Robotergestützte Automation Schneller, präziser und mobiler kleben

Autor / Redakteur: Gerd Trommer, Hans P. Fritsche / Ines Stotz

Robotergestützte Automation ist in der elektrotechnischen Industrie und Elektronik eine Schlüsseltechnologie, sie entscheidet maßgeblich über die Effizienz der Fertigung. Beim automatisierten Auftragen von Kleber und Abdichtmassen arbeiten die üblichen Applikationen bisher jedoch mit getrennten Steuerungen für Roboter und Auftragsystem. Eine innovative Lösung zum automatisierten Kleben von ABB Robotics beseitigt diese Produktivitätsbremse

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In der Elektronik oder Energietechnik ist Kleben vielfach die einzig mögliche Fügetechnologie, wenn Schrauben, Nieten, Clinchen oder Löten aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen entfallen. Denn beim kalten, spanlosen Verfahren treten weder thermisch bedingte Gefügeveränderungen wie Grobkornbildung und Versprödung oder Verzug der Werkstücke auf, noch schwächen Bohrungen das Material. Hauptvorteil ist die Option, beschichtete Werkstücke und unterschiedlichste Werkstoffpaarungen mit Kunststoffen, Metallen, Keramiken oder Gläsern in beliebiger Kombination aneinander zu fügen. Kleben schafft Verbindungen von Teilen zum Beispiel differierender elektrischer Leitfähigkeit oder unterschiedlicher Funktionalität. Die sich ergebende Anwendungsvielfalt bietet vollkommen neue Gestaltungsmöglichkeiten und macht das Kleben zu einer der wichtigsten industriellen Verbindungstechniken.

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Robotergestütztes Kleben spart Material

Wegen ihrer hohen Flexibilität und Anpassungsfähigkeit lassen sich Industrieroboter im Unterschied zu Sondermaschinen schnell an unterschiedliche Aufgabenstellungen anpassen. Schnell und unkompliziert sind sie auf geänderte Verarbeitungsprozesse, Modell- und Formatwechsel einstellbar. Das prädestiniert sie für komplexe und häufig wechselnde Aufgabenstellungen beim Auftragen von Klebern und Abdichtmaterialien. Für die Elektronikindustrie typisch sind zum Beispiel solche Anwendungen, die sich im Zuge der Miniaturisierung elektronischer Bausteine und Baugruppen anbieten. Automatisiertes Kleben spart Material und vermeidet zuverlässig alle unzulässigen mechanischen oder thermischen Beeinträchtigungen der empfindlichen Bauteile. Es gewährleistet hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten sowie eine sichere und wirtschaftliche Fertigung. Das gilt z.B. auch für das Auftragen von Abdichtmaterialien für Kontaktdurchführungen von Sensoren.

Integrierte Applikationssteuerung löst Engpass auf

Roboter handhaben und führen die Klebeausrüstung je nach Komplexität der Bauteile entlang unterschiedlich komplexen Bahnen. Dabei variieren Beschleunigung, Verzögerung und Geschwindigkeit zwischen Null und einem Maximalwert. Die Prozesssteuerung muss sicherstellen, dass in jeder dieser Situationen immer die richtige Menge Kleber an die richtigen Stellen gelangt. Bisherige Systeme mit getrennten Steuerungen für Roboter und Klebeausrüstung brauchen hier den permanenten Abgleich der Daten beider Steuerungen – mit der Folge reduzierter Prozessgeschwindigkeit und damit Effizienzeinbußen. Der Hauptgrund dafür liegt in der Signallaufzeit zwischen der SPS und der Klebeausrüstung bis zu dessen Ankunft in der Robotersteuerung.

ABB bietet eine Lösung mit vollständig in die Robotersteuerung integrierter Applikationssteuerung, bei der diese Nachteile entfallen. Mit ihr erzielen Anwender erheblich kürzere Programmier- und Ansprechzeiten des gesamten Systems und sparen aufgrund der drastisch reduzierten Zahl elektronischer Bauteile außerdem erheblich an Investitionskosten. Die integrative Lösung ermöglicht gegenüber denen mit getrennten Steuerungen ein deutlich präziseres Dosieren von Kleber oder Dichtmassen bei gleichzeitig deutlich höheren Prozessgeschwindigkeiten - selbst bei komplexesten Klebenähten. Bei hoch komplexen Bauteilstrukturen erfordert ein definierter Kleberauftrag neben einer optimalen Bahnpräzision auch maximale Wiederholgenauigkeit des Roboters und des Auftragsystems. So müssen beispielsweise die erforderlichen Durchsätze an Klebe- bzw. Dichtmasse stets den unterschiedlichen Bahnbedingungen angepasst werden.

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