufig auf Verlust, mit entspre
chend hohen Mengen an Abfallpulver.
Da oft von Hand beschichtet wurde,
musste der Fiirderer immer wieder
angehalten werden.
Vor der Planung der neuen Pulverlinie wurden die wesentlichen Anforde
rungen definiert:
• Beschichtung des kompletten Sortiments - sowohl Gehause als auch
Flachteile miissen in LosgriiBen
von einem Warentrager automatisch
beschichtet werden kiinnen.
• Steigerung des Durchsatzes urn 20 %
+ Programmauswahl und -start iiber
die Teileerkennung
+ Anlagenbetrieb mit nur einem
Anlagefiihrer
+ Farbwechselzeiten unter 15 Minuten• Reduzierung der Verlustpulver
menge um30%
• GleichmaBige Pulverapplikation
bei miiglichst diinnen Schicht
dicken.
Knickarm-Roboteroder Z-Achsen?
Zu Beginn stand fiir die Fachleutebei Lista fest, dass das Ziel der Ein-
Das KernslUck der
kompaklen Anla·
ge isl eine 5,5
MeIer lange
Kunslsloff!<abine,
die ausgelegl isl
auf kurze Forb
wechselzeilen. Die
Innenbeschichlung
der GehCiuse
edolgl Ober sinn
voll eingesetzte ZAchsen weilge
hend voll
oUlomotisch.
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PULVERBESCHICHTEN
Mann-Bedienung nur mit einer Robo
terapplikation zu schaffen sei. Doch
bei der Besichtigung verschiedener
Roboteranlagen konnte in Hinblick auf
die GriiBe der zu beschichtenden
Werkstiicke keine Anlage restlos iiber
zeugen.
Mit Blick auf die haufigen Farb
wechsel wurde folgende Uberlegung
angestellt: Bei 6 bis 10 Farbwechsel amTag (8 Stunden) wird mit einer Farbe
durchschnittlich eine Stunde beschich
tet. Bleibt der Mitarbeiter iiberwie
gend an der Anlage, so kann er zusatz
lich noch in begrenztem MaBe Hand
beschichtungen durchfiihren.
Roboter rechnete sich nicht
Ein Roboter erfordert einen griiBe
ren Programmieraufwand, mehr Reini
gungsarbeit und eine groBe Offnung in
der Kabine. Diese erhiiht zwangslaufigden Luftdurchsatz und fiihrt zu hiihe
ren Stromkosten. Dariiber hinaus ist
damit zu rechnen, das Wartungs- und
Instandsetzungsarbeiten beim Robo
ter hiiher sind als bei einem Hubgerat.
Angesichts des geforderten Durch
satzes waren bei zwei iibereinander
angeordneten Gehausen zwei Roboter
erforderlich gewesen. Unter Beriick
sichtigung aller Argumente kam man
bei Lista zu dem Schluss, dass sich
die Investition in zwei Roboter nicht
rechnet.
Also setzte man neue Prioritaten,
und zwar auf eine kompakte Kabine
mit geringen Farbwechselzeiten, automatischer Erkennung und sinnvollemEinsatz von Z- Achsen, urn einen miig
lichst groBen Teil der Gehause-Innen
beschichtung im Automatikbetrieb zubewaltigen. Fiir die Umsetzung dieserAnforderungen stellte MS Ober
flachentechnik aus CH-Balgach ein
geeignetes Konzept vor.
Sehr schnell war man bei Lista von
den Vorteilen der Dichtstromfiirderungnach dem RDF-Prinzip von MS Ober
flachentechnik iiberzeugt. Nach der
Klarung der technischen Details blieben nur drei Monate fiir die Realisie
rung des Projektes.
Mitte Juli 2004, fast zeitgleich mit
dem Abbau der alten Beschichtungska-
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bine wurde die neue Kabine in einer
freien Ecke in der gleichen Halle
zusammengebaut, so dass die neue
Anlage nach der Reinigung des Platzes
nur noch verschoben werden musste.
Zeitgleich mit der Endmontage erfolg
te auch die Anpassung des Fiirderers
und die Schulung der Mitarbeiter.
Unter griiBtem Einsatz aller Beteilig
ten konnte die neue Anlage bereits
Ende August hochgefahren werden, so
dass keine Engpasse in der Produktion
entstanden. Die Abnahme erfolgte ter
mingerecht Mitte September.
Teileerkennung mit Kamera
Kernstiick der neuen kompakten
Anlage ist eine 5,5 Meter lange Kunststoftkabine mit einer Werkstiickerken
nung am Kabineneinlauf. Die Pulver
versorgung erfolgt iiber eine Frischpul
verzudosierung durch das Ultraschall
Siebgerat in den kleinen Fluidbehalter
und die Pulverriickgewinnung iiberden Monozyklon zur RDF-Pulver
kiiche. Die RDF-Dichtstromfiirderungfiirdert das Pulver dosiert zu den Coro
na-Pulverspriihpistolen.
Die Seiten- und Innenbeschichtung
des oberen Gehauses erfolgt mit je vier
Z-Achsen und jeweils vier Pistolen auf
einem Hubgerat. Die gleiche Anord
nung wurde fiir das untere Gehauseinstalliert. Die Seiten und Riickseite desGehauses werden mit acht Spriih
pistolen auf einem Hubgerat mit Verschiebeachse beschichtet. Fiir die Bo
den- und Deckenbeschichtung stehendrei Pistolen mit Z-Achsen und Hub
gerate zur Verfiigung. Am Ende der Kabine befindet sich die Handiiffnung mit
dem Steuerpult fiir den Anlagefiihrer.Fiir die Teileerkennung setzt MS
Oberflachentechnik bei Lista erstmals
eine Kamera ein. Diese funktionierteyom Start weg, lediglich an der Aus
leuchtung waren noch Optimierungen
notwendig. Mit dem neuen Erken
nungssystem sind bis dato kaum Feh
ler aufgetreten. Zur Sicherheit schlagtdas System dem Anlagefiihrer immer
"Flachteile" vor, wenn die Zuordnung
nicht eindeutig ist.
Da die Kamera den gesamten
Wagen erkennt, muss fiir jede Aufhan-
Die neuen 20 RDF-DichtstromForderpumpen haben sich bestensbewohrt. Die Pumpen sorgen Fureine weiche Pulverwolke und damitFur einen effizienlen Pulverauftrag.
gevariante ein Programm erstellt wer
den. Dies fiihrt zwangslaufig zu einer
hohen Anzahl von Programmen. Mitt
lerweile ist man in Arnegg schon bei 95
Programmen angelangt. Bei fiinf Farb
varianten kommt man somit auf 475
hinterlegte Programme. Fiir die Men
ge der Daten hatte der Industrie-PC zu
wenig Kapazitat. Ein Zweiter PC mus
ste eingebaut werden, der nur fiir dieBildverwaltung zustandig ist. Urn das
System aber schnell genug zu machen,waren auch noch Soft- und Hard
wareanpassungen erforderlich.
Effizienter Pulverauftragmit neuer Dichtstrom-Forderung
In dem Steuerschrank nahe der Pul
verkiiche sind 20 RDF-Dichtstrom
Fiirderpumpen installiert. Aile Pum
pen funktionierten auf Anhieb. Proble
me in Form einer pulsierenden Pulverwolke gab es lediglich mit dem auf
40 g reduzierten PulverausstoB. Durch
Softwareanpassungen und Veranderun
gen des Querschnittes im Ansaugschlauch wurde das Problem schnellbeseitigt.
Mit dem Ziel der Optimierung der
Schichtstarke wurde die Pulvermenge
PULVERBESCHICHTEN
Alte Anlage Neue Anlage
Farbweehselzeit 54 Mann-Minuten 10 Mann-Minuten
Farbweehsel 5 pro Tag 7 pro Tag
Besehiehlungsleislung 70 Traversen/Tag 100 Traversen/Tag
Verlustpulver 200 kg/Woehe 100 kg/Woehe
Programme 40 z.Z.95
Reproduzierbarkeit, Qualitat bedingt sehr hoeh
Rueklaufer 1% <0,5%
Prozesssieherheit unsieher sehr hoeh
Besehiehter an der Anlage 2 bis 3
pro Pistole auf 40 g heruntergefahren.
Auch diese geringe Pulvermenge meis
tern die Pumpen. Infolge der rechtweichen Pulverwolke ist ein sehr effizi
enter Pulverauftrag moglich und die
Qualitat der Beschichtung ist sehr gut.
Eine Wartung der Pumpen war bisheute nicht erforderlich. Urn die Sei
tenflachen auch innen beschichten zu
konnen, wurden die entsprechenden
Pistolen mit Prallteller ausgeriistet.
Aile iibrigen Pulverspriihpistolen be
schichten mit Flachstrahl.Das Erstellen eines neuen Pro
gramms erfolgt durch Kopieren eines
vorhandenen. Der Zeitaufwand flir dasAnpassen betragt 10 bis 20 Minuten, je
nach dem, wie viel zu andern ist.
Die von der Automatik nicht
deckend beschichtbaren Partien - die
inneren Kanten, der Deckel von untenund die inneren Seitenwande - werden
von Hand nachbeschichtet. Auch an
der Gehausefront oben und unten wirdteilweise yom Anlageflihrer bei laufen
dem Forderer nachgebessert.
Die Anlage arbeitet mit einer Ket
tengeschwindigkeit, je nach Gehause,
von 0,7 bis 2, 0 Meter pro Minute. BeiFlachteilen wie Tiiren kann die For
dergeschwindigkeit auf 3 Meter pro
Minute erhoht werden.
Aile Vorgaben umgesetzt
In der Tabelle sind die wichtigstenErfahrungswerte von Lista in Arnegg
FOr die Teileerkennung kommt bei Listaerstmals eine Kamera zum finsatz, dieam Kabineneinlauf instal/iert ist. Dasneue frkennungssystem arbeitete vomStart weg fast fehlerfrei.
vor und nach der Umstellung der
Pulverbeschichtung zusammengefasst.
Angaben zum Luftverbrauch sind erst
in einem Jahr anhand der Kompressor
Laufzeit moglich. Das gilt auch flir denPulververbrauch, da die Pulverein
sparungen nur durch Gegeniiberstel
lung von beschichteter Flache und
Pulververbrauch nachgewiesen wer
den konnen.
Die bisher vorliegenden Erfahrun
gen mit der neuen Anlage konnen wie
folgt zusammengefasst werden: Die
Dichtstromfiirderpumpen arbeiten seit
Abnahme der Anlage einwandfrei.Auch die Kamera-Erkennung funktio
niert bis auf wenige Ausnahmen sehr
gut. Schon kurz nach dem Produkti
onsstart brachte die Anlage die gefor
derte Leistung. Mittlerweile iiber
schreitet die Beschichtungskapazitat
die des Ofens. Nach dem Fiillen derPistolen mit der neuen Farbe wird yom
ersten Wagen an auf Riickgewinnung
gearbeitet. Dabei wird darauf geachtet,
dass moglichst keine Extremfarben
aufeinander folgen.Fiir die Verantwortlichen bei Lista
war es bei diesem Projekt vor allem
schwierig, sich von der urspriinglich
geplanten Roboterapplikation zu liisen
und auf eine neue Technologie zu setzen. Doch mittlerweile ist man bei
Lista absolut davon iiberzeugt, flir den
vorliegenden Bedarf die richtige Entscheidung getroffen zu haben. •
Der Autor: Horst Winkler,lisla Degersheim AG, CH-Arnegg,
Tel. 0041/71/38892-94,
[email protected], www.lista.com
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