Perfektes Kleben von PKW-Scheinwerfergehäusen

Reinhardt-Technik, ein maßgeblicher Anbieter von Dosier- und Mischtechnik, wollte das Verkleben von Automobilscheinwerfern automatisch vorbereiten. Zu diesem Zweck wurde eine Anlage mit zwei sechsachsigen KUKA Robotern entwickelt. Das Team besteht aus einem KR 6, der das Kunststoffgehäuse des Scheinwerfers durch eine Plasmabehandlung haftfähiger macht, und einem KR 30, der anschließend den Kleber appliziert.

Ausgangslage/Aufgabenstellung
Realisation
Systemkomponenten/Auftragsumfang
Ergebnis/Erfolg
Ansprechpartner

Branche:					Automobilzulieferer
Kunde:					Reinhardt-Technik GmbH & Co., Kierspe Deutschland
Anwendung:					Bearbeiten, Beschichten, Kleben und Handhaben von Scheinwerfergehäusen
Zielsetzung:					Teilautomatisieren des Montageprozesses von Scheinwerfergehäusen
Implementierung:					7/2000

Ausgangslage/Aufgabenstellung

Um die Effizienz und Wiederholgenauigkeit in der Produktion von Scheinwerfergehäusen zu steigern, entschloss sich die Reinhardt-Technik GmbH & Co. die Vorbereitung für das Verkleben der Scheinwerfergehäuse komplett zu automatisieren. Um die Vorgaben von Reinhardt-Technik zu erfüllen, musste eine  variierbare Zelle entworfen werden, die mit kurzen Umrüstzeiten in der Lage ist, unterschiedliche Typen und Produktionsprozesse zu handeln. Beispielsweise kann es bei der einen Anwendung sinnvoll sein, die Düse über das Bauteil zu bewegen während bei einer anderen Anwendung das Bauteil unter der Düse bewegt werden muss oder das Werkzeug gewechselt werden, um verschiedene Kleber zu applizieren. Wichtig für die Effizienz der Roboterzelle sind hohe Werte in Bezug auf Wiederholgenauigkeit und Flexibilität. Für die Praxis wurde eine Leistung von bis zu fünf Scheinwerfern pro Minute auf hohem Qualitätsniveau gefordert.

Wichtig für die Effizienz der Roboterzelle, bei deren Einsatz eine Leistung von bis zu fünf Scheinwerfern pro Minute gefordert war, sind hohe Werte in Bezug auf Wiederholgenauigkeit und Flexibilität.

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Realisation

Die Anlage besteht aus zwei in Reihe an einer Förderanlage für die Werkstückträger angeordneten Sechs-Achs-Knickarmroboter. Der erste Roboter - ein KUKA KR 6 - übernimmt dabei mit einer an Achse 6 befestigten Plasmadüse die Plasmavorbehandlung der Scheinwerfergehäuse. Der direkt danach positionierte zweite Roboter trägt gleich darauf den Kleber auf. Da kurze Materialleitungen und die Reproduzierbarkeit der Verfahrensgeschwindigkeit im Klebeverfahren entscheidend für das exakte Dosieren des Klebers sind, installierte Reinhardt-Technik das Dosiermodul für den Kleber auf die Achse 4 des KR 30 und die Mischeinheit in direkter Nähe auf Achse 6.

Im Einzelnen gestalten sich die Arbeitsschritte wie folgt:
Die Scheinwerfergehäuse werden manuell auf die Werkstückträger aufgebracht und dann von einem Förderer in die Zelle getaktet. Vor dem Erreichen der ersten Station fragt die Steuerung über Sensoren ab, ob ein Scheinwerfergehäuse auf dem Werkstückträger vorhanden ist und - falls ja - ob es sich um ein Bauteil für die linke oder die rechte Seite handelt. Diese Informationen übermittelt der Rechner an den mit der Plasmadüse ausgerüsteten KR 6. Dieser führt daraufhin die spezifische Plasmabehandlung des Bauteils durch. Das heißt, er sprüht mit einer Brennerdüse ionisierte Luft in die Nut des jeweiligen Kunststoffteils und erhöht damit die Oberflächenspannung des Materials, auf dem der Kleber dann besser haftet.

Auf dem kurzen Weg zwischen Plasma- und Kleberstation wird  anschließend geprüft, ob das Teil mit Plasma besprüht wurde  und zusammen mit einer Meldung des Bauteiltyps an den KR 30 der Kleberstation weitergeleitet. Sofern keine Plasmabehandlung erfolgt ist, läuft das Teil unbehandelt durch die Kleberstation. Bei allen behandelten Teilen trägt der KR 30 einen hochviskosen, nicht fließfähigen Zwei-Komponenten-Silikonklebstoff auf.

Um die gewünschte optimale Raupengeometrie zu bilden, war es erforderlich, dass die Düse beim Kleberauftrag der dabei überwiegend schräg liegenden Nut mit einer fließenden Bewegung folgt. Aus diesem Grund kam für das Füllen nur ein Sechs-Achs-Knickarmroboter mit voller dreidimensionaler Bewegungsfreiheit in Betracht. Dieser kann die Düse seiner Misch- und Auftragseinheit konstant senkrecht zum Nutgrund halten, während er das Teil umfährt.

Nach dem Applizieren des Klebers taktet der Werkstückträger aus der Zelle und in eine Entladeposition, wo ein Mitarbeiter die Polycarbonat-Scheibe auf das Kunststoffteil setzt und den nun fertigen Scheinwerfer entnimmt.

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Systemkomponenten/Auftragsumfang

• ein KUKA Roboter KR 6
• ein KUKA Roboter KR 30
• zwei PC-basierende Robotersteuerungen KR C1 einschließlich Control
   Panel mit bedienerfreundlicher Windows-Oberfläche
• Plasmadüse
• Kleberdüse
• Dosiermodul
• Mischeinheit
• Werkstückträger
• Fördertechnik für die Werkstückträger
• Schutzeinrichtungen
• Programmierung
• Bussystem als Verbindung zwischen der Anlagen- und Robotersteuerung

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Ergebnis/Erfolg

Aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit der Arbeitsschritte führte die Automatisation zu einer Senkung der Ausschussquote bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität der gefertigten Bauteile.
Eine weitere Stärke der Anlage liegt in den kurzen Umrüstzeiten bei einem Typenwechsel. Dafür müssen lediglich die Werkstückträger ausgetauscht und das entsprechende Programm der Anlage gewählt werden.

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Ansprechpartner

KUKA Roboter GmbH Rüdiger Sonntag Key Technology Manager Kunststoff Telefon   +49 821 4533 - 3456 Fax   +49 821 4533 - 2934 E-Mail   ruedigersonntag@kuka-roboter.de Internet   www.kuka.com KUKA Roboter GmbH Leistungsspektrum Fragen an KUKA Roboter GmbH

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