Effiziente Automatisierung für Schleif- und Polierprozesse

Im ersten Schritt kommt die Schleifeinheit zum Einsatz, die einen Scheibenwechsel überflüssig macht. Starcke setzt hier auf ein Schleifband, das mittels einer effizienten Vortaktung schnell und automatisch nachgezogen wird und für mehr als 1000 Schleifprozesse ausreicht. So wird jede Fehlstelle mit neuem Schleifmittel bearbeitet, wodurch ein stabiler Schleifprozess- und so wiederum eine gleichbleibende Qualität sichergestellt wird.

Die großzügige Auslegung der Schleifmittelrolle stellt sicher, dass die Rolle erst nach einer bis zwei Schichten gewechselt werden muss. Der Wechsel kann also einfach in Nebenzeiten erfolgen, um den Produktionsbetrieb nicht aufzuhalten. Für den Wechsel selbst ist es nicht nötig zu schrauben oder andere komplizierte Handgriffe durchzuführen, sodass dieser innerhalb einer Minute abgeschlossen ist.

Prozesssicherer Antrieb für Schleifkopf

Für den Antrieb des Schleifkopfs setzt Starcke auf einen leistungsstarken Servomotor, der unabhängig von den auftretenden Prozesskräften konstante Drehzahlen liefert. „Anfangs haben wir noch mit Pneumatik gearbeitet, was sich aber schnell als nicht prozesssicher herausstellte. Dazu kamen unnötig hohe Betriebskosten durch die kostenintensive Druckluft und den hohen Wartungsaufwand, den solche Motoren mit sich bringen. Mit dem neuen Antrieb können wir nun einen stabilen und kostengünstigen Prozess gewährleisten“, erklärt Projektleiter Sascha Ehlert von Starcke.

Beim eigentlichen Trockenschleifprozess garantiert das Unternehmen niedrige Rautiefen, die etwa durch das kurze Vorpolieren am Ende des Schleifprozesses sichergestellt werden. Darüber hinaus werde die Struktur des Lacks gut erhalten, was hohe First-Run-Quoten sicherstelle, ergänzt Stephan Kampmeyer, Leiter Geschäftsbereich Automotive.

Ein weiterer wichtiger Faktor für ein konstantes und hochwertiges Schleifergebnis ist die Staub- und Schmutzfreiheit. Zum einen ist das Schleifband gekapselt, sodass es vor Verschmutzungen sicher ist. Zum anderen wird beim Trockenschleifprozess der Staub im Schleifmittel gebunden und gelangt daher nicht in die Umgebung. Dazu bleiben beim Trockenschleifen Verschmutzungen, wie sie z.B. durch ein Befeuchten der Schleifstelle auftreten, gänzlich aus.

Polierkopf auf demselben Roboter

Nach dem Schleifen schwenkt der TAF-Doppelkopf auf die Poliereinheit. Diese wird durch einen leistungsstarken Asynchron-Servomotor angetrieben. Ein aktives Kraftausgleich-Element stellt auch hier konstante Prozesskräfte sicher. Stolz ist man bei Starcke auf die Dosierung der Polierpaste. Diese trägt der Polierkopf parallel zur Positionierung auf, um Zeit einzusparen. Pfiffig ist auch die Verteilung der Paste: Während der Polierkopf auf die Karosserie zufährt, tritt die Polierpaste mittig durch eine Öffnung des Polierschwamms aus. Dabei wird die Paste gleichmäßig verteilt, sodass der Polierprozess nach dem Anfahren der Fehlstelle sofort beginnen kann. Das sorgt für ein gleichmäßiges Polierergebnis und einen geringen Pastenverbrauch. Overspray auf benachbarte Flächen fällt dabei nicht an.

Auch bei den Polierschwämmen achtet Starcke auf hohe Qualität. „Wir setzen hochwertige Schwämme ein, die sicher für 70 bis 80 Zyklen nutzbar sind“, erklärt Stephan Kampmeyer. „Bei händischen Prozessen werden oftmals Preiswertschwämme eingesetzt, die für 10-20 Zyklen nutzbar sind“, ergänzt er. Durch den Einsatz von Qualitätsschwämmen erhöht sich nicht nur die Standzeit – auch die anfallende Müllmenge ist deutlich geringer. Der Wechsel des Polierschwamms erfolgt dabei vollautomatisch aus einem Vorratsbehälter während des Karosseriewechsels. Besonders stolz ist das Unternehmen, dass das Polierergebnis hazefrei ist. „Wir haben viel Zeit in den Prozess gesteckt, um dies sicherzustellen“, sagt Sascha Ehlert.

Eigene SPS-Steuerung für Systemintegration

Natürlich muss sich auch das TAF-System in ein Produktionsumfeld integrieren. Um dies möglichst einfach zu gestalten, setzt Starcke auf eine systemeigene SPS-Steuerung mit Standardbausteinen. Auch Anpassungen an individuelle Lösungen sind möglich, dank einer eigenen Bahnplanung. Dadurch hat Starcke die Möglichkeit, flexibel auf Kundenwünsche einzugehen. Die Software ist so gestaltet, dass, neben der automatischen Bahngenerierung, bei Bedarf auch Sonderbewegungen intuitiv angelegt werden können. Ebenso involviert sind eine automatische Zeitoptimierung sowie eine Kollisionserkennung, die bei Bedarf alternative Bearbeitungsbahnen errechnet. Schon jetzt ist es dank der genauen Steuerung möglich, sehr nah an Kanten zu schleifen und zu polieren. Aktuell kann das TAF-System ungefähr 95% einer Karosserieoberfläche erreichen, eine weitere Steigerung auf 98 % strebt das Unternehmen an.

Eine umfangreiche Machbarkeitsstudie über mehr als ein Jahr hat das TAF-System bei Volkswagen Nutzfahrzeuge erfolgreich abgeschlossen. Auch das Thema Wartung hat das Unternehmen im Blick. Dauertests des Doppelkopfs im hauseigenen Technikum haben bisher über 500.000 Zyklen störungsfrei absolviert.