Roboterlackierung

Übersicht der Lackierroboter

Lackierroboteranlagen werden zunehmend in FA-Lackierprozessen (Factory Automation) eingesetzt, auch in der Automobilindustrie. Die kontinuierliche Weiterentwicklung hat zu einer noch stärkeren Automatisierung und Effizienzsteigerung geführt.

Filmbildung in der Karosserielackierung
Filmbildung in der Karosserielackierung
  1. A. Elektrotauchlackierung (Rostschutz)
  2. B. Zwischenschicht (Absplitterungsschutz)
  3. C. Grundierung (Einfärbung)
  4. D. Klarlack (Haltbarkeit, Oberfläche)

Eine typische Anwendung von Lackierrobotern ist die Lackierung von Karosserieaußenverkleidungen. Der Zweck solcher Lackierverfahren beschränkt sich nicht nur auf das Design. Das Verfahren besteht in der Regel aus einer galvanischen Abscheidung für den Rostschutz, einer Mittelschicht, um zu verhindern, dass der Grundstahl Steinschlag oder Absplitterungen ausgesetzt ist, einer Grundierung zum Einfärben und einer Klarlackierung für Langlebigkeit, wie z. B. für Oberflächenschutz und Witterungsbeständigkeit.

In den meisten Fällen wird in der Elektrotauchlackierung die Tauchbeschichtung (Immersion) eingesetzt, während andere Lackierverfahren die elektrostatische Lackierung verwenden, bei der ein Rotationszerstäuber per Lackierroboter eingesetzt wird.

Mechanismus des Rotationszerstäubungsverfahrens

Beispiel einer Rotationszerstäubungsanlage
Beispiel einer Rotationszerstäubungsanlage
  1. Zerstäuberglocke
  2. Formluft
  3. Lagerluft
  4. Zuführrohr (Farbe)
  5. Turbinenluft
  6. Druckluftmotor

Eine Rotationszerstäubungsanlage ist ein Mechanismus, der das Beschichtungsmuster erweitert und gleichzeitig den Lack in einen feinen Nebel umwandelt. Diese Anlagen werden für die elektrostatische Lackierung mit Lackierrobotern eingesetzt.

Der Druckluftmotor wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht, so dass er Luft für die Turbinenrotation als Luftschicht zwischen der Achse und dem Lager einführt. Die Lagerluft wird verwendet, damit sich dieser Mechanismus berührungslos mit hoher Geschwindigkeit drehen kann. Durch die Rotation wird die Farbe in einen feinen Nebel umgewandelt und durch den Luftdruck der Formluft in Richtung Substrat geleitet.

Elektrostatisches Lackierverfahren

Beispiel einer elektrostatischen Lackieranlage
Beispiel einer elektrostatischen Lackieranlage
  1. Hochspannungsgenerator
  2. Sprühpistole (Rotationszerstäubungssystem)
  3. Objekt (Werkstück)
  4. Farbnebel
  5. Erdung

Ein geerdetes Objekt wird auf der positiven Seite eingesetzt, während die Farbsprühvorrichtung auf der negativen Seite liegt. Wenn eine hohe Gleichspannung (70 K bis 100 KV) angelegt wird, wird der Farbnebel negativ geladen und haftet auf dem positiv geladenen Objekt.

Dieses Lackierverfahren kann den Lackverlust und den Zeitaufwand für das Lackieren erheblich reduzieren und bietet viele weitere Vorteile wie geringere Umweltbelastung und verbesserte Arbeitsumgebungen.

Neben Rotationszerstäubungsanlagen arbeiten auch Lackierpistolen mit elektrostatischen Zerstäubungssystemen, die den Lack mit Hilfe von elektrostatischer Kraft in feine Tropfen verwandeln. Diese Anlagen werden häufig zum Lackieren von seriengefertigten Industrieprodukten, wie z. B. Auto- und Motorradkarosserien, Metallkomponenten, Eisenbahnwaggons, Elektroprodukte, Bürogeräte aus Stahl und Gehäuseteile, verwendet.

Aktueller Stand der Lackierroboter

Die Notwendigkeit, eine gleichmäßige, einheitliche Lackierung von komplizierten Formen oder komplexen Teilen wie Karosserien und Komponenten zu erreichen, hat Experten mit ausreichender Sachkenntnis und Erfahrung angezogen. In der Massenproduktion in Fabriken auf der ganzen Welt sind stabile Lackierqualität und automatisierte Großserienfertigung gefragt. Dementsprechend sind Lackierroboter immer ausgereifter geworden, um ihren Anwendungsbereich zu erweitern.

Mehrachsige Ausführung für verschiedene Zwecke

Lackierroboter wurden mit mehr Achsen entwickelt, und sechsachsige vertikale Mehrgelenkroboter haben sich bei der Lackierung von Karosserien und Autokomponenten durchgesetzt. Aufgrund der flexiblen Bewegungen des Roboters erweitert sich der Anwendungsbereich über die Außenlackierung von Karosserien hinaus auf die Lackierung von Innen- und Bodenkomponenten, Stoßdämpfern und mehr.

Selbst komplizierte Abschnitte, bei denen bisher manuelle Lackierpistolen erforderlich waren, können dank der gestiegenen Komplexität der Roboter nun automatisch lackiert werden.

Automatische Werkzeugwechsel-Systeme (Lackierpistole)

Diese Lackierroboter sind in der Lage, automatische Werkzeugwechsel (Lackierpistole) ohne weitere Ausrüstung durchzuführen. Dies ermöglicht verschiedene Arten von Lackierungen innerhalb derselben Stufe, ohne die Pistolen reinigen zu müssen, was zu einer verbesserten Produktionseffizienz führt. Darüber hinaus können die Kosten für Verdünner, die zur Reinigung der Pistolen verwendet werden, ebenfalls reduziert werden.

Assistenzroboter für mehr Effizienz

Assistenzroboter helfen, die Arbeit der Lackierroboter zu diversifizieren. Durch die Kombination eines Lackierroboters mit einem Türöffnungsroboter kann beispielsweise die Innenlackierung innerhalb derselben Stufe durchgeführt werden. Die kompakte Bauweise der Assistenzroboter ermöglicht ein flexibleres Layout und dadurch eine reibungslose Konfiguration der Anlage und geringeren Zeitaufwand bei Produktwechseln.

Verschiedene weitere Verbesserungen in der Automatisierung und Effizienzsteigerung sind ebenfalls garantiert, darunter die Raffinesse der Antriebs- und Steuermechanismen in der Lackierstufe. Neben der zunehmenden Komplexität seitens der Roboter sind Technologien wie das hochpräzise Teaching (Programmiersteuerung) und das schnelle, hochgenaue Erfassen und Abtasten für eine genaue Positionierung ebenso wichtig.

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