Ein völlig neues vollautomatisiertes und geregeltes Klebstoff-Applikationssystem mit einer 3D-Bildbearbeitung ist das Ergebnis einer gemeinsamen Entwicklung der beiden Unternehmen Nimak und Quiss sowie dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM).
Die im Rahmen des BMWi-Förderprojektes neu entwickelte Klebstoff-Applikation ist für die Luft- und Raumfahrt, aber auch für die Automobilindustrie interessant.
Nimak GmbH
In einem Förderprojekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) haben die Partner in den letzten drei Jahren ihre jeweilige Kernkompetenz eingebracht: Nimak bei der Entwicklung der Dosiertechnik und -steuerung, Quiss mit der passenden Umsetzung bei der industriellen Bildverarbeitung und das Fraunhofer IFAM für die Automatisierung der Anlage und Robotik. Wie die Entwicklungspartner betonen, ermögliche das neue Dosiersystem in Kombination mit der industriellen Bildbearbeitung und Automatisierung erstmals einen geregelten Klebprozess.
Höhere Flexibilität und Präzision
Hintergrund für die erfolgreiche Zusammenarbeit und wegweisende Innovation ist die von der EU-Kommission und der Luft- und Raumfahrtindustrie erarbeitete Forschungs- und Innovationsstrategie “Flightpath 2050“, die eine erhebliche Reduzierung der CO2- und Stickstoffoxid-Emissionen vorsieht. Dort spielen die Gewichtsreduktion und der Leichtbau eine tragende Rolle. In diesem Kontext geht es auch um die Verklebung und Versiegelung von Strukturelementen, wie Fenster, Leitwerke oder Tragflächen, und gleichzeitig um die richtige Menge und Gleichmäßigkeit des aufzutragenden Montage- und Klebstoffs. Da diese Arbeiten bislang meist per Hand oder über einen sehr aufwendigen automatisierten Prozessen erfolgten, war damit ein langwieriger, arbeitsintensiver und wegen möglicher Fehler nicht immer sicherer Prozess verbunden.
“Deshalb war es unser Ziel, gemeinsam eine Lösung zu entwickeln, die sich im Gegensatz zu herkömmlich automatisierten Prozessen durch eine höhere Flexibilität und Präzision auszeichnet“, erklärt Kay Nagel, Vertriebsleiter bei Nimak und dort für das Projekt verantwortlich. Bislang habe man die Bauteile in aufwendigen Spannvorrichtungen fixieren müssen, damit der Roboter den Klebstoff an immer der gleichen programmierten Position aufbringt. Ein geregeltes Anpassen an Bauteillage und Parameter sei dabei jedoch nicht möglich, die Dosierung fördere immer den gleichen fest eingestellten Materialfluss an die gleiche programmierte Position.
Geregelter Auftrag von Klebstoff bietet immense Vorteile
“Mit unserer kooperativen Entwicklung eines wirklich intelligenten Dosiersystems sind diese Nachteile nun fast vollständig ausgeräumt“, betont Nagel. Denn dieses erfasse die jeweilige Lage des Bauteiles und appliziere den Montage- und Klebstoff automatisch an die vorgesehene Stelle. Die Auftragsbahn werde durch die Kamera permanent überwacht, die über eine Schnittstelle Signale an die Dosiersteuerung gibt. Die Sensorik kontrolliere zudem die aufgetragene Menge und übermittle diese Daten ebenfalls dorthin. Neu sei dabei auch, dass das System in Echtzeit mögliche Abweichungen beim Auftrag der Klebstoffraupe erkennen und sofort korrigieren kann. “Insofern ist es uns zum ersten Mal gelungen, einen geregelten Prozess in der Klebstoff-Applikation zu realisieren“, freut sich Nagel.
Die Technologie basiert auf dem schon seit einiger Zeit im Markt etablierten Dosiersystem “a.tron“ für 1-Komponentenkleber von Nimak. In dem Verbundprojekt entwickelte das Unternehmen nun ein in fast allen Punkten optimiertes System, das sich nun auch für 2K-Anwendungen eignet. Dieses reiche von einer neuen speziellen Applikationsdüse für höchstmögliche Regelgeschwindigkeit über eine innovative Steuerungs-Software bis hin zur Auswahl der Hardware. Die damit möglichen Vorteile einer optimalen Dosierung des Montage- und Klebstoffs und damit der Gewichtsverringerung sowie die Anpassungsmöglichkeit des Auftrages an die jeweiligen Bauteilgeometrien machen Nimak zufolge die aus dem Förderprojekt hervorgegangene Dosiertechnik auch für andere Bereiche interessant – so zum Beispiel für die Automobilindustrie.