Gleichmäßiger Dichtmittelauftrag in hoher Geschwindigkeit

Servogekoppelte Dosierung

Der Einsatz eines Roboters beim Auftragen von Beschichtungsmaterialien kann die Produktivität steigern. Durch die Kopplung von Servo- und Dosiersteuerung lässt sich nicht nur eine stabile Schichtdicke erreichen. Darüber hinaus kann die Gesamtprozesszeit verkürzt werden, auch durch die schnelle Implementierung und Inbetriebnahme der Anwendung.

Mit Scaras und kartesischen Robotern möglich: Anwendungen mit Yamahas servogekoppelter Dosierfunktion der RCX340-Steuerung (Bild: Yamaha Motor Europe N.V.)

Der Auftrag von Dichtmasse entlang der Passkanten von Metallgussteilen oder Kunststoffkomponenten der Montage von Bauteilen ist eine gängige Anforderung, die häufig mit konventionellen Antrieben zur Koordinierung von Linearbewegung und Dosierung erfüllt wird. Um eine kontinuierliche Raupe des Dichtmaterials aufzutragen, muss das Bewegungssteuerungssystem genau einer vorgegebenen Bahn entlang gerader Kanten und Ecken folgen. Die Geschwindigkeit muss typischerweise an den Ecken reduziert werden, um die gewünschte Auftragungskontur präzise zu realisieren. Auf der anderen Seite ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit wünschenswert, wenn man sich entlang gerader Kanten bewegt, um die Gesamtprozesszeit zu verkürzen.

Gleichmäßiger Dichtmittelauftrag

Um sicherzustellen, dass an allen Stellen eine gleichmäßige Menge an Dichtmittel aufgetragen wird, muss der Dosiermechanismus so gesteuert werden, dass der Dichtmittelfluss in den langsameren Kurven gedrosselt und die Abgabe erhöht wird, wenn sich der Vorschub schneller bewegt. Das ist jedoch schwierig zu erreichen. Bei ungeeigneter Konfiguration können Inkonsistenzen wie z.B. ein übermäßiges Dichtmittelvolumen an den Ecken auftreten, was letztendlich zu mehr Ausschuss am Ende der Linie führt. Andererseits kann die Einstellung einer konstanten, langsameren Antriebsgeschwindigkeit und niedrigeren Dosierrate die Steuerung des Prozesses vereinfachen, was auf Kosten einer längeren Taktzeit und eines geringeren Gesamtdurchsatzes geht. Typischerweise wollen Hersteller sowohl hohe Qualität als auch hohe Geschwindigkeit erreichen, ohne sich auf spezielle Fähigkeiten von Mitarbeitern verlassen zu müssen. Das erfordert eine Lösung, mit der die Dichtmittel-Dosierrate automatisch angepasst werden kann, wenn sich die Vorschubgeschwindigkeit ändert, sodass das gewünschte Materialvolumen mit der an jeder Position angemessenen, maximal möglichen Geschwindigkeit aufgetragen werden kann.

Einfache Einrichtung von Dosierrobotern

Die RCX340-Steuerung von Yamaha unterstützt erweiterte Bewegungsfunktionen und vereinfacht die Einrichtung von Dosierrobotern. Insbesondere kann die Dosiersteuerung mit einer Servosteuerung gekoppelt werden, wodurch die RCX340 die Dosierrate in Verbindung mit der Bewegungsgeschwindigkeit steuern kann. Darüber hinaus ermöglicht die Steuerung eine einfache Verkettung mehrerer Roboter, die gleichzeitig gesteuert werden können, und unterstützt einen erweiterten Befehlssatz, der spezielle Bildverarbeitungsbefehle enthält, die die Programmierung vereinfachen und dazu beitragen, die Inbetriebnahmezeit des Equipments zu reduzieren.

Ein Hersteller aus der Automobilbranche setzt die RCX340-Steuerung und Roboter von Yamaha für das päzise Auftragen von flüssigen Dichtmassen auf Aluminiumgussteilen ein. (Bild: Yamaha Motor Europe N.V.)

Debugging-Funktionen und schnelle Inbetriebnahme

Die RCX-Studio2020-Programmierumgebung enthält Debugging-Funktionen, die mehrere Aufgaben unterstützen, und bietet Funktionen zur Beschleunigung der Programmeingabe und zur Ermöglichung einer schnellen Inbetriebnahme. Darüber hinaus sorgt die Nutzung von Standard-Kommunikationsschnittstellen für eine einfache Integration in eine bestehende Fabrikumgebung. Zusätzlich zu den RS-232C- und Ethernet-Ports unterstützt der Controller RCX340 gängige Feldbusse wie CC-Link, Ethernet/IP, Devicenet, Profibus, Profinet und Ethercat. Verbindungen mit Universalservoverstärkern oder Bildverarbeitungssystemen von Drittanbietern sind ebenfalls leicht zu implementieren.

Hochgeschwindigkeitsbeschichtung in der Praxis

Yamaha Robotics hat vor Kurzem einem Kunden aus der Automobilbranche geholfen, mit Hilfe der RCX340-Steuerung und Yamaha-Robotern das präzise Auftragen von flüssigen Dichtmassen auf Aluminiumgussteile zu beschleunigen. Der Hersteller konnte die Leistung nicht durch eine Zunahme der Antriebsgeschwindigkeit des bestehenden automatischen Dosiersystems erhöhen. Eine einfache Steigerung der Geschwindigkeit hatte die Kontrolle der Dichtmitteldosierung beeinträchtigt, was zu großen Klumpen des Dichtmittels in Positionen führte, in denen die Antriebsgeschwindigkeit langsamer war. Dadurch war das Unternehmen gezwungen, die Geräte mit konstanter Geschwindigkeit zu betreiben, was zu einer längeren Taktzeit führte. Auf der Suche nach einer schnelleren Lösung, die auch ohne Rückgriff auf qualifizierte Techniker einfach einzurichten wäre, wandte sich der Projektteamleiter an Yamaha. Nachdem er eine Demonstration der servogekoppelten Dosierung gesehen hatte, installierte er ein Erprobungssystem in der Fabrik, um dessen Potenzial auszuloten. „Die Produktionsgeschwindigkeit wurde spürbar erhöht und unsere Analyse zeigte, dass auch die Beschichtungsqualität sehr gut war“, kommentiert er. Im Vertrauen darauf, die gewünschte Geschwindigkeitssteigerung sowie eine stabile Qualität zu erreichen, ging das Projektteam zur abschließenden Verifizierung über und führte dann den Prozess endgültig in der Montagelinie ein.