Roboter sorgen für mehr Flexibilität in der Karosserielackierung

Die in den Hallen A17 und A17 Nord bisher eingesetzten Lackier-Portalanlagen sind bzw. waren teilweise über 15 Jahre alt. Jetzt werden sie im Zuge einer Ersatzmaßnahme im Füller, Basislack und Klarlack durch moderne Robotertechnik ersetzt. Dabei kommen Lackierroboter, Applikationstechnik sowie Handlingroboter für die Tür- und Klappenöffnung (Innenapplikation) von ABB zum Einsatz. Die Gründe für die Automatisierung sind die höhere Flexibilität in Bezug auf die zu lackierenden Modelle und die Farbwechsel, die höhere Effizienz und Materialeinsparungen sowie die verbesserte Qualität und Reproduzierbarkeit der Lackierergebnisse. In Halle A17, in der aktuell die Modelle A4 Limousine, A5/S5 Cabriolet, A6 Limousine, A6 Avant und A7 lackiert werden, wurden die alten ESTA- und Spraymate-Portalanlagen bis September 2010 vollständig gegen neue Robotertechnik ersetzt. Die ersten Umbauten erfolgten 2006. Seit 2008 folgen die Umbauten in Halle A17 Nord, in der Audi die Modelle A8 (Normal- und Langversion), R8 Coupe/Spyder und Lamborghini Gallardo Coupe/Spyder lackiert. Die bisher eingesetzten ESTA- und Spraymate-Portalanlagen können sich nur über drei Achsen bewegen, so dass die Konturverfolgung an der Karosserie eingeschränkt ist. Mit neuen Lackierrobotern ließ sich dieses Problem lösen. Vor allem im Heckbereich und den Lufteinlässen haben die Portalanlagen bei einigen Modellen Schwierigkeiten, die benötigte Lackschicht gleichmäßig aufzutragen, da die Zugänglichkeit eingeschränkt ist. Die neuen Lackierroboter sind über sechs (“IRB 5500 FlexPainter”, Außenlackierung) bzw. sieben (“IRB 5400”, Innenlackierung) Achsen beweglich und können so auch schwer zugängliche Bereiche gleichmäßig lackieren.

GRÜNDE

Drei Gründe für die Automatisierung:

• Flexibilität im Hinblick auf Modelle und Farben
• Effizienz und Einsparungen, z.B. bei Applikation, Farbwechsel, Personal
• Qualität und Reproduzierbarkeit, z.B. homogenere Schichtverteilung, Verbesserung Appearance

Die Konturverfolgung an der Karosserie war mit den alten ESTA-Anlagen eingeschränkt.

Flexibilität erhöhen

Die Flexibilität konnte Audi auch im Hinblick auf die Farbwechsel erhöhen. Vor der Umstellung wurde Farbblock-orientiert lackiert, um die Lackverluste beim Farbwechsel möglichst zu minimieren. Im Sinne einer reihenfolgenstabilen Produktion ist es aber sinnvoll, die Modelle und Farben der Lackierlinie kundenauftragsbezogen zuzuführen. Mit der neuen Technik ist dies nahezu ohne Lackverluste möglich. Im Gegensatz zu den bisherigen Spraymateanlagen, bei denen pro Farbwechsel in der Basislacklinie ca. ein Liter Lack verloren ging, sind es mit den neuen Robotern nur noch wenige Milliliter. Die Lackierroboter der Basislack- und Füllerlinien arbeiten mit einem Kartuschensystem. Das heißt, jeder Roboter hat zwei Kartuschen, mit einer lackiert er, während die andere gereinigt und über ein Ringleitungssystem befüllt wird. Dabei bringt das System genau so viel Lackmaterial in die Kartusche ein, wie für einen Lackierschritt an einer Karosserie notwendig ist. Nach dem Lackieren setzt der Roboter die leere Kartusche ab, fährt in die Reinigungsstation, so dass Lackreste am Zerstäuber entfernt werden, und greift die neu befüllte Kartusche. So sind die Farbwechsel in Füller- und Basislacklinie wesentlich materialeffizienter. Eine weitere Lackeinsparung von bis zu 20% konnte Audi nach eigenen Angaben außerdem durch die Umstellung der Handlackierung auf Roboterlackierung mit Hochrotationszerstäubern erzielen.

Vorab Programmieren

Ca. 80% der Roboterprogrammierung können die Programmierer von Audi bereits vornehmen, bevor der erste Prototyp eines neuen Modells im Werk vorhanden ist. Anhand von CAD-Daten können die Roboterbewegungen und Lackierparameter im Vorhinein berechnet werden. Wenn der Prototyp vorhanden ist, werden die Restumfänge an der Karosserie in der Anlage optimiert. Das bringt enorme Zeit- und Materialeinsparungen im Vergleich zum bisherigen Weg, bei dem mehrere Prototypen notwendig waren, um die Anlage entsprechend zu programmieren. Weil die Anlagen in Neckarsulm kompatibel sind, können die Lackierparameter auf andere, parallele Linien übertragen werden.

Ausblick bis 2013

Als letzte Stufe sollen nun bis 2013 die übrigen Lackier-Portalanlagen in der Lackiererei A17 Nord ersetzt werden. Mit der Realisierung der Baustufe 4 sind die Lackierereien in Neckarsulm (Halle A17 und A17N) in den Innen- und Außenbereichen komplett auf Robotertechnik umgestellt.

ABLAUF DER UMBAUTEN

Halle A17

• 2006: Automatisierung Klarlack 2-Innen, Basislack 3-Innen, Ersatz Basislack 3-ESTA
• 2007: Basislack 1-Innen, Klarlack 1-Innen
• 2008: Ersatz Klarlack 1-ESTA, Automatisierung Klarlack 2-Innen, Ersatz Klarlack 2-ESTA, Ersatz Füller-ESTA
• 2009: Automatisierung Füller-Innen, Ersatz Basislack 2-ESTA, Ersatz Basislack 2-Spraymate
• 2010: Ersatz Basislack 3-Spraymate, Ersatz Basislack 1-ESTA, Ersatz Basislack 1-Spraymate

Halle A17 Nord

• 2008: Automatisierung Füller-Innen, Automatisierung  Klarlack-Innen
• 2011: Ersatz Klarlack-ESTA
• geplant 2012: Automatisierung Basislack-Innen, Ersatz Basislack-ESTA, Ersatz Basislack-Spraymate
• geplant 2013: Ersatz Füller-ESTA

Audi AG, Neckarsulm, Richard Vogel, Tel. +49 7132 31-3183, richard.vogel@audi.de, Aurel Schmitt, Tel. +49 160 93990830, aurel.schmitt@audi.de, www.audi.com