Automatisierte Klebstoffdosiersysteme: Typen, Anwendungen & Effizienzgewinne

Warum Sie dies lesen sollten: Roboter können Präzision und Effizienz Ihrer Klebe- und Dosierprozesse steigern. Doch nicht alle Aufgaben eignen sich für Automatisierung, und manuelle Handhabung bietet manchmal größere Flexibilität und Qualitätskontrolle. Dieser Artikel stellt 3 typische Klebelösungen vor und hilft, Potenzial für die Automatisierung Ihrer Klebe- und Dosierprozesse zu identifizieren.

Was ist automatisiertes Kleben und Dosieren?

Robotergestütztes Kleben ist eine Art automatisierter Montage von zwei oder mehr Teilen durch Dosieren von Klebstoff auf ein Teil und anschließendes Verbinden mit einem anderen.

Kleb- und Dosierprozesse lassen sich durch folgende Lösungen automatisieren:

• Eine Maschine
• Ein Roboterarm mit angebrachtem Klebstoffdosierer
• Ein fest installierter Klebstoffdosierer, um den ein Roboter das zu klebende Teil bewegt (integriertes Dosieren)

Je nach Materialtyp und Branche kann eine Lösung besser passen als die anderen. Beispiel: Eine Falz-Klebemaschine ist perfekt für die Druckindustrie.

Diese Maschine verwandelt ein flaches Stück Karton oder Kunststoff in eine Schachtel oder einen Umschlag, indem sie die Seiten klebt und das Teil dann faltet.

Ein Roboterarm kann für elektronische Bauteile nützlich sein. Der Klebstoffdosierer appliziert Dichtmittel auf das Bauteil, verbindet Metall- und/oder Kunststoffteile zur wasserdichten Montage.

Die Lösung mit am Roboter befestigtem Dosierer eignet sich auch gut für die Automobilindustrie, wo ein Sechs-Achsen-Roboter die Flexibilität hat, über raue Kanten eines Autoteils (z. B. Autotür) zu kleben.

Darauf folgt normalerweise das Klebeverbinden (Prozess des glatten Verbindens zweier Oberflächen), bei dem eine Roboter-Spannvorrichtung (oder ein zusätzlicher Roboter) mit dem anderen Teil das geklebte Teil herunterfährt und Druck auf beide ausübt.

Bei integrierten Dosiersystemen könnten diese sich beim Kleben kleiner, ebener Flächen wie Leiterplatten (PCBs) oder beim Lackieren dieser als nützlich erweisen.

Vorteile automatisierter Klebstoffdosiersysteme

Automatisiertes Kleben und Dosieren kann einige Probleme der manuellen Handhabung bekämpfen. Automatisiertes Kleben ist oft viel präziser und steigert dadurch die Produktqualität.

Höhere Produktqualität kann auch die Zahl der Teile reduzieren, die wegen ungenauen Klebens aussortiert werden müssen.

Ein weiterer Punkt: Verbrauchsmaterialkosten. Bei automatisierten Lösungen ist eine Senkung der Verbrauchskosten generell ein Vorteil. Das gilt auch für automatisiertes Kleben, da automatische Systeme jedes Mal die richtige Klebstoffmenge verwenden – nicht mehr, nicht weniger.

Wenn Klebstoff manuell von einem Bediener dosiert wird, gibt es immer leichte Schwankungen in der Menge. Unnötig große Klebstoffmengen sind ein Kostenfaktor, den Hersteller eliminieren möchten. Das lässt sich oft mit einem Roboter erreichen.

Herausforderungen und Nachteile automatisierter Klebstoffdosierer

Während automatisiertes Kleben und Dosieren typischerweise Präzision erhöht und die Klebstoffverteilung gleichmäßiger macht, gibt es auch technologische Herausforderungen.

Roboter allein können keine Qualitätskontrolle durchführen

Ohne Vision-System können Roboterlösungen Unregelmäßigkeiten im Kleben nicht erkennen. Das menschliche Auge erkennt schnell z. B. Luftblasen im Klebstoff und kann das Teil aussortieren oder den Fehler korrigieren.

Roboter brauchen ein Vision-System für solche Qualitätskontrolle, und diese Systeme können teuer sein. Ein Vision-System erhöht auch die Lösungs-Komplexität, und Mitarbeiter müssen geschult werden, um das Vision-System zu verstehen, zu bedienen und zu warten. Das alles erhöht die Investitionskosten.

Bei hoher Produktvielfalt kann manuelles Kleben schneller und flexibler sein

Flexibilität kann ebenfalls eine Herausforderung sein. Wenn die Produktion einen hohen Produktmix hat – also viele verschiedene Produkttypen geklebt werden müssen –, kann ein manueller Bediener tatsächlich effizienter sein.

Das liegt daran, dass der Roboter für neue Produkttypen neu justiert und umgerüstet werden müsste. Je nach Produktmix kann diese Rüstzeit zwischen den Aufgaben sehr signifikant sein.

Manuelle Bediener sind meist schneller bei der Anpassung an neue Produkte, und in vielen Situationen macht ihr Denken sie flexibler als Roboter bei hohem Produktmix.

Können Ihre Dosierprozesse automatisiert werden?

Wenn Sie überlegen, Prozesse in Ihrem Unternehmen mit einer der genannten Klebe- und Dosierlösungen zu automatisieren, beachten Sie folgende Punkte:

• Montage von Metall- oder Kunststoffkomponenten: Viele Montageprozesse in der Elektronikindustrie lassen sich oft mit den genannten Lösungen automatisieren. Denn sie erfordern hohe Präzision und werden typischerweise in hohen Stückzahlen gefertigt. Wenn Sie in der Elektronikbranche sind, könnte es höheres Potenzial für automatisiertes Kleben geben.
• Wiederholung mit hoher Präzision: Wenn Ihre Anwendung hohe Präzision und Wiederholung in kurzen Zeitintervallen verlangt, ist ein robotergestützter Klebstoffdosierer die richtige Wahl. Beispiel: Ein automatischer Klebstoffdosierer kann Klebstoff präzise in spezifischen Mustern platzieren – Perlen, Kreise, gepunktete Linien, Bögen.
• Verbesserte Arbeitsumgebung: Manche Klebstofftypen bergen Gesundheitsrisiken für Mitarbeiter. Die Handhabung eines Klebstoffdosierers kann für den Bediener belastend sein, und manche Klebeprozesse erfordern Bewegungen in ungünstigen Positionen. Wenn das auf Ihre Klebeaufgaben zutrifft, könnte Automatisierung die Arbeitsumgebung verbessern.
• Einseitiges Kleben: Es ist generell einfacher, eine Aufgabe zu automatisieren, wenn keine Drehung der Teile nötig ist. Wenn ein Teil nur auf einer Seite geklebt werden muss, wird Automatisierung empfohlen – im Gegensatz zu manuellem Betrieb, der nützlicher ist, wenn beide Seiten geklebt werden müssen.

Fazit

Automatisierte Lösungen können viele Aspekte von Klebe- und Dosierprozessen verbessern – z. B. Qualität, Effizienz, Arbeitsumgebung.

Doch nicht jede Produktion profitiert von der Automatisierung ihrer Klebeprozesse. In manchen Fällen bietet manuelle Handhabung größere Flexibilität und erlaubt Mitarbeitern, Qualitätskontrolle „on the fly“ durchzuführen.

Das Automatisierungspotenzial hängt natürlich von den spezifischen Produkttypen und Prozessen in Ihrem Unternehmen ab. Wenn Sie jedoch einen oder mehrere der obigen Punkte ankreuzen können, haben Sie vielleicht Grund, tiefer in die Automatisierung einzusteigen.