AUTOMOBI L-LACKI ERUNG

NEUES ROBOTERSYSTEM

Weniger Lackverbrauch und kOrzere Taktzeiten Vor etwa eineinhalb Jahren ist ein Lackierroboter auf den Markt gekommen, der vor allem fUr die Lackierung der Fahrzeug-AuBenhaut konzipiert ist. Das neue flexible System hat in der Praxis seine Bewahrungsprobe bestanden. Wichtige Merkmale der neuen Robotergeneration sind die integrierte Applikationstechnik und die konsequente Modularitat.

Die Evolution der vollautoma-tischen Lackierung hat zahlreiche Schritte durchlaufen. In der Anfangszeit wurden die AuBenfliichen der Fahrzeug-karosserien von Lackiermaschinen be-schichtet. Die einzelnen Lackschichten wurden damals bereits von Hochrotati-onszerstiiubem aufgetragen, bis auf eine: die zweite Metallic-Basislackschicht. Hierzu waren pneumatische Zerstiiuber erforderlich, die sich vor all em durch eine Eigenschaft auszeichnen, niimlich durch einen niedrigen Auftragswir-kungsgrad.

A Roboter lackleren die AuBenhaut elnes Busses. Durch den Roboter-Elnsatz konnte EvoBus In Ulm die Taktzelt von 60 aut 25 Mlnuten reduzleren.

Das Maschinenkonzept entwickelte sich zu einem Roboterkonzept. Warum? Die treibenden Kriifte waren das Stre-ben nach hiiherer Flexibilitiit und Effek-tivitiit. Roboteranlagen bringen zum einen mehr Flexibilitiit bezuglich des Fahrzeugdesigns, zum anderen ermiig-lichen sie eine hiihere Effektivitiit durch die Reduzierung der Zerstiiuberanzahl und die Erhiihung des Auftragswir-kungsgrades; dementsprechend senken Lackierroboter die Betriebskosten.

Der pneumatische Zerstiiuber fur den zweiten Metallic-Lackauftrag wird der-zeit von der Hochrotationszerstiiubung verdriingt. In Zukunft wird fur die AuBenlackierung hauptsiichlich die BelVBell-Applikation mit Robotem zum Einsatz kommen. Die vollautomatische Innenlackierung, schon immer eine

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A Roboter-Lacklerung wn Plck~ps bel DalmlerChrysler In Saltlllo, Mexlko. Die Vermlnde-rung der Anzahl der Zerstlluber sorgt fOr erhebllche Lack- und Energle-Elnsparungen.

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Domiine der Robotertechnik, hat sich in den letzten Jahren ebenfalls von der pneumatischen Applikation wegentwi-ckelt. Die Innenlackierung mit Rotati-onszerstiiubung ist die vorerst letzte Evolutionsstufe.

"Maschinen raus, Roboter rein" So weit, so gut. Warum also eine neue Robotergeneration? Die bisherige Robotertechnik stellt fur Greenfield-Anlagen eine geeignete Lasung dar. Was ist aber mit der in die J ahre gekommene Maschinentechnik? Wie kann diese am effektivsten umgestellt werden?

Eine ideale technische Lasung fur diese Aufgabenstellung stellt das neue Robotersystem von Durr dar. Der Vorteil dieser Technik: Bestehende Lackierka-binen kannen weitgehend unveriindert bleiben. Einfach ausgedriickt, bedeutet dies: Maschinen raus, Roboter rein. Ein aufwiindiger und kostenintensiver Kabi-nenumbau, der nichts zu einer Verbes-serung des Prozesses und zu mehr Effektivitiit beitriigt, kann entfallen.

Die Feuerprobe hat das System bei der Automatisierung der Fullerapplika-tion fur Busse bei EvoBus in Ulm bestan-den. In einer vorhandenen Kabine mit beachtlichen Abmessungen wurden

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AUTOMOBIL-LACKIERUNG

Roboterann 2

.6. Appllkatlonsbautelle und Regelventlle slnd Im Roboterarm 1 und 2 Integrlert

.... Lacklerachse 1 ermogllcht Lacklerbahnen In X- oder Y-Rlchtung

zwei Lackierroboter des neuen Typs EcoRP E33 installiert - ein Projekt, das wiihrend einer kurzen Produktions-unterbrechung zum J ahreswechsel 2005/2006 realisiert wurde. Das Pro-jekt ist auch noch in einer anderen Hin-sicht interessant. Die Ingenieure entwi-ckelten ein modulares Konzept, mit dem die Programmvielfalt drastisch redu-ziert werden konnte und somit eine Automatisierung erst sinnvoll umsetz-bar wurde.

Die Ergebnisse dieses Projektes zei-gen die Vorteile der Automatisierung in beeindruckender Weise: Taktzeitverkur-zung von 60 auf 25 Minuten, Lackmate-rial-Einsparung urn 20 bis 30 Prozent, Reduzierung der Schleifumfiinge und dazu no ch eine Verbesserung der Qua-litiit.

Inzwischen sind Anlagen in Mexiko und den USA in Betrieb gegangen. In Spanien, England und Korea werden zur-zeit weitere Projekte realisiert. Bei Daim-lerChrysler in Saltillo, Mexiko, wurden zum Beispiel zwei Basislack-Stationen mit Maschinentechnik und insgesamt 20 Zerstiiubern durch acht Lackierroboter des Typs EcoRP E33 ersetzt. Allein aus der Reduzierung der Zerstiiuberanzahl ergeben si ch beachtliche Lack- und Ener-

gie-Einsparungen. Die Anordnung der Roboter, die an Verfahrschienen in 1,9 Metern Hahe angebracht sind, ist fur die Beschichtung der zu lackierenden Lade-fliichen von Pick-ups besonders giinstig und erlaubt zudem eine ideale Einsicht in die Zone. Die Anlage ist seit April 2006 in Betrieb.

Nachfolgend einige technische High-lights des neuen Lackierroboters: Die Lackierroboter-Typen "EcoRP E32/33" haben entweder funf oder sechs Bewe-gungsachsen und sind auf einer Ver-fahrachse, der siebten Achse, angeord-net. Alle Achsen sind vollwertige Lackierachsen und ermaglichen hohe Flexibilitiit bei der Generierung der Lackierbahnen.

Das ist eine Voraussetzung fur die Vermeidung von Verschmutzungen beim Lackieren und Voraussetzung fur den flexiblen Einsatz auf horizontalen und vertikalen Fliichen im Degrade-Mode. Unter Degrade-Mode versteht man bei Ausfall eines Roboters die Ubernahme der Lackieraufgabe durch einen anderen Roboter.

Die Roboterarme nehmen die Bauteile der Applikationstechnik komplett auf. Im Roboterarm 1 sind Luftmengenreg-ler, Pneumatikventile, opt(}-elektrische

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AUTOMOBI L-LACKI ERUNG

.6. KabelfOhrung (rot) und SchlauchfUhrung (dunkel-grOn) Im Roboter verlaufen durch die Hneutrale Faser"

Wandler, Hochspannungskaskade und Lufterhitzer untergebracht. Bisher ubliche Pneumatikschriinke auBerhalb der Kabine sind nicht erforderlich. Der Roboterarm 2 triigt Farbwechsler, Appli-

.... Portal mlt StOtzen auBerhalb der Lacklerkablne

trale Faser" des Roboters. Das heiBt, dass die Belastung dieser Bauteile sinkt und sich die Lebensdauer erhiiht. An den Hohlwellengetrieben der Achsen 1 und 3 sind Kabeldurchfuhrungen inte-

rung der Roboterachsen 1, 2 und 3 sowie der Verfahrachse 7 lassen sich die mechanischen Nullstellungen der Achsen in Minutenschnelle wiederher-stellen - und das gleichzeitig bei allen Achsen. Ublicherweise ist das Mastern eines Roboters nach bestimmten War-tungsarbeiten oder nach Kollisionen erforderlich und ohne die automatische Masterung eine zeitraubende Angele-genheit.

Zur Integration des Roboter-Verfahr-schiene-Systems in die Kabine dient ein Portal, dessen Stutzen je nach Situation innerhalb oder auBerhalb der Kabine stehen kiinnen. Bei der Anordnung der Stutzen innerhalb der Kabine sind kei-ne Anderungen an der Kabinenwand erforderlich. Im anderen Fall wird eine begrenzte Anpassung der Kabinenwand notwendig. Fur die Durchfuhrung von Kabeln und Schliiuchen durch die Kabi-nenwand ist je Kabinenseite eine Qff-nung vorgesehen.

Das Roboter-Verfahrschiene-System wird vormontiert angeliefert und auf jeder Kabinenseite in einem Stuck am Portal montiert. Fur die Vorbereitung eines Umbaus hat das Vorteile. So kann das Portal bereits montiert werden, wiihrend noch produziert wird.

Bei einer Anordnung der Verfahr-schiene ab zirka 1,9 Metern Hiihe ist ein freier Blick auf die Karosserie in der Kabine gegeben. Der Kabinenboden ist frei von Ausrustungen, auBerdem ver-bessert sich die Luftstriimung in der Kabine.

Demniichst wird die zweite Durr-Lackierroboter-Generation HNachwuchs" bekommen. Ein auf der gleichen Kon-struktion beruhender Manipulator fur die Haubeniiffnung und eine Clean-Wall-Variante der Verfahrschiene befinden

kationsventile, Dosierpumpe oder Ziel- griert. Sowohl fur Kabel als auch fur sich in der Produktentwicklung. ---.j module beim Einsatz von Molchtechnik. Schliiuche sind Stecker beziehungswei-Aufgrund seiner Bauweise aus glasfa- se steckbare Verbindungen vorhanden. serverstiirktem Kunststoff wird eine Dies vereinfacht das Austauschen von Hochspannungs-Isolation beim Betrieb des Zerstiiubers mit ESTA-Direktaufla-dung erreicht.

Alle Schlauch- und Kabelfuhrungen im Roboter verlaufen durch die Hneu-

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Kabeln und Schliiuchen. Der Antrieb all er Bewegungsachsen

und der Applikationstechnik erfolgt mit ATEXjUL-konformen digitalen Servo-motoren. Mit der automatischen Maste-

Der Autor: Dr.-Ing. Pavel Svejda,

Durr Systems, Bietigheim-Bissingen,

Tel. 07142 78-2248, pavel.svejda@durr.com,

www.durr.com

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