Flexible Energieführung reduziert Ausfallrisiken in Lackieranlagen

In der Automobilproduktion verursachen ungeplante Stillstände erhebliche Kosten. Laut der Studie „The True Cost of Downtime 2024“ belaufen sich diese auf durchschnittlich 2,3 Millionen US-Dollar pro Stunde. Vor diesem Hintergrund entwickelte das spanische Ingenieurbüro Procon Systems für ein Automobilwerk von SEAT eine automatisierte Anlage zur Nachbearbeitung von Lackoberflächen.

Ziel war es, Unebenheiten nach dem Lackierprozess vollständig automatisiert zu erkennen und zu beheben. Neben der Sicherstellung einer konstant hohen Oberflächenqualität standen vor allem Prozessstabilität und die Vermeidung ungeplanter Stillstände im Fokus.

Automatisierte Nachbearbeitung in zwei Roboterzellen
Die realisierte Lösung basiert auf zwei in Reihe geschalteten Roboterzellen mit sechsachsigen Gelenkarmrobotern. Nach dem Lackieren werden die Fahrzeugkarosserien über eine Förderstrecke in die erste Zelle transportiert.

Dort übernimmt ein Industrieroboter die Inspektion mittels Vision-System. Erkannte Lackfehler werden in einem mehrstufigen Prozess bearbeitet: Zunächst wird entionisiertes Wasser auf die betroffene Stelle aufgebracht, anschließend erfolgt das Schleifen der Unebenheit. In der zweiten Zelle entfernt ein weiterer Roboter Schleifrückstände und führt die Politur der Oberfläche durch.

Diese Anwendung erfordert hochpräzise Bewegungen und die Fähigkeit, jeden Punkt der Karosserie flexibel zu erreichen.

Herausforderung: Mechanische Belastung der Leitungen
Die komplexen dreidimensionalen Bewegungen der Roboter führen zu erheblichen mechanischen Belastungen der Leitungen und Pneumatikschläuche zwischen Roboterfuß und Endeffektor. Anders als bei klassischen Automationsaufgaben müssen die Werkzeuge nicht nur definierte Positionen anfahren, sondern frei im Raum agieren.

Ein Ausfall von Leitungen hätte unmittelbare Produktionsunterbrechungen zur Folge. Die Sicherstellung einer zuverlässigen Energie- und Medienführung war daher ein zentraler Bestandteil der Anlagenkonzeption.

Lösung: Energieketten für dreidimensionale Bewegungen
Zur Absicherung der Leitungsführung entschied sich Procon Systems für den Einsatz von Energieketten aus Hochleistungskunststoff. Diese bestehen aus modular aufgebauten, kugelgelagerten Kettengliedern, die eine Bewegung in mehreren Achsen ermöglichen.

Durch diese Konstruktion können Leitungen und Schläuche den dreidimensionalen Bewegungen der Roboter kontrolliert folgen, ohne übermäßiger Torsion oder mechanischem Verschleiß ausgesetzt zu sein. Ergänzend sorgt ein integriertes Rückzugsystem dafür, dass die Energiekette stets nah am Roboterarm geführt wird und sich nicht unkontrolliert bewegt.

Oriol Morè Roca, Leiter Industrieautomation bei Procon Systems, erklärt: „Die Roboterarme können dank der flexiblen Energieführung jeden Punkt erreichen, ohne dass wir uns um Leitungsausfälle sorgen müssen.“

Ergebnisse und betrieblicher Nutzen
Durch den Einsatz der flexiblen Energieführung konnte das Risiko von Leitungsschäden und damit verbundenen Stillständen signifikant reduziert werden. Dies trägt direkt zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und Prozesssicherheit bei.

Zudem ermöglicht die Lösung eine gleichbleibend hohe Qualität der Lacknachbearbeitung, da die Roboter ohne Einschränkungen komplexe Bewegungsabläufe ausführen können. Die Kombination aus automatisierter Fehlererkennung und präziser Nachbearbeitung verbessert die Effizienz der gesamten Lackierlinie.

Matthias Meier, Geschäftsführer von igus Spanien, ordnet die Zusammenarbeit ein: „Die Partnerschaft zeigt, wie technologische Lösungen dazu beitragen können, die Effizienz und Präzision in der industriellen Automatisierung gezielt zu erhöhen.“

Einordnung
Die implementierte Lösung verdeutlicht die zunehmende Bedeutung robuster Energieführungssysteme in hochdynamischen Robotikanwendungen. Insbesondere in der Automobilproduktion, wo Ausfallzeiten erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen haben, tragen solche Systeme zur Stabilität und Skalierbarkeit automatisierter Prozesse bei.

Bearbeitet von Maria Brueva, Redakteurin bei Induportals – mit Unterstützung von KI angepasst.

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