KATEGORIE: AUTOMATISCHE ROBOTERLACKIERUNG
Automatisches Lackieren mit Robotern:
– Vom 3D-Scan bis hin zu präzisen Lackierroboterprogrammen
Herausgegeben von Inropa
Das automatische Lackieren mit Robotern wird häufig mit Gleichmäßigkeit, Effizienz und einem geringeren manuellem Arbeitsaufwand in Verbindung gebracht. In vielen industriellen Umgebungen sind dies wichtige Gründe für Investitionen in die Lackierautomatisierung. Das automatische Lackieren mit Robotern hängt jedoch von mehr ab als nur von der Fähigkeit des Roboters, sich automatisch zu bewegen und Lack aufzutragen.
Ein Lackierroboter benötigt das richtige Programm.
Wenn das Roboterprogramm nicht auf das tatsächliche Produkt, die Position des Bauteils, die erforderlichen Lackierbereiche oder die Prozessanforderungen abgestimmt ist, kann dies zu einer unzureichenden Lackabdeckung, unnötigen Nacharbeiten, ineffizienten Taktzeiten oder Produktionsverzögerungen führen. Für Hersteller, die mit Produktvarianten arbeiten, stellt dies häufig eine der größten Herausforderungen beim Roboterlackieren dar.
In der einfachen, repetitiven Fertigung wird dasselbe Roboterprogramm in der Regel mehrfach wiederverwendet. Wenn sich die Produkte jedoch hinsichtlich Größe, Geometrie, Position oder Oberflächenanforderungen unterscheiden, gewinnt der Programmierprozess erheblich an Bedeutung. Hier spielen 3D-Scanning und entsprechende Software eine zentrale Rolle.
Sie tragen dazu bei, das physische Produkt, das sich vor dem Roboter befindet, in präzise Roboterlackierprogramme umzuwandeln, die in der tatsächlichen Produktion eingesetzt werden können.
Was bedeutet „automatisches Lackieren durch Roboter“ eigentlich?
Der Begriff „automatische Roboterlackierung“ hat je nach Automatisierungsgrad des Lackierprozesses unterschiedliche Bedeutungen.
Im Grunde genommen trägt ein Lackierroboter Lack automatisch auf, indem er einem vordefinierten Programm folgt. Sobald das Programm erstellt wurde, kann der Roboter dieselben Bewegungen mit hoher Konsistenz wiederholen. Dies ist besonders in Produktionsumgebungen von großem Nutzen, in denen immer wieder dasselbe Bauteil lackiert wird.
Allerdings ist der Prozess nicht zwangsläufig vollautomatisch, nur weil der Roboter automatisch lackiert. Wenn ein Bediener das Roboterprogramm für jedes neue Bauteil noch erstellen oder anpassen muss, ist das System nach wie vor in hohem Maße von manueller Programmierung abhängig.
Diese Unterscheidung ist wichtig. Es besteht ein Unterschied zwischen:
- Ein Roboter, der ein Lackierprogramm automatisch ausführt
- Ein System, das das Lackierprogramm automatisch erstellt oder anpasst
Für Hersteller mit einer stabilen Großserienfertigung reicht die automatische Ausführung oft aus. Für Hersteller mit Produktvarianten, Einzelstücken oder wechselnden Produktionsanforderungen kann die automatische Programmerstellung entscheidend dazu beitragen, dass das Lackieren mit Robotern in der täglichen Produktion praktikabel und effizient ist.
Warum Roboterprogramme für die Lackqualität von entscheidender Bedeutung sind
Lackierroboter arbeiten präzise und reproduzierbar, treffen jedoch keine eigenständigen Entscheidungen. Sie befolgen die Anweisungen, die ihnen erteilt werden.
Beim Roboterlackieren müssen diese Anweisungen mehrere wichtige Prozessfaktoren steuern, darunter den Sprühabstand, die Robotergeschwindigkeit, den Spritzpistolenwinkel, die Hubüberlappung, die Flächenabdeckung, die Kantenbearbeitung, die Zugänglichkeit und die Kollisionsvermeidung.
Ein gutes Lackierprogramm für Roboter unterstützt den Roboter dabei, die Farbe gleichmäßig auf die betreffenden Oberflächen aufzutragen. Ein schlechtes oder ungenaues Programm führt zu Problemen wie beispielsweise:
Ausgelassene Bereiche
Ungleichmäßige Schichtdicke
Übermäßiger Farbverbrauch
Unzureichende Randabdeckung
Unnötige Zykluszeit
Nachbearbeitung
Produktionsunterbrechungen
Aus diesem Grund ist die Roboterprogrammierung nicht nur ein technischer Schritt. Sie hat direkte Auswirkungen auf die Produktionsqualität und -effizienz.
Für Hersteller liegt der Nutzen präziser Lackierprogramme für Roboter in der Praxis. Bessere Programme reduzieren Nacharbeiten, verbessern die Prozessstabilität, tragen zu einer besser vorhersehbaren Qualität bei und erleichtern die Verwaltung der Lackierstraße.
Die Herausforderung der Produktvielfalt
Sind alle Produkte identisch und werden stets an genau derselben Position platziert, kann der Roboter immer wieder dasselbe Programm ausführen. Viele Hersteller arbeiten jedoch mit Teilen, die von Charge zu Charge oder sogar von Stück zu Stück variieren. Dazu können gehören:
Verschiedene Produktgrößen
Ähnliche Teile mit geringfügigen geometrischen Unterschieden
Maßgefertigte Produkte
Einzelteile
Kleinserien
Große Industrieanlagen
Teile mit geringfügigen Positionsabweichungen
Produkte mit komplexen Oberflächen, Kanten oder Winkeln
In solchen Situationen wird ein festgelegtes Roboterprogramm schnell zu einem Hindernis.
Wird das Bauteil verschoben, gedreht oder weicht es von der erwarteten Geometrie ab, folgt die Roboterbahn nicht mehr wie vorgesehen der Oberfläche. Dies kann zu einem falschen Sprühabstand, einem ungünstigen Spritzpistolenwinkel, ausgelassenen Bereichen oder einer ungleichmäßigen Beschichtung führen.
An dieser Stelle wird die Produktvariation zu einem programmtechnischen Problem.
Möglicherweise verfügt der Hersteller zwar über einen Roboter, der das Bauteil lackieren kann. Wenn jedoch jede Variante eine manuelle Programmierung oder Korrektur erfordert, kann die Lackierstraße langsam, kostspielig und schwer skalierbar werden. In der Praxis kann der Programmierprozess zum Engpass werden, der den Roboter daran hindert, seinen vollen Nutzen zu entfalten.
Wie das 3D-Scannen das automatische Lackieren durch Roboter unterstützt
Das 3D-Scannen trägt dazu bei, diese Herausforderung zu bewältigen, indem es Informationen über das tatsächliche Produkt erfasst, bevor der Lackiervorgang beginnt.
Anstatt sich ausschließlich auf ein theoretisches Modell oder eine festgelegte erwartete Position zu stützen, kann ein Scansystem Daten über das tatsächliche Bauteil in der Lackierumgebung liefern. Dazu können die Form, die Größe, die Position und die Ausrichtung des Produkts gehören. Diese Informationen können dann zur Erstellung oder Anpassung des Roboter-Lackierprogramms herangezogen werden.
Bei der automatisierten Roboterlackierung kann das 3D-Scannen dazu beitragen, Fragen wie die folgenden zu beantworten:
Wo befindet sich das Bauteil?
Wie ist es positioniert?
Wie sieht die tatsächliche Geometrie des Bauteils aus?
Welche Oberflächen müssen gestrichen werden?
In welcher Beziehung sollte die Roboterbahn zu diesen Flächen stehen?
Gibt es Bereiche, die möglicherweise schwer zu erreichen sind?
Bestehen mögliche Kollisionsrisiken?
Der Nutzen des 3D-Scannens besteht nicht nur darin, dass dadurch eine digitale Darstellung des Bauteils erstellt wird. Der Nutzen liegt vielmehr darin, dass das System auf der tatsächlichen Produktionssituation aufbaut und nicht auf einer idealen Annahme.
Für Hersteller kann dies den Einsatz von Lackierrobotern in Umgebungen praktischer machen, in denen Bauteile nicht immer identisch, perfekt positioniert oder leicht manuell zu programmieren sind. Zudem kann dadurch die Notwendigkeit verringert werden, jede Abweichung durch Vorrichtungen, manuelle Anpassungen oder wiederholte Programmierarbeiten zu beheben.
Von Scandaten zu Lackierroboterprogrammen
Ein 3D-Scan löst die Lackieraufgabe nicht automatisch von selbst. Die Scandaten müssen in Roboterbewegungen umgesetzt werden. Hier kommt der Software eine entscheidende Rolle zu.
Die Software muss anhand der Produktinformationen ein Roboterlackierprogramm erstellen, das sowohl die Geometrie des Bauteils als auch die Anforderungen des Lackierprozesses berücksichtigt. Dies umfasst in der Regel mehrere Schritte.
Zunächst muss das System die Produktgeometrie erfassen. Anschließend muss es relevante Oberflächen identifizieren und festlegen, wo Lack aufgetragen werden soll. Daraufhin muss es Sprühbahnen generieren, die Roboterbewegungen berechnen, die Erreichbarkeit prüfen, Kollisionen vermeiden, den Prozess simulieren und ein Programm erstellen, das vom Roboter ausgeführt werden kann.
Vereinfacht ausgedrückt sieht der Ablauf wie folgt aus:
- Das Produkt wird gescannt oder identifiziert.
- Das System empfängt Daten über das Bauteil.
- Die betreffenden Lackoberflächen werden identifiziert.
- Es werden Malpfade generiert.
- Die Bewegung des Roboters wird berechnet.
- Das Programm wird simuliert und überprüft.
- Das Programm wird an den Roboter exportiert.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es eine der zeitaufwändigsten Aufgaben beim Lackieren mit Robotern überflüssig macht: die manuelle Programmierung jedes einzelnen neuen Bauteils. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn sich die Produktion häufig ändert.
Anstatt jedes neue Bauteil als eigenständiges Programmierprojekt zu behandeln, können Hersteller mithilfe von Software ihr Prozesswissen einheitlicher und effizienter anwenden. Dies verringert Ausfallzeiten, verkürzt die Rüstzeiten und erleichtert den Einsatz von Lackierrobotern in Produktionsumgebungen, in denen eine manuelle Programmierung andernfalls zu zeitaufwendig wäre.
Warum Software das Bindeglied zwischen dem Bauteil und dem Roboter ist
Bei der automatisierten Roboterlackierung bildet die Software das Bindeglied zwischen dem physischen Produkt und den Bewegungen des Roboters.
Der Roboter weiß nicht, um welches Produkt es sich handelt. Er weiß nicht, welche Oberflächen lackiert werden müssen, wie das Bauteil positioniert ist oder wie der Lackiervorgang an eine bestimmte Geometrie angepasst werden muss. Er benötigt Anweisungen.
Die Software unterstützt die Erstellung dieser Anleitungen, indem sie Produktdaten, Scandaten und Fachwissen zum Lackierprozess miteinander verknüpft.
Dies ist besonders wichtig, da es beim Farbauftrag nicht nur darum geht, die Oberfläche zu erreichen. Die Bewegungsbahn des Roboters muss den eigentlichen Beschichtungsprozess unterstützen, wobei die Bewegungen unter Berücksichtigung von Abstand, Winkel, Geschwindigkeit, Überlappung, Zugänglichkeit und Reihenfolge berechnet werden müssen.
Für Hersteller kann Software hier einen erheblichen Mehrwert schaffen. Sie kann dazu beitragen, Expertenwissen reproduzierbar zu machen. Zudem kann sie die Abhängigkeit von einer kleinen Zahl von Spezialisten verringern, die wissen, wie man komplexe Lackierwege manuell programmiert.
Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn Fachwissen im Bereich Lackierung in die Programmierlogik integriert wird. Auf diese Weise kann bewährtes Prozesswissen konsistent auf wechselnde Produkte und Produktionsanforderungen angewendet werden.
Automatisches Lackieren mit Robotern und der Engpass bei der Programmierung
Eine der häufigsten Einschränkungen beim Lackieren mit Robotern liegt nicht am Roboter selbst. Vielmehr sind es der Zeitaufwand und das Fachwissen, die für die Erstellung, Anpassung und Validierung von Programmen erforderlich sind.
Dies gilt insbesondere für die Produktion mit großer Produktvielfalt oder geringen Stückzahlen, bei der sich die Produkte häufig ändern. Wenn die Programmierung zu lange dauert, steht der Roboter möglicherweise still, während neue Programme vorbereitet werden. Werden Programme überstürzt erstellt, kann die Qualität darunter leiden. Wenn nur wenige Spezialisten die Programme erstellen können, wird die Produktion von begrenzten internen Kapazitäten abhängig.
Aus diesem Grund ist es wichtig, den Programmierengpass zu berücksichtigen.
Dies betrifft nicht nur die Programmierabteilung. Es kann sich auf die Lieferzeit, den Produktionsablauf, die Kapazität, die Kosten und die Gesamtrentabilität der Automatisierung auswirken.
Die automatische Programmgenerierung kann dazu beitragen, diesen Engpass zu verringern, indem sie den Weg von den Produktdaten zum Roboterprogramm effizienter gestaltet. Wenn der Programmierprozess schneller und reproduzierbarer wird, lässt sich das Lackieren mit Robotern in weiteren Produktionsszenarien sinnvoll einsetzen.
Der Nutzen ist nicht nur technischer Natur. Er ist auch betrieblicher Art. Eine Lackierstraße lässt sich leichter planen, einfacher anpassen und ist bei jedem Produktwechsel weniger auf manuelle Programmierung angewiesen.
Wann 3D-Scannen und automatische Programmierung den größten Mehrwert bieten
3D-Scannen und die automatische Programmerstellung sind nicht in jeder Produktionsumgebung gleichermaßen wichtig. Wenn ein Hersteller dasselbe einfache Bauteil in großen Stückzahlen lackiert, kann die herkömmliche Roboterprogrammierung ausreichend sein. Das Programm kann einmalig optimiert und anschließend wiederverwendet werden.
Der Wert wird deutlicher, wenn die Produktion Abweichungen oder Komplexität beinhaltet.
Dazu können Hersteller gehören, die mit folgenden Unternehmen zusammenarbeiten:
Einzelteile
Maßgeschneiderte Produkte
Kleinserien
Große Teile
Komplexe Geometrien
Ähnliche Produkte mit anderen Abmessungen
Teile, die nicht jedes Mal genau gleich positioniert sind
Häufige Produktwechsel
Lackierprozesse, bei denen die Programmierzeit die Auslastung der Roboter einschränkt
In diesen Umgebungen besteht die Herausforderung nicht nur darin, die Lackierbewegung zu automatisieren. Die Herausforderung besteht vielmehr darin, die Erstellung von Roboterprogrammen so effizient zu gestalten, dass sich die Automatisierung lohnt.
Die Konfiguration, die das automatische Lackieren mit Robotern lohnenswert macht
Damit sich das automatische Roboterlackieren in der variablen Fertigung lohnt, benötigt das System einen durchgängigen Arbeitsablauf von der Produkterkennung bis hin zum roboterfähigen Programm.
Das System muss in der Lage sein, die relevanten Produktinformationen zu erfassen, die Geometrie und Position des Bauteils zu erfassen, die zu lackierenden Flächen zu identifizieren und die richtige Lackierablauflogik anzuwenden. Anschließend muss die Software eine verwertbare Roboterbahn generieren, die Bewegung auf Kollisionen prüfen und das Programm für die Produktion vorbereiten.
Hier entsteht die Effizienz. Das System wendet bei wechselnden Produkten dieselbe zugrunde liegende Prozesslogik an und generiert gleichzeitig ein Programm, das das tatsächlich vor dem Roboter befindliche Teil widerspiegelt.
Das Ergebnis ist ein besser skalierbarer Programmierablauf. Das automatische Lackieren mit Robotern lohnt sich, wenn die Programmvorbereitung schnell, wiederholbar und präzise genug ist, um mit dem Produktionstempo Schritt zu halten.
Schlussfolgerung
Die automatisierte Roboterlackierung entfaltet ihren größten Nutzen, wenn der Programmierablauf effizient genug ist, um den tatsächlichen Produktionsablauf zu unterstützen. Für Hersteller, die mit Produktvarianten arbeiten, ist es entscheidend, wie schnell und präzise das System von den Produktinformationen zu einem roboterfähigen Lackierprogramm gelangen kann.
Das 3D-Scannen liefert Informationen über das tatsächliche Bauteil, einschließlich seiner Geometrie, Position und Ausrichtung. Die Software wandelt diese Informationen in Roboterbewegungen um, indem sie relevante Oberflächen identifiziert, Prozesslogik anwendet, Lackierwege generiert und Programme für die Produktion vorbereitet.
Genau das macht das automatische Lackieren mit Robotern auch über die stabile Großserienfertigung hinaus rentabel.
LETZTE AKTUALISIERUNG: JULI 2026
Die Rolle von Inropa in der automatisierten industriellen Lackierung
Inropa ist auf den Softwarebereich der automatisierten Roboterlackierung spezialisiert: Das Unternehmen wandelt Produktdaten, Scandaten und Prozesswissen in präzise Roboterlackierprogramme um.
Dies trägt dazu bei, einen der häufigsten Engpässe beim Lackieren mit Robotern zu verringern: das Erstellen, Anpassen und Überprüfen von Programmen für sich ändernde Produktionsanforderungen.
Für Hersteller, die mit Variationen arbeiten, ist dies oft der Grund, warum das Lackieren mit Robotern in der täglichen Produktion wirklich sinnvoll ist.
