MS Z - Achsen - International Powder Systems

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MS Z - Achsen für die automatisierte Pulverbeschichtung

MS Z - Achsen für die automatisierte Pulverbeschichtung
MS Z - Achsen für die automatisierte Pulverbeschichtung

Autom. Innenbeschichtung Kühlschrank

Y und Z-Achse für Bodenbeschichtung

Für die automatische Innenbeschichtung von Schränken und Korpusse sowie für die Decken- oder Bodenbeschichtung von kubischen Werkstücken werden MS Z-Achsen eingesetzt. Je nach Anforderungen werden Z-Achsen massgeschneidert für unsere Kunden gefertigt. MS Z-Achsen übernehmen die sonst vom Handbeschichter getätigte Arbeit automatisch. PC gesteuert werden Beschichtungsprogramme angelegt.

Lista Arnegg MS Multiaxis Powdersystem

Lista Arnegg MS Multiaxis Powdersystem
Massgeschneiderte MS Schnellfarbwechsel - Pulverbeschichtungsanlagen.
Massgeschneiderte MS Schnellfarbwechsel - Pulverbeschichtungsanlagen.

Massgeschneiderte MS Schnellfarbwechsel - Pulverbeschichtungsanlagen.

19 Z-Achsen contra Roboter


Für die neue Anlage zur Pulverbeschichtung unterschiedlichster Büro­möbel-Komponenten aus Stahl plante die Lista AG im Werk Arnegg ursprünglich den Einsatz von Robotern. Realisiert wurde schließlich ein neues Applikationskonzept mit 19 Z-Achsen, das wirtschaftlicher ist und einen hohen Automatisierungsgrad bietet.

Bis zum Sommer letzten Jahres beschichtete die Lista AG im Werk Arnegg die Gehäuse und Flach­teile für Büromöbel aus Stahlblech in drei verschiedenen Anlagen: eine Handkabine für Einzelstücke, eine Schnellfarbwechselanlage (von MS Oberflächentechnik) für Flachteile und eine Automatikkabine (von Ramseier, Applikation von Wagner) für Gehäuse. Die zu ersetzende Ramseier-Kabine mit horizontal angeordneten Z-Achsen hatte über 14 Jahre hinweg gute Dienste geleistet. Seit einiger Zeit häuften sich jedoch die Störungen. Zudem nahm die Produkt- und Far­benvielfalt stark zu, so dass sehr viel Produktionszeit für Farbwechsel verlo­ren ging. L-m die Produktionszahlen dennoch zu erfüllen, arbeitete man sehr häufig auf Verlust, mit entspre­chend hohen Mengen an Abfallpulver. Da oft von Hand beschichtet wurde, musste der Förderer immer wieder angehalten werden

Vor der Planung der neuen Pulverlinie wurden die wesentlichen Anforde­rungen definiert:

  • Beschichtung des kompletten Sor­timents - sowohl Gehäuse als auch Flachteile müssen in Iosgrössen von einem Warenträger automatisch beschichtet werden können.


  • Steigerung des Durchsatzes um 20 %


  • Programmauswahl und -start über die Teileerkennung

MS Multiaxis Powdersystem
  • Anlagenbetrieb mit nur einem Anlageführer


  • Farbwechselzeiten unter 15 Minuten • Reduzierung der Verlustpulver­menge um 30%


  • Gleichmäßige Pulverapplikation bei möglichst dünnen Schicht­dicken.



Das Kernstück der kompakten Anlage ist eine 5,5 Meter lange Kunststoffkabine, die ausgelegt ist auf kurze Farbwechselzeiten. Die Innenbeschichtung der Gehäuse erfolgt über sinnvoll eingesetzte Z-Achsen weitgehend vollautomatisch.

MS Multiaxis Powdersystem

Knickarm-Roboter oder Z-Achsen?

Zu Beginn stand für die Fachleute bei Lista fest, dass das Ziel der Ein-Mann-Bedienung nur mit einer Robo­terapplikation zu schaffen sei. Doch bei der Besichtigung verschiedener Roboteranlagen konnte in Hinblick auf die Größe der zu beschichtenden Werkstücke keine Anlage restlos über­zeugen.

Mit Blick auf die häufigen Farb­wechsel wurde folgende Überlegung angestellt: Bei 6 bis 10 Farbwechsel am Tag (8 Stunden) wird mit einer Farbe durchschnittlich eine Stunde beschich­tet. Bleibt der Mitarbeiter überwie­gend an der Anlage, so kann er zusätz­lich noch in begrenztem Maße Hand­beschichtungen durchführen.

Roboter rechnete sich nicht

Ein Roboter erfordert einen größeren Programmieraufwand, mehr Reinigungsarbeit und eine große Öffnung in der Kabine. Diese erhöht zwangsläufig den Luftdurchsatz und führt zu höheren Stromkosten. Darüber hinaus ist damit zu rechnen, das Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten beim Roboter höher sind als bei einem Hubgerät. Angesichts des geforderten Durchsatzes wären bei zwei übereinander angeordneten Gehäusen zwei Roboter erforderlich gewesen. Unter Berücksichtigung aller Argumente kam man bei Lista zu dem Schluss, dass sich die Investition in zwei Roboter nicht rechnet.
Also setzte man neue Prioritäten, und zwar auf eine kompakte Kabine mit geringen Farbwechselzeiten, automatischer Erkennung und sinnvollem Einsatz von Z- Achsen, um einen möglichst großen Teil der Gehäuse-Innenbeschichtung im Automatikbetrieb zu bewältigen. Für die Umsetzung dieser Anforderungen stellte MS Oberflächentechnik aus CH-Balgach ein geeignetes Konzept vor.
Sehr schnell war man bei Lista von den Vorteilen der Dichtstromförderung nach dem RDF-Prinzip von MS Oberflächentechnik überzeugt. Nach der Klärung der technischen Details blieben nur drei Monate für die Realisierung des Projektes.
Mitte Juli 2004, fast zeitgleich mit dem Abbau der alten Beschichtungskaine wurde die neue Kabine in einer freien Ecke in der gleichen Halle zusammengebaut, so dass die neue Anlage nach der Reinigung des Platzes nur noch verschoben werden musste. Zeitgleich mit der Endmontage erfolgte auch die Anpassung des Förderers und die Schulung der Mitarbeiter. Unter größtem Einsatz aller Beteiligten konnte die neue Anlage bereits Ende August hochgefahren werden, so dass keine Engpässe in der Produktion entstanden. Die Abnahme erfolgte termingerecht Mitte September.

Teileerkennung mit Kamera
Kernstück der neuen kompakten Anlage ist eine 5,5 Meter lange Kunststoffkabine mit einer Werkstückerkennung am Kabineneinlauf. Die Pulverversorgung erfolgt über eine Frischpulverzudosierung durch das Ultraschall-Siebgerät in den kleinen Fluidbehälter und die Pulverrückgewinnung über den Monozyklon zur RDF-Pulverküche. Die RDF-Dichtstromförderung fördert das Pulver dosiert zu den Corona-Pulversprühpistolen.
Die Seiten- und Innenbeschichtung des oberen Gehäuses erfolgt mit je vier Z-Achsen und jeweils vier Pistolen auf einem Hubgerät. Die gleiche Anordnung wurde für das untere Gehäuse installiert. Die Seiten und Rückseite des Gehäuses werden mit acht Sprühpistolen auf einem Hubgerät mit Verschiebeachse beschichtet. Für die Boden- und Deckenbeschichtung stehen drei Pistolen mit Z-Achsen und Hubgeräte zur Verfügung. Am Ende der Kabine befindet sich die Handöffnung mit dem Steuerpult für den Anlageführer.
Für die Teileerkennung setzt MS Oberflächentechnik bei Lista erstmals eine Kamera ein. Diese funktionierte vom Start weg, lediglich an der Ausleuchtung waren noch Optimierungen notwendig. Mit dem neuen Erkennungssystem sind bis dato kaum Fehler aufgetreten. Zur Sicherheit schlägt das System dem Anlageführer immer „Flachteile" vor, wenn die Zuordnung nicht eindeutig ist.
Da die Kamera den gesamten Wagen erkennt, muss für jede Aufhängevariante ein Programm erstellt werden. Dies führt zwangsläufig zu einer hohen Anzahl von Programmen. Mittlerweile ist man in Arnegg schon bei 95 Programmen angelangt. Bei fünf Farbvarianten kommt man somit auf 475 hinterlegte Programme. Für die Menge der Daten hatte der Industrie-PC zu wenig Kapazität. Ein Zweiter PC musste eingebaut werden, der nur für die Bildverwaltung zuständig ist. Um das System aber schnell genug zu machen, waren auch noch Soft- und Hardwareanpassungen erforderlich.

MS Multiaxis Powdersystem

Die neuen 20 RDF-Dichtstrom-Förderpumpen haben sich bestens bewährt. Die Pumpen sorgen für eine weiche Pulverwolke und damit für einen effizienten Pulverauftrag.

Effizienter Pulverauftrag mit neuer Dichtstrom-Förderung
In dem Steuerschrank nahe der Pulverküche sind 20 RDF-Dichtstrom-Förderpumpen installiert. Alle Pumpen funktionierten auf Anhieb. Probleme in Form einer pulsierenden Pulverwolke gab es lediglich mit dem auf 40 g reduzierten Pulverausstoß. Durch Softwareanpassungen und Veränderungen des Querschnittes im Ansaugschlauch wurde das Problem schnell beseitigt.
Mit dem Ziel der Optimierung der Schichtstärke wurde die Pulvermenge pro Pistole auf 40 g heruntergefahren. Auch diese geringe Pulvermenge meistern die Pumpen. Infolge der recht weichen Pulverwolke ist ein sehr effizienter Pulverauftrag möglich und die Qualität der Beschichtung ist sehr gut. Eine Wartung der Pumpen war bis heute nicht erforderlich. Um die Seitenflächen auch innen beschichten zu können, wurden die entsprechenden Pistolen mit Prallteller ausgerüstet. Alle übrigen Pulversprühpistolen beschichten mit Flachstrahl.
Das Erstellen eines neuen Programms erfolgt durch Kopieren eines vorhandenen. Der Zeitaufwand für das Anpassen beträgt 10 bis 20 Minuten, je nach dem, wie viel zu ändern ist.

MS Multiaxis Powdersystem

Für die Teileerkennung kommt bei Lista erstmals eine Kamera zum Einsatz, die am Kabineneinlauf installiert ist. Das neue Erkennungssystem arbeitete vom Start weg fast fehlerfrei.


Die von der Automatik nicht deckend beschichtbaren Partien - die inneren Kanten, der Deckel von unten und die inneren Seitenwände -werden von Hand nachbeschichtet. Auch an der Gehäusefront oben und unten wird teilweise vom Anlageführer bei laufendem Förderer nachgebessert.
Die Anlage arbeitet mit einer Kettengeschwindigkeit, je nach Gehäuse, von 0,7 bis 2, 0 Meter pro Minute. Bei Flachteilen wie Türen kann die Fördergeschwindigkeit auf 3 Meter pro Minute erhöht werden.
 
Alle Vorgaben umgesetzt  
In der Tabelle sind die wichtigsten Erfahrungswerte von I,ista in Arnegg
vor und nach der Umstellung der Pulverbeschichtung zusammengefasst. Angaben zum Luftverbrauch sind erst in einem Jahr anhand der Kompressor-Laufzeit möglich. Das gilt auch für den Pulververbrauch, da die Pulvereinsparungen nur durch Gegenüberstellung von beschichteter Fläche und Pulververbrauch nachgewiesen werden können.
Die bisher vorliegenden Erfahrungen mit der neuen Anlage können wie folgt zusammengefasst werden: Die Dichtstromförderpumpen arbeiten seit Abnahme der Anlage einwandfrei. Auch die Kamera-Erkennung funktioniert bis auf wenige Ausnahmen sehr gut. Schon kurz nach dem Produktionsstart brachte die Anlage die geforderte Leistung. Mittlerweile überschreitet die Beschichtungskapazität die des Ofens. Nach dem Füllen der Pistolen mit der neuen Farbe wird vom ersten Wagen an auf Rückgewinnung gearbeitet. Dabei wird darauf geachtet, dass möglichst keine Extremfarben aufeinander folgen.
Für die Verantwortlichen bei Lista war es bei diesem Projekt vor allem schwierig, sich von der ursprünglich geplanten Roboterapplikation zu lösen und auf eine neue Technologie zu setzen. Doch mittlerweile ist man bei Lista absolut davon überzeugt, für den vorliegenden Bedarf die richtige Entscheidung getroffen zu haben.

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