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LACKIERROBOTER
Gut abgedichtet und lackiertBei Volvo sorgen Roboter fur eine
perfekte Lackierung und applizie
ren daruber hinaus vibrations
senkende Abdichtmaterialien.
n semern schwedischen Werk in
Goteborg produziert Volvo die
Modelle V 70, S 80 und XC 90. 1mbel
gischen Gent wird neben dem V 70
auch der sportliche S 60 gefertigt. Um
das Gewicht und das Innengeriiusch
dieser Modelle weiter zu reduzieren,
investierte Volvo an beiden Standorten
in vollautomatische Applikationsanla
gen fur Scheibenflansche und neue
vibrationssenkende Abdichtungsmate
rialien.
Bei der Auftragsvergabe fur die Lie
ferung der modernen Abdichtungssta
tionen legte Volvo groBen Wert darauf,
mit einem einzigen Generalunterneh
mer und Systempartner fur Steuerun
gen, Mechanik, Fordertechnik sowie
Applikationstechnik und Engineering
zusammenzuarbeiten. Auf Grundlage
technischer Entscheidungen von Volvo
sollten bereits im Vorfeld umfassende
Losungen und maBgeschneiderte Anlagen und Komponenten entwickelt
werden. 1m November 2000 entschiedsich der schwedische Automobilher
steller fur eine Zusammenarbeit mitABB.
Neben der Lieferung der Anlagen
und Komponenten erhielt ABB den
Auftrag fur das gesamte Engineering.
Die entsprechenden Applikationsanlagen fur Scheibenflansche, NVH-(N oise
Vibrating Harmonization) und Roof
Ditch-Material wurden gemeinsam mit
kompetenten Partnern entworfen,gepriift, getestet und installiert. Bereitsin der Entwicklungsphase setzte man
dabei Konzepte wie FMEA (FailureMode Effect Analysis) im Prozess
und Anlagendesign ein. Das komplette
Applikationspaket, aile mechanischen
Komponenten und Forderbander sowie die Prozesssteuerung wurden vorder Installation der Roboter-Zellen
ausgiebigen Tests unterzogen.
Roboter mit Spezialpistolen
Der erste Teil des Gesamtauftragsbestand aus zwei automatischen Be
schichtungsstationen zum Auftrag von
PVC auf definierte Scheibenflansche
in den Werken Goteborg und Gent.
Eine mechanische Fixierstation stellt
dabei die priizise Positionierung der
Rohkarosserien in einer reproduzierba
ren Arbeitsposition sicher. Zwei auf
einer 5 m langen Verfahrachse montier
te Roboter vorn Typ IRB MOOR sind
mit Spezialpistolen zum PVC-Auftrag
ausgestattet und applizieren den
Kunststoff jeweils parallel auf festge
legte Bereiche der Karosserie.
Definierte Funktionspakete, installiert an den Vertikal- und Horizontalar
men der Roboter, garantieren den kon
stanten Materialauftrag bei variablen
Geschwindigkeiten und einer Taktzeit
von 40 Sekunden. Aufgrund der Ka
rosseriegroBen der Modelle V 70 und
S 60 wurde dieses Konzept am Standort Gent mit zwei IRB-4400-Robo
tern realisiert, die ebenfalls auf einer
Verfahrachse montiert sind.
Hohe VerfUgbarkeit
durch Backup-Konzepte
Bereits in der Engineeringphase
entwickelte ABB ein N otfallkonzeptfur beide Anlagen. Fallt einer derRoboter aus, wird dieser am Bedienpult
abgewiihlt und der vollautomatischeMaterialauftrag fur die gesamte Karos
serie von einem Roboter alleine fortgesetzt. Die VerfUgbarkeit der Anlagebetriigt damit 99,6 %. Der zweite Teildes Auftrags bestand aus der Lieferungeiner Roboter-Station fur das Werk
Goteborg, die ein klassisches Abdichtverfahren mit der Applikation desneuartigen NVH-Materials verbindet.
Beide Verfahren werden wechselweiseim Inneren und im Unterbodenbereich
der Karosserie eingesetzt.Das Gesamtkonzept "Abdichtung
und NVH" ist in ein festes Portal inte-
griert. Zwei hiingend installierte Robo
ter vom Typ IRB 2400 dichten die
Karosserie jeweils im Innen- und
AuBenbereich abo Zeitgleich applizie
ren drei weitere IRB-2400-Roboter dasNVH-Material am Unterboden. Um
eine moglichst hohe Flexibilitat sicher
zustellen, sind die fnnf Roboter jeweils
auf externen Verfahrachsen montiert.
Da fur die gesamte Applikation nur
40 Sekunden zur VerfUgung stehen,
arbeiten aile funf Roboter parallel. Die
Schlauchpakete und Schaltventile der
IRB 2400 sind daher so montiert, dass
Kollisionen mit der Peripherie ausgeschlossen sind. Der Neubau der Statio
nen umfasste neben der Installationder Roboter inklusive der Stations
steuerung und Visualisierung auch den
kompletten Stahlbau mit der dazu
gehorigen Sicherheitstechnik.
Reibungsloser
Produktionsanlauf
Aile Prozessabliiufe wurden in Vor
aufbauten und Applikationsversuchen
mit den entsprechenden Funktionspa
keten und Originalmaterialien getestet,um von Anfang an einen reibungslosenProduktionsablauf mit den neuen
Applikationen, Konzepten und Backup-Strategien sicherzustellen. Schon
beim Engineering wurden dazu dieKonstruktionszeichnungen der Scheibenflansch-Stationen und Abdich
tungs-NVH-Stationen in 3D-Simulati
onsmodelle umgesetzt. Anhand dieser
dynamischen Modelle untersuchte
man die Aufteilung der Nahte und dasApplikationskonzept in Relation zur
Zykluszeit und erstellte erste Prod uktionsprogramme fur die Roboter.
Basierend auf den Voraufbauten
und Applikationsversuchen wurden
diese Programme mit den Originalparametern ergiinzt - so standen bereits
zur Inbetriebnahme der Anlagen Pro
gramme mit hoher Genauigkeit zurVerfUgung. Dariiber hinaus bietet dieMoglichkeit der Offline-Editierung
und Offline-Programmierung der Ro-
JOT 12 12002
LACKIERROBOTER
boterzellen den Vorteil, dass neue
Karosserien einfach und schnell bei
laufender Produktion integriert wer
den konnen.
Internationale Projektteams
Internationale Teams aus Ingenieu
ren und Inbetriebnahme-Spezialisten
aus den ABB-Niederlassungen III
Schweden und Belgien betreuten das
Projekt bei Volvo gemeinsam. Die
technische Koordination der Teams
erfolgte zentral vom hessischen Fried
berg aus. MaBgeblich fur den Erfolg
des Projekts war auBerdem die enge
partnerschaftliche Zusammenarbeit
Tests im Automobil-Labor bei DuPont in
Wuppel1al stellten sicber, dass seton bei
Produktionsanlauf SerienqualiUiI erreicht
werden konnte
zwischen ABB und Volvo. Die einzel
nen Abdichtungs-Applikationen und
Funktionspakete wurden vorab spezi
ell an die Volvo-Standards angepasst,
was kurze Engineering- und Realisie
rungsphasen errnoglichtc.
Roboter sparen Lack
1m schwedischen Torslanda setzt
Volvo bereits seit August 2000 Roboter
von ABB in den beiden Grundierungs
stationen des Werks ein. Vier Roboter
vom Typ IRB 5400 mit G'l-Zerstau
bern tibernehmen dort die komplette
Basis- Lackierung der Karosserien der
Modelle V 70 und S 80. Vor der
Umstellung auf die roboterge
stiitzte Losung wurden die
Karosserien von einer Maschi
ne mit drei oberhalb der Karos
se installierten Zerstaubern
und sechs weiteren, seitlich
angebrachten Zerstaubern
lackiert. Nach der Installation
der neuen Anlage zeigte sich
schnell, dass die Roboter die
Zerstauber wesentlich effizien
ter einsetzen konnen als die
maschinenbasierte Losung.
Nach Inbetriebnahme der
ersten neuen Stationen redu
zierte sich der Lackverbrauch
um 10 %.
[e ein Roboter auf jeder Seite tragt
in den zwei neuen Stationen die Grun
dierung in horizontalen Bewegungen
auf die Karosserie auf. Vorher geschah
dies durch je drei seitlich platzierte
Zerstauber mit vertikalem Lackauf
trag. 1m Vergleich zeigte sich, dass die
Roboter den Basislack wesentlich
gleichmaBiger auftragen - ein ent
scheidender Vorteil, gerade bei den
aufwandig gestylten Karosserielinien
der beiden Volvo-Modelle. Schichtfeh
ler durch einen zu dicken oder zu dun
nen Lackauftrag geharen damit der
Vergangenheit an.
Funfter Roboter garantiert
VerfUgbarkeit von 99 %
Zusatzlich zu den vier Robotern in
den Lackieranlagen wurde ein funftcr
IRB 5400 tiber dem Eingang der acht
Meter langen Lackierzone installiert.
Ein prazise ausgearbeitetes Backup
Konzept, das auf diesen Roboter im
N otfall zurtickgreift, crrnoglicht so,
den Grundierungsprozess auch bei
Totalausfall eines Roboters ohne Pause
bis zur nachsten planmafligen Produk
tionsunterbrechung weiterzufUhren.
Auf diese Weise ist fur die Karroserie
Grundierung eine VerfUgbarkeit von
tiber 99 % sichergestellt.
Der Neubau der Lackierstationen
beinhaltete neben der Installation der
insgesamt funf Roboter auch eine neue
Prozesssteuerung, die auf dem
"Advant Controller" von ABB basiert.
AuBerdem wurden die Lackierkabinen
komplett neu gebaut und mit Schienen
fur die Roboter versehen. Ftir die ge
samten U mbauarbeiten standen in
klusive der Demontage der Altanlage
nur drei Wochen wahrend der Werks
ferien zur VerfUgung. Danach arbeite
ten die neuen Anlagen bereits mit ihrer
vollen Kapazitat von 56 Karosserien
pro Stunde.
Optimierung der Anlage schon
vor der Installation bei Volvo
1m schwedischen Volvo-Werk Torslanda applizieren Roboter nicht nur den
Basislack, sondern seit Sommer 2002 eucn den Fuuer
Die schnelle und reibungslose Um
stellung der Grundierungsanlage auf
die Robotertechnik war moglich, da aile
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Prozessschritte vorab in emer Test
installation bei Volvo detailliert gepriift
wurden. Wahrend der zweimonatigen
Pre-Installationsphase erfolgte zugleich
die Schulung des Bedienpersonals im
Umgang mit der neuen Anlage.
Neben den Prozessschritten, der
Programmierung und den Schnittstel
len wurde wahrend dieser Zeit auch
der Farbauftrag optimiert und perfekt
an die Originalfarbtiine der laufenden
Produktion angepasst. Dazu wurdendie Feineinstellungen fur die GI-Zer
stauber in Zusammenarbeit mit dem
Lacklieferanten DuPont aus Wupper
tal durchgefUhrt und in die Steue
rungsprogramme und das Roboter
Setup integriert.
Aufgrund der positiven Erfahrun
gen, die man bei diesem Projekt ge
macht hat, wurde mittlerweile auch diezweite Lackierlinie fur den Fiillerauf-
JOT 12 12002
trag im Werk Torslanda modernisiert.
Wahrend der Werksferien 2002 ersetz
te ABB die alte Station mit ihren 18
Zerstiiubern durch eine neue Losung
mit insgesamt acht Robotern.
LACKIERROBOTER
Bei der
Au6enhaut
Lackierung
sorgen die
Roboter fUr
eine gleich
ma6ige
Schichl
dicke
Der Autor: Andreas Hoffmann ,
ABB Manufacturing & Consumer
IndustriesGmbH, Friedberg,
Tel. 0 60 31 /8 53 3D, e-mail :
