Werkstücke virtuell lackieren

Lackierroboter senken die Produktionskosten, erzeugen eine immer gleichmäßige und jederzeit reproduzierbare Oberflächenbeschichtung und ermöglichen hohe Produktionsleistungen. Doch bevor sie diese Vorteile ausspielen können, müssen sie programmiert werden. Das beinhaltet Arbeitsschritte wie Einlesen der 3D-Werkstückdaten, Herstellen von Bezugspunkten auf dem Werkstück und die Kontrolle, ob der Roboter tatsächlich alle vorgegebenen Punkte erreicht. Steht dann auch fest, mit welchen Bewegungen das Werkstück lackiert werden soll, sind die Vorbereitungen abgeschlossen und die eigentliche Programmierung kann beginnen. „Sie geschieht idealerweise offline am PC, denn auf diese Weise können auch sämtliche Vorarbeiten und Überprüfungen ohne Produktionsunterbrechung durchgeführt werden“, erklärt Günter Suffel, Vertriebsingenieur bei ABB Robotics.

Daten von marktüblichen CAD-Programmen

ABB bietet dafür die Software „RobotStudio Painting PowerPac“, die unter anderem die Daten von unterschiedlichen, marktüblichen CAD-Programmen einlesen kann, über ein Werkzeug zur Optimierung des Bewegungsablaufs verfügt und Kollisionen beim Bewegungsablauf anzeigt. „RobotStudio“ basiert auf dem so genannten Virtual Controller, einer exakten Kopie der Originalsoftware, die den Roboter in Produktionsprozessen steuert. Damit sind – offline am PC – realistische, dreidimensionale Simulationen möglich, denn verwendet werden Daten und Konfigurationen, die auch in der realen Produktion zum Einsatz kommen. Ist die Programmierung offline abgeschlossen und überprüft, werden die Daten auf den Lackierroboter in der Linie geladen, der dann ohne Produktionsunterbrechung auch das neu eingelesene Werkstück lackieren kann. Um die Programmierung von Lackiervorgängen zu erleichtern und zu optimieren, lässt sich neuerdings eine Schnittstelle zwischen „RobotStudio“ und der Virtual-Reality-Brille „Vive“ von HTC nutzen.

Die virtuell erzeugte Lackierbahn wird am PC überprüft, modifiziert und optimiert, bevor sie auf den realen Lackierroboter übertragen wird.

Virtuelles Lackieren nutzt Erfahrungen des Lackierers

„Hintergrund ist, dass das manuelle Lackieren eines Werkstücks nicht nur nach technischen Kriterien erfolgt“, berichtet Günter Suffel. „Eine große Rolle spielen auch die Erfahrung des Lackierers und der darauf basierende intuitive Bewegungsablauf. Beides bleibt bei der reinen PC-Programmierung unberücksichtigt.“ Nutzen lässt sich der Erfahrungsschatz jedoch, wenn der Lackierer mit einer Simulationssoftware und einem virtuell erzeugten Werkstück so tut, als ob er ein reales Werkstück beschichten würde. Für die Umsetzung erhält der Lackierer die 3D-Brille und ein Gerät, das als Lackierpistole fungiert. Beides ist mit „RobotStudio“ auf dem PC verbunden. Die Brille ist mit einem Monitor ausgestattet, auf dem der Anwender das Werkstück und die Lackierpistole in seiner Hand sieht. „Die virtuelle Darstellung des zu lackierenden Werkstücks ist realistisch“, erläutert Suffel, „und nach einer kurzen Eingewöhnungsphase bewegen die Anwender die Lackierpistole so, als ob sie tatsächlich vor dem Werkstück stünden und es lackieren würden.“ Die virtuell erzeugte Lackierbahn wird direkt in „RobotStudio“ übertragen. Dort kann der Ablauf überprüft, modifiziert und optimiert werden, bevor er auf den realen Lackierroboter übertragen wird. Das Verfahren ist mittlerweile den Kinderschuhen entwachsen und Software, Brille sowie die virtuelle Lackierpistole sind so weit entwickelt, dass sie in der Praxis eingesetzt werden können.

ABB Automation GmbH, Unternehmensbereich Robotics, Friedberg, Günter Suffel, Tel. +49 6031 85-0, guenter.suffel@de.abb.com, www.abb.de/robotics