Zierleisten-Scanner: Lichtvorhänge steuern Sprühpistolen zur Beschichtung von Chromleisten

Designer im Dienst der Automobilindustrie verpassen ihnen elegante Kurven, Entwicklungsingenieure sorgen für funktionale Befestigungsstege, und die Kunden sollen dem Charme der blinkenden automobilen Accessoires erlegen sein. Die Typen- und Formenvielfalt funkelnder Zierleisten, spiegelnder Kühlerumrandungen oder Chrom-glänzender Dach-Relings ist noch weit vielfältiger als die keineswegs kleine Palette heimischer Fahrzeugmodelle. Technische Herausforderung Was für Motorsport-Enthusiasten nicht selten den besonderen Flair eines schicken Sportflitzers ausmacht, stellte Entwickler und Ingenieure der Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG aus Rheda-Wiedenbrück vor eine technische Herausforderung ganz besonderer Art. Das auf die Herstellung von Systemen zur Oberflächenveredelung sowie auf fördertechnische Produkte vor allem in der Kunststoff- und Automobilindustrie spezialisierte mittelständische Familienunternehmen mit rund 220 Mitarbeitern sollte für einen Automobilzulieferer eine Anlage zur Beschichtung von Aluminiumleisten entwickeln. \“Das Problem bestand darin, drei symmetrisch angeordnete Sprühpistolen in Echtzeit so zu steuern, dass möglichst wenig der sündhaft teuren Beschichtungsflüssigkeit verschwendet wird. Und das bei einer Prozessgeschwindigkeit von 25m/min\“, erinnert sich Gert große Deters, der bei Venjakob für die Elektroplanung verantwortlich ist. Exakte Steuerung notwendig Da die verwendete Beschichtungslösung zu fast 90% aus Isopropanol besteht, das nach wenigen Sekunden verdunstet, war schnell klar, dass es bei der technischen Umsetzung auf eine äußerst exakte zeitliche wie räumliche Steuerung der Sprühdüsen ankommt. \“Jeder kleine Schlenker der Sprühpistole, jede unbeabsichtigte Schrägstellung des Düsenkopfes oder gar Tropfenbildung verursachen sofort Qualitätsprobleme. Der Lackierstrahl muss immer genau in der Mitte der Leistenfläche auftreffen\“, erklärt große Deters. Wie anspruchsvoll die Aufgabe ist, wurde schnell klar, als es darum ging, die unterschiedlichen, meist recht komplexen Zierleistenprofile mit der geforderten Auflösung von 5mm zu vermessen. Erste Versuche mit Laser-Entfernungsmesssystemen scheiterten sämtlich an den unterschiedlichen und nicht ausreichend reproduzierbaren Reflexionseigenschaften der Aluminiumleisten. Auch eine Ultraschall-Messanordnung erwies sich als wenig praxistauglich. Lösung: Lichtvorhänge Der technische Durchbruch gelang schließlich mit dem Einsatz zweier messender Lichtvorhänge von Turck: \“Plötzlich hatten wir präzise Messergebnisse mit den schönsten Zusatzfunktionen. Wir konnten praktisch alles verwirklichen\“, sagt Elektroplaner große Deters. Mit jeweils zwei analogen und digitalen Ausgängen, darunter ein aktiver, also stromliefernder 20mA-Ausgang, lassen sich einzelne, nicht benötigte Strahlen nach Belieben ausblenden, wodurch die Anordnung flexibel ist. Die Anpassung an unterschiedliche Leistenprofile ist somit leicht umsetzbar. Kompakt und einfach Ein weiteres gewichtiges Argument für den Einsatz der EZ-Array-Lichtvorhänge, die von Turcks Optik-Partner Banner entwickelt wurden, war u.a. der kompakte Aufbau des Gerätes mit integriertem Kontroller. Der zweiteilige Lichtvorhang ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme. Im Empfängergehäuse ist die gesamte Auswerteelektronik integriert, die über sechs Dip-Schalter konfiguriert werden kann. Ein dreistelliges Display und ein LED-Bargraph zeigen vor Ort Status und Ausrichtung von Sender und Empfänger. Die Einstellung kann wahlweise per mitgelieferter Software am Empfänger vorgenommen werden. Hierzu wird die RS485-Schnittstelle genutzt, über die auch die Datenübertragung im Modbus-RTU-Protokoll erfolgt. Da die gesamte Auswerteelektronik im Empfänger integriert ist, entfällt ein externer Kontroller. Der EZ-Array ist im Temperaturbereich von -40 bis +70°C einsetzbar. Aufgrund seines eloxierten Aluminiumgehäuses eignet sich der Lichtvorhang auch für den Einsatz in rauen Umgebungen. \“Das gesamte System ist kompakt, klein, besitzt ein schönes Display sowie zwei digitale Ausgänge und lässt sich bequem an die Siemens-Steuerung S7 anschließen\“, freut sich Venjakob-Elektroexperte große Deters. Einfache Wartung Auch im Hinblick auf Wartungsfreundlichkeit und die Möglichkeit zu schneller Reaktion bei technischen Problemen sehen die Experten von Venjakob im eingebauten Kontroller der AZ-Arrays einen Vorteil. \“Treten Schwierigkeiten bei einem System auf, verlangen unsere Kunden, dass wir innerhalb von sechs Stunden reagieren. In zwölf Stunden müssen wir das Problem aus der Welt geschafft haben\“, erläutert große Deters. \“Einen möglicherweise defekten Kontroller erst zum Hersteller zu schicken, wie bei Lösungen anderer Anbieter, das können wir uns nicht leisten.\“ Bei Turck-Lichtvorhängen lässt sich der Kontroller neu programmieren und anschließend zum Kunden schicken. Allerdings ist ein solches Szenario bis jetzt Theorie geblieben, denn Schwierigkeiten mit der Turck-Technik gab es bis heute nicht. So funktioniert eine Venjakob-Lackieranlage für Fahrzeugzierleisten bei der Süddeutschen Aluminium-Manufaktur im bayrischen Böhmenkirch seit mehr als zwei Jahren reibungslos. Das Unternehmen, zu dessen Kunden alle großen Automobilhersteller zählen, beschichtet Autozierleisten nach einem patentierten Verfahren, das ein Anlaufen der verchromten Oberflächen auch dann verhindert, wenn sie jahrelang Wind und Wetter ausgesetzt sind. Versuchsbetrieb verlassen Ursprünglich als Testanlage aufgebaut, hat die knapp 40m lange Lackierstraße den Versuchsbetrieb inzwischen hinter sich gelassen. Bevor Zierleisten das System mit einer Geschwindigkeit von 25m/min durchlaufen, gilt es, Staub penibel fernzuhalten. Den Job erledigt eine Säuberungsstation gleich zu Beginn. Kraftvolle Düsen blasen ionisierte Luft auf die Leisten und entfernen so nahezu jede Verunreinigung dauerhaft. In einem dahinter liegenden staubdichten Raum vermessen zwei senkrecht zueinander angeordnete Lichtvorhänge von Turck die Leistenprofile im 5mm-Raster. Das Ergebnis ist ein virtuelles Abbild des Profils in hoher Auflösung. Mit den ermittelten Daten werden dann die drei zur Beschichtung verwendeten Sprühpistolen mit großer Genauigkeit in Echtzeit gesteuert. Ein abschließender Einbrennvorgang bei 180°C macht die Beschichtung witterungsbeständig. Herausforderung im Detail Was auf den ersten Blick vergleichsweise simpel klingt, erforderte in den zurückliegenden Monaten viel Detailarbeit. So verweist Gert große Deters nicht ohne Stolz auf eine selbst entwickelte Software, mit der sich beispielsweise Befestigungsstege, die nicht mitlackiert werden, erkennen und virtuell ausblenden lassen. Heute ersetzt das Venjakob-System mit der Turck-Technik eine Lackierstraße, in der hochwertige Beschichtungen in einer Qualität aufgetragen werden, die bisher nur manuell erreicht wurde. (Kasten) Venjakob: Familienunternehmen mit Tradition 1963 von Heinrich Venjakob gegründet, wird die Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG bis heute in Familienhand geführt. Das mittelständische Unternehmen ist inzwischen ein international anerkannter und weltweit agierender Systemhersteller von Oberflächenanlagen und fördertechnischen Produkten geworden. Zum Angebot zählen Standard- und Sondermaschinen für die vollautomatische Oberflächenbehandlung von Holz-, Kunststoff-, Metall- und Glasteilen für die verschiedensten Branchen. Heute arbeiten etwa 220 Mitarbeiter für das erfolgreiche Unternehmen aus Rheda-Wiedenbrück.