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◆ Materialkosten (Lack, Lösemittel, Luft)

◆ Anschaffungskosten◆ Kosten für die Qualitätssicherung◆ Produktivitätskosten (weniger

Rücklauf, höhere Produktivität)◆ Personalkosten◆ Entsorgungskosten (Entsorgung

des Lackabfalls)◆ Reinigungskosten der Lackierkabine◆ Energiekosten◆ Anlagenkosten (Amortisation)

Bereichen, in denen die Kosten sin-ken, stehen natürlich auch Bereichemit steigenden Kosten gegenüber(zum Beispiel Instandhaltungskosten).In Summe ergibt sich jedoch aus derEinführung von Lackierrobotern eindeutlich positiver Kosteneffekt für dasUnternehmen.

Kostenreduzierungspotenzial beim Lack am größten

Im Folgenden werden nur dieMaterialkosten bezogen auf das zu

Industrieroboter sind die Produkti-onstechnik dieses Jahrhunderts. Sie

werden den Menschen in der Ferti-gung nach und nach vollständig erset-zen.

Schon heute gibt es kaum eine Tätig-keit, die Roboter nicht übernehmenkönnen. Sie transportieren, stapeln,montieren, schrauben, beschicken, bela-den, entnehmen, verpacken, sortieren,schneiden, schweißen, gießen, löten,dosieren, strahlen, reinigen, flämmen,kleben, dichten, sprühen, lackieren,schäumen, palettieren, bohren, schlei-fen, entgraten, messen, testen, prüfen...

Die Robotertechnik ist in den letz-ten zehn Jahren wesentlich einfacherund preiswerter geworden, so dass die-se innovative Technik auch immermehr Einzug in der mittelständischenIndustrie hält.

Ein überaus wichtiges Thema beider Produktherstellung stellt die opti-sche Qualität der Produkte dar – ihreOberflächenbeschaffenheit. Fast alleWerkstoffe werden einer Oberflächen-behandlung zur Erhöhung ihrer Ge-brauchseigenschaften unterzogen.

Da die Oberfläche ganz entschei-dend den Verkaufserfolg eines Produk-tes definiert, sind hier höchste Qua-litätsstandards gefordert. Oftmals wirddavon ausgegangen, dass nur derMensch diese Standards durch dieVielzahl seiner Sinne gewährleistenkann. Diese Ansicht wurde mittlerwei-le in der Praxis vielfach widerlegt.

Lackieren ist zudem ein körperlichsehr anstrengender und oftmals höchstgesundheitsbelastender Prozess. Inso-weit stimmen meist alle Interessen-gruppen eines Unternehmens der Ein-führung von Lackierrobotern in denProduktionsprozess zu, und es kommtzu keinen innerbetrieblichen Kon-flikten.

Für den Einsatz von Lackierrobo-tern sprechen im wesentlichen dreiGründe:◆ Die Senkung der Produktions-

kosten◆ Die Erhöhung der Qualität◆ Die Entlastung des Menschen

Senkung der Produktionskosten

Eine Automatisierung des Lackier-vorganges mit Lackierrobotern senktdie Produktionskosten gegenüber dermanuellen Produktion erheblich.

Folgende Kostenbereiche solltenbei der Vorbereitung einer Investiti-onsentscheidung betrachtet werden:

Kosten senken und Qualität steigernmit Hilfe von Lackierrobotern

Für die Serien- und Kleinserien-Lackierung gibt es zum Roboter-einsatz keine Alternative mehr.Lackierroboter bieten eine gleich-bleibende Qualität und die Inve-stitionen amortisieren sich vorallem durch Einsparungen an Lackund beim Personal meist in weni-ger als zwei Jahren.

In Deutschland sind etwa 2500 Knickarmroboter für die Lackierung im Einsatz

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L A C K I E R R O B O T E R

applizierende Material betrachtet,denn hier liegt das größte Potenzial zurKostensenkung.

Der Roboter verringert den Lack-verbrauch je Teil drastisch. Wodurch?Im Gegensatz zum Handlackierer ist erin der Lage, den Spritzstrahl teile-(koordinaten-) abhängig zentimeter-genau zu steuern. Hierzu ändert er bei luftzerstäubenden Lackierpistolenständig aufeinander abgestimmt vierParameter:◆ die Materialmenge◆ die Zerstäuberluft◆ die Hornluft◆ die Ein-/Ausschaltpunkte der Pistole

Bei anderen Applikationsverfahrenkönnen Parameter entfallen oder wei-

tere Parameter, zum Beispiel dieHochspannung bei elektrostatischemLackieren, hinzukommen. Der Robo-ter variiert die Materialmenge, Zer-stäuberluft und Hornluft und beein-flusst so die Strahlgeometrie.

Der Roboter steuert diese Parame-ter so, dass sich der Spritzstrahl ständigder Teilegeometrie anpasst und somitder nicht auf das Teil treffende, späterteuer als Abfall zu entsorgende Lack-nebel (Overspray) minimiert wird.

Somit kann der Roboter über dieautomatische Anpassung der Spritz-strahlbreite Lackierbilder erstellen, diefür den Handlackierer nicht möglichsind. Ein Vergleich der Spritzbilder(rechts) macht die Lackeinsparungdeutlich sichtbar.

Die einmal gefundenen und imRoboter abgespeicherten Parameter-sätze werden ständig exakt wiederholt.Dadurch ergibt sich auf dem Teil aneiner definierten Stelle immer die glei-che Schichtstärke. Mit dem Roboterkann somit auch eine für Handlackie-rer nicht mögliche Schichtdickenopti-mierung durchgeführt werden. Wech-selnde Beschichtungsergebnisse wer-den konstant ausgeschlossen, Materialwird eingespart und die Qualitäterhöht.

Die durch den Robotereinsatzerreichbare Lackersparnis beim Ersatzeines Handlackierers liegt meist zwi-schen 20% und 50%. Beim Ersatz älte-rer Automatikanlagen sind aber nochweitaus höhere Werte zu erreichen (biszu 70%), da bei diesen Anlagen oftmalsversucht wird, funktionelle Ungenau-igkeiten, die zum Beispiel auf Ver-schleiß zurückzuführen sind, durchmehr Luft und Material auszugleichen.

Weitere größere Einsparungen beider Einführung von Lackierroboternergeben sich bei den◆ Personalkosten,◆ Entsorgungskosten und◆ Reinigungskosten.

Aber selbst wenn nur die reineMaterialersparnis betrachtet wird, unddie weiteren nicht unerheblichen posi-tiven Kosteneffekte außer Acht gelas-sen werden, amortisiert sich die Inve-stition in einen Lackierroboter meist inweniger als 2 Jahren.

Steigerung der Qualität

Wie sieht es aber mit der Qualitätaus? Da Roboter den eigentlichenLackierprozess nicht visuell verfolgen,

D I E V O R T E I L E D E SR O B O T E R S B E I D E R

S P R I T Z S T R A H L -E I N S T E L L U N G

Teilegeometrie

Spritzbild des Handlackierers

Spritzbild des Roboters

Bei gegebener Materialmenge und ent-sprechender Zerstäuberluft kann der Robo-ter über die Änderung der Hornluft dieStrahlbreite ändern

Automatikspritzpistole auf einemRoboter

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wird ihnen oftmals die Qualifikationfür den Lackauftrag abgesprochen.Dass Roboter den Lackiervorgangbeherrschen, sieht man aber alleinschon an der Zahl von bisher etwa10000 eingesetzten Einheiten welt-weit und davon ungefähr 2500 allein inDeutschland (Knickarmroboter).

Ein weiterer großer Vorteil bei derautomatisierten Lackierung mit Robo-tern liegt in der Reproduzierbarkeitdes Lackierergebnisses. Im Gegensatzzum Menschen gibt es keine von derTageszeit oder dem Wochentag abhän-gigen Schwankungen der Qualität (kei-ne Montagsproduktion). Ein Roboterkann dreischichtig sieben Tage dieWoche, abzüglich kurzer Wartungspau-sen, arbeiten. Durch den Lackierrobo-tereinsatz steigt somit die Qualität desAuftrages und ihre Schwankungsbreitenimmt ab, wodurch die Kosten fürNacharbeit sinken und sich der Anla-gendurchsatz erhöht.

Entlastung des Menschen

Die Arbeit eines industriellenHandlackierers ist eine anstrengendemonotone Tätigkeit unter erschwertenArbeitsbedingungen. Es müssen im-mer wieder die gleichen Bewegungen

ausgeführt werden. Hinzu kommt, dassdiese Bewegungen unter ergonomi-schen Gesichtspunkten oftmals einegroße Belastung für den menschlichenOrganismus bedeuten.

Die Luftaggregate zur Umwälzungder Luft erreichen hohe Schallpegel.Die Lackierer kommen trotz Schutz-maßnahmen über die Hautoberflächemit Lack- und Lösemittelpartikeln inder Luft in Kontakt beziehungsweiseatmen diese ein. Außerdem werdenteilweise die vorgeschriebenen Schutz-maßnahmen nicht eingehalten, da siedie Arbeit zusätzlich erschweren(Atemmasken, Schutzanzüge und der-gleichen). Hieraus ergibt sich, dass dieArbeit eines Handlackierers gesund-heitliche Risiken birgt und die Gefahr

organischer Schäden bis hin zur Berufs-unfähigkeit besteht.

Also besteht auch unter rein sozia-len Aspekten das Gebot, den Men-schen beim Lackiervorgang durchRoboter zu ersetzen. Damit entstehtnatürlich gleichzeitig auch ein nichtunerheblicher positiver Kosteneffektdurch die Senkung von gesundheitlichbedingten Ausfallzeiten des Personals.

Weiterhin stellt es vielerorts mittler-weile auch ein Problem dar, für dieanstrengende und gesundheitsgefähr-dende Tätigkeit des Handlackierersqualifizierte Arbeitskräfte zu finden.

Fazit

Zum Robotereinsatz im Serien- undKleinserien-Lackierprozess gibt esheute keine Alternative mehr. DerZeitpunkt, wann man sich darüber klarwird, entscheidet mit darüber, ob manselbst oder die Konkurrenz in Zukunft„die Nase vorn“ hat. ■

(Weitere Informationen unter www.roboter-info.de)

Der Autor: Thomas Schmidt, TechnischeUnternehmensberatung, Hirzenhain,

Tel. 06045/951385tschmidt@roboter-info.de

L A C K I E R R O B O T E R

A N B I E T E R V O NL A C K I E R R O B O T E R N

Knickarm-Lackierroboter mit Zu-lassung für den Betrieb im explo-sionsgefährdeten Bereichen bietenin Deutschland derzeit folgende Firmen an: ABB, CMA, Dürr, Fanuc, Gaiotto,Kobelco (Kawasaki), SLS, Stäubli