16 JOT 5.2014

Automatisierte Prozesse

Vom Roboter zum integrierten LackierroboterProfessionell angepasste Robotersysteme sind für einen reibungslosen Lackierprozess entscheidend.

Der Beitrag zeigt wesentliche Anforderungen und Aufgaben, um einen Lackierroboter bedarfsgerecht

auszulegen und stellt verschiedene Ansätze vor, Roboter in eine automatische Lackieranlage zu

integrieren und zu programmieren.

Der Einsatz von Robotern bei der Automatisierung von Lackier-

prozessen steigt weiterhin stark an. Die Vorteile bei Flexibilität, Reprodu-zierbarkeit und damit der Wirtscha�-lichkeit des Lackierprozesses gegen-über anderen Konzepten, fördern die Verbreitung in vielen Anwendungs-fällen. Alle großen Roboterhersteller bieten auf die Automobilindustrie ab-gestimmte integrierte Lackiersysteme

an. Für die Vielzahl der unterschiedli-chen Lackieraufgaben in der Allgemei-nindustrie, der Lohnbeschichtung und Zulieferindustrie sind diese Systemlö-sungen aber nur bedingt oder nicht ge-eignet.

Im Folgenden sollen die Anforde-rungen und Aufgaben, um einen La-ckierroboter für diese Anwender be-darfsgerecht auszulegen, in eine auto-matische Lackieranlage zu integrieren

und zu programmieren, dargestellt werden.

Die Antwort auf die Frage: „Wie �nde ich den passenden Lackierrobo-ter für meine Aufgabe?“ lässt sich nicht durch eine Abfrage im Internet klären. Aktuell bieten circa zehn Hersteller 50 verschiedene Grundmodelle als La-ckierroboter in Europa an. Jedes Mo-dell kann mit einer Vielzahl von Op-tionen und Zubehör auf die jeweilige Aufgabe angepasst werden. Betrach-tet man die Möglichkeit auch Roboter aus anderen Anwendungsbereichen für Beschichtungsaufgaben einzuset-zen, hat man schnell die Auswahl aus über 200 unterschiedlichen Typen zu tre�en.

Ausgangspunkt zur Beantwortung der Frage ist vielmehr eine umfassen-de Analyse der Anforderungen. Dabei ist in einem ersten Schritt zu de�nie-ren, welches Teilespektrum in welcher Kapazität und mit welchen Lacken in welcher Umgebung zu beschichten ist.

Kriterien für die Auswahl des RobotermodellsAus jedem dieser Teilbereiche erge-ben sich Anforderungen an den benö-tigen Roboter. Es genügt jedoch nicht, die Bereiche einzeln zu betrachten, son-dern es ist zwingend, die gesamte Auf-gabenstellung mit ihren Wechselwir-kungen für die Vorauswahl des Robo-termodells heranzuziehen. Ein Roboter wird erst durch die Kombination mit einem Lackau�ragsgerät zu einem La-ckierroboter. Im Engineering-Prozess zur Auswahl des Lackierroboters und

Für die Vorauswahl des Robotermodells genügt es nicht, einzelne Teilaufgaben heranzuziehen, sondern die gesamte Aufgabenstellung mit ihren Wechselwirkungen muss berücksichtigt werden

ROBOTER-LACKIERUNG J O U R N A L F Ü R O B E R F L Ä C H E N T E C H N I K

17JOT 5.2014

des Lackau�ragsgeräts sind eine Reihe von Punkten für mehrere Teilbereiche relevant.

Teilespektrum — Reichweitenanalyse des Roboters — Optimale Positionierung des Ro-

boters zum Werkstück — Lackierung im Durchlauf oder

Stopp-Go-Prozess — Auswahl des passenden Lackauf-

tragsgeräts

Kapazität — Lackierung im Durchlauf oder

Stopp-Go-Prozess — Anzahl der benötigten Roboter — Simulation der Taktzeiten — Auswahl des Lackau�ragsgeräts — Ermittlung von belastbaren Daten

für Taktzeit und Lackverbrauch im Technikum

Lacke — Auswahl des Lackau�ragsgeräts — Auswahl der Dosiertechnik

Umgebung — Lackierung im Durchlauf oder

Stopp-Go-Prozess — Ausführung des Roboters nach den

Anforderungen geltender EU-Nor-men

— Schnittstelle zur Fördertechnik mit Klärung der Programmübergabe bei Werkstück und Farbwechsel

— Schnittstellen zur Anlagentechnik — Einbindung in Sicherheitskonzept

mit GefährdungsanalyseAuf Basis dieses Engineerings wird

dann das konkrete Anforderungspro-�l an den oder die Roboter ermittelt. Die Komplexität der Aufgabe erfordert hierfür die Mitwirkung von erfahre-nen Fachleuten, um aus den verfügba-ren Möglichkeiten die optimalen Alter-nativen herauszu�ltern.

Integration der LackiertechnikZusätzlich zur Basisausführung sind im Rahmen der Detailklärung weite-re Festlegungen zu tre�en und Rand-bedingungen zu überprüfen, zum Bei-spiel die statische Auslegung des Auf-stellungsortes unter Berücksichtigung der statischen und dynamischen Kräf-te des Roboters. Auch die Abklärung

www.vollert.de

Reinigung und Vorbehandlung

Nasslackierung

Pulverbeschichtung

Tauchlackierung

Wenn es um das Oberflächenbeschichten von schweren Werkstücken oder Groß-bauteilen geht, setzen Kunden weltweit auf leistungsstarke Anlagentechnologie und Materialflusssysteme von Vollert.

Interessiert? Testen Sie uns jetzt!MFN is an Official

Collaboration Partner of FEMS

www.sf-expo.cnM F N i s t h e O f f i c i a l C o o p e r a t i o n

P a r t n e r o f S F E X P O

MFN is a Partner in Education in Nadcap

www.paintexpo.de M F N i s t h e O f f i c i a l P a r t n e r i n

E d u c a t i o n o f P a i n t E x p o

Focusing on peening, blasting, cleaning and

vibratory finishing!

MFN offers courses for:

Shot & Flap PeeningIndustrial PaintingMass FinishingShot BlastingResidual Stresses and their Measurement

▪ ▪ ▪ ▪ ▪

M F N i s t h e O f f i c i a l C o o p e r a t i o n P a r t n e r o f M e t a l & S t e e l

MFN is a Media Partner of NACE

www.mfn.li/cn

MFN中国主要内容是抛丸、喷丸强化及成形，抛丸、喷丸、

喷砂清理，振动研磨、抛光、工业涂装等金属表面处理资讯

第二卷2014年3月

春季刊

金属表面处理杂志

中国

MFN 抛喷丸强化训练课程在中国济南2014年5月19-21日

科学新讯：利用显微技术评估抛喷丸强化表面的质量

第6-7页

Nadcap专栏：超出想象的建设性

工作关系

第12页

www.sf-expo.cnMFN 是 SF Expo 的官方合作伙伴

4月23-25日，国际(重庆)表面处理展

机械抛丸除锈去氧化皮技术(第14-15页)

Met

al F

inis

hing

New

s

MFN INTERNATIONAL is distributed in 67 countries and published 6 times a year

www.mfn.li

MFN CHINA is exclusively for the Chinese market and published 4 times a year

www.mfn.li/cn

MFN INTERNATIONAL is distributed in

www.mfn.li

Publication for the Peening, Blasting,

Cleaning and Vibratory Finishing

Industries

Vol. 14MarchIssue

Year 2013

Nadcap COLUMN:A Measured Approach To

Measurement & Inspection

page 60

MFN Shot PeeningWorkshop in Germany 9th-11th of April, 2013

(see page 67)

MFN Shot PeeningWorkshop in Spain

21st-23rd of May, 2013(see page 67)

One Step Beyond (p. 18-20)

Met

al F

inis

hing

New

s

www.paintexpo.de - MFN is the Official Partner in Education of PaintExpo

Training in 9 languages!

18 JOT 5.2014

Ausgangspunkt zur Suche nach dem geeigneten Robotermodell ist eine umfassende Analyse der Anforderungen an den Lackierprozess

© R

eite

r

Frank ReiterGeschäftsführer,Reiter GmbH + Co. KG Oberflächentechnik, Winnenden,Tel. 07195 18544,freiter@reiter-oft.dewww.reiter-oft.de

des Signalaustauschs zwischen Robo-ter und Anlage mit Festlegung der Bus-technologie, die Abstimmung einer ge-eigneten Energieversorgung mit Strom und Drucklu� für die Roboter sowie die sicherheitstechnische Einbindung der Robotersteuerung in das Gesamt-konzept der Anlage ist entscheidend.

Zudem ist die Integration des Lackauftragsgeräts mit Montage am Roboterarm, der Zuführung der Lack-leitungen und Pneumatik-Leitun-gen sowie passende Schottplatten vor-zunehmen. Immer häufiger wird die Farbwechsel-, Misch- und Dosiertech-nik auf dem Prozessarm der Roboter integriert. Dabei sind die Tragkra� und der Platzbedarf für die Komponenten zu berücksichtigen. Üblicherweise lie-fert der Hersteller den bestellten Robo-ter in einer Transportverpackung. Die Kon�guration der Steuerung und das Einspielen der diversen So�wareopti-onen erfolgt dann im Rahmen einer Vorinbetriebnahme. Diese umfasst, so-weit möglich, einen Funktionstest der Ausrüstung.

Bei der Montage der Roboter durch entsprechend geschultes Fachpersonal werden diese durch Einmessen mit-tels Laser exakt in der zuvor festgeleg-ten Position montiert, nivelliert und mit ausreichend dimensioniertem Be-festigungsmaterial �xiert. Nach dem Anschließen der Steuerung erfolgt die Masterung aller Achsen, um den Ro-

boter funktionsfähig zu machen. Die Überprüfung aller Funktionen und Schnittstellen runden die Inbetrieb-nahme des Roboters ab. Nach Ab-schluss dieser Arbeiten steht ein funk-tionsfähiger Lackierroboter zur Ver-fügung. Im nächsten Schritt wird dann das Zusammenspiel mit der La-ckiertechnik geprü� und diese einge-stellt. Das Erstellen eines dynamischen Spritzbildes (der Nachweis der korrek-ten Lackau�re�punkte beim Ein-Aus-schalten) folgt als nächster Punkt. Da-mit sind die Voraussetzungen zum Erstellen eines Lackierprogramms ge-scha�en worden.

Prozessanpassung durch ProgrammierungDas Programmieren erfordert neben Kenntnissen über die Handhabung des Roboters vor allem spezifisches Lackierwissen. Die Grundkenntnisse über Sicherheit und Handhabung von Lackierrobotern können in mehrtägi-gen Schulungen vermittelt werden. Die optimale Erstellung eines Lackierpro-gramms erfordert umfangreiche Erfah-rung über den Beschichtungsprozess der Werkstücke. Dazu sind Kenntnisse über das Lackmaterial und das Verhal-ten der Applikationstechnik zwingend notwendig. Das Erstellen von Lackier-programmen kann je nach Komplexi-tät der Aufgabenstellung und der Er-fahrung des Programmierers zwischen

wenigen Stunden und mehreren Wo-chen in Anspruch nehmen. Die Pro-grammierarbeit muss außerhalb der Produktion erfolgen und beansprucht daher die Kapazität der Lackieranlage.

Zur Erleichterung und Beschleuni-gung der Programmierung steht heute eine Reihe von O�ine-Programmier-so�ware zur Auswahl. Diese wird mit verschiedenen Funktionsumfängen durch die Hersteller der Roboter ange-boten. Es sind aber auch herstellerun-abhängige Lösungen am Markt ver-fügbar, die den Vorteil haben, dass sie für Lackierroboter mehrerer Herstel-ler verwendbar sind und einige wert-volle Zusatzfunktionen gegenüber den Standardprogrammen aufweisen. Die Einbindung der Roboter in den Be-trieb der Lackieranlage mit automa-tischem Farbwechsel, automatischem Programmwechsel und weiteren Au-tomatikfunktionen, wie zum Beispiel Auswertungen, runden die Inbetrieb-nahme vor Ort ab.

Da die Investitionen in einen La-ckierroboter meist erheblich sind, leis-tet die Einbindung entsprechender Fach�rmen für Engineering, Monta-ge, Inbetriebnahme und Prozessein-bindung einen Beitrag zur Nachhal-tigkeit und Wirtscha�lichkeit. Bei der Planung einer Investition sind neben den reinen Kosten für den Roboter mit Steuerung auch die umfangreichen En-gineering und Dienstleitungen, welche zur erfolgreichen Umsetzung benö-tigt werden, zwingend zu berücksich-tigen.

ROBOTER-LACKIERUNG J O U R N A L F Ü R O B E R F L Ä C H E N T E C H N I K

19JOT 5.2014

IGP-RAPID® Eine neue Ära der Holzbeschichtung

Mit IGP-Rapid® beschichten Sie thermisch sensible

Holzwerkstoffe wie MDF und HDF. Die hochreaktiven

Beschichtungspulver dieser Produktserie erlauben einen

beschleunigten Vernetzungsprozess bei gleichzeitig

materialschonenden Einbrenntemperaturen. Sie reduzieren

Ihre Energiekosten, profitieren von einer gesteigerten

Effizienz und von folgenden Vorteilen:

• Effiziente Ein- und Zweischichtsysteme

• Nahtlose Rundum-Beschichtung

• Beste Kantenausbildung

• Höchste Designfreiheit

• Abriebbeständig und kratzfest

Erfahren Sie mehr über IGP-Rapid® unter: www.igp.ch

IGP Pulvertechnik AG

CH-9500 Wil

Telefon +41 (0)71 929 81 11

www.igp.ch, info@igp.ch

Ein Unternehmen der DOLD GROUP