DE10119906B4

DE10119906B4 - Farbspritzanlage

Info

Publication number: DE10119906B4
Application number: DE2001119906
Authority: DE
Inventors: Otto Nüßer; Dirk Haase; Jan Riedel
Original assignee: Venjakob Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Venjakob Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: DE10119906A1

Abstract

Farbspritzanlage (10) umfassend einen Förderer (16) und einen Farbspritzroboter (13), wobei der Förderer (16) eingerichtet ist, zu beschichtende Werkstücke durch den Arbeitsbereich des Farbspritzroboters (13) zu transportieren, der Farbspritzroboter (13) mit wenigstens einer Farbspritzpistole (14) ausgestattet ist, die Farbspritzpistole (14) mittels des Farbspritzroboters (13) um mehrere Achsen beweglich ist, der Farbspritzroboter (13) entlang einer zusätzlichen Hilfsachse (15) verfahrbar ist, die zu spritzenden Werkstücke auf einem dem Förderer (16) vorgeschalteten Teile-Erfassungsband (17) auflegbar sind und zur Steuerung des Farbspritzroboters (13) die Farbspritzanlage (10) mit einer Erfassungseinrichtung und einer Auswerteinrichtung ausgestattet ist, wobei die Hilfsachse (15) in Förderrichtung der Werkstücke verläuft und die Hilfsachse (15) in der Mittellängsachse des Förderers (16) und im Abstand zum Obertrum des Förderers (16) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbspritzanlage zum Spritzen von Werkstücken mittels eines Farbspritzroboters, bei der die Werkstücke mittels eines Förderers durch den Arbeitsbereich des Farbspritzroboters transportierbar sind, und dass die zu spritzenden Werkstücke auf einem dem Förderer vorgeschalteten Teile-Erfassungsband auflegbar sind, und dass zur Steuerung des Farbspritzroboters die Farbspritzanlage mit einer Erfassungseinrichtung und einer Auswerteinrichtung ausgestattet ist.
Mit der in Rede stehenden Farbspritzanlage werden Werkstücke der verschiedensten Art gespritzt. Die Werkstücke können beispielsweise für den Automobilbereich, für den Kunststoffbereich sowie für den Holz- und Kunststoffbereich verwendet werden. Mit den bislang bekannten Farbspritzanlagen werden relativ flache Werkstücke gespritzt, die in der Branche als zweidimensional bzw. flächig angesehen werden, obwohl sie eine gewisse Höhe haben. Der Farbspritzroboter ist üblicherweise mit mehreren gesteuerten Farbspritzpistolen ausgestattet. Der Farbspritzroboter könnte auch als Bewegungsautomat angesehen werden, da er, entsprechend gesteuert, um das jeweils zu spritzende Bauteil herumfährt. Es ist bekannt, dass ein Roboter mit mehreren Achsen ausgestattet ist, damit die einzelnen beweglichen Roboterglieder die entsprechende Bewegung ausführen können. Auf das dem Förderer bzw. der Spritzkabine vorgeschaltete Teile-Erfassungsband werden die zu spritzenden Werkstücke üblicherweise von Hand aufgelegt oder von vorgeschalteten Fördereinrichtungen übernommen. Dabei ist es nicht erforderlich, dass sie in einer vorgegebenen Position darauf abgelegt werden, da mittels der Erfassungseinrichtung nicht nur die äußere Kontur, sondern auch die Lage erfasst wird. Dazu ist die Auswerteinrichtung mit einem entsprechenden Programm ausgestattet.
Aus der EP 0349643 A1 ist eine Vorrichtung zum Gaswärmebeschichten von Gegenständen vom Typ Rotationskörper mit einer Kammer beschrieben, in welcher auf einem Grundrahmen ein Spindelstock mit einer Spindel und ein Reitstock mit einer laufenden, mit der Spindel fluchtenden Spitze angebracht sind, und einem auf einer Führung verschiebbar angeordneten Zerstäuber, wobei die laufende Spitze des Reitstockes einen Antrieb zur axialen Verschiebung des Gegenstandes zum Spindelstock hin besitzt und wobei auf dem Grundrahmen Rollen angebracht sind, die den zu bewegenden Gegenstand unterstützen und mit je einer Einrichtung zur Höhenverstellung und je einem schwenkbaren Schild zum Abschirmen der Oberfläche der Rolle vor dem aufzusprühenden Material ausgestattet sind.
In der DE 3722734 A1 ist ein Verfahren zum serienweisen Beschichten von Werkstücken beschrieben, die längs einer vorgegebenen Förderbahn von einer Fördereinrichtung durch eine Beschichtungsstation geführt werden, in der unter Relativbewegung zwischen dem Werkstück und einer insbesondere an einem Industrieroboter montierten Sprühvorrichtung deren Lage bezüglich des Werkstücks von einem gespeicherten Bearbeitungsprogramm gesteuert wird, das zuvor während eines ursprünglichen Beschichtungsvorgangs beim fehlerfreien Beschichten eines Werkstücks erstellt wurde, wobei während des ursprünglichen Beschichtungsvorgangs die Entfernung zwischen mindestens einem Bezugspunkt der Sprühvorrichtung und mindestens einem ausgewählten Punkt des Werkstücks gemessen und als Standardmesswert gespeichert wird, wobei bei dem anschließenden serienweisen Zuführen des Werkstücks jeweils die Entfernung zwischen dem Bezugspunkt und dem ausgewählten Punkt der Werkstücke erneut gemessen wird und durch Vergleich Abweichungen der Messwerte von dem gespeicherten Standardmesswert festgestellt werden, und wobei das Bearbeitungsprogramm jeweils in Abhängigkeit von den Abweichungen der Messwerte so eingestellt wird, dass sich während der Beschichtung die ursprünglichen Beschichtungsbedingungen ergeben.
Bei einer bekannten Farbspritzanlage enthält die Erfassungseinrichtung eine Lichtschrankenbrücke, mit über hundert in einer Reihe angeordneten Lichtschranken. Während des Transportes in Richtung zum Farbspritzroboter werden die Konturen der zu spritzenden Werkstücke erfasst. Durch das Programm wird dann der Farbspritzroboter entsprechend gesteuert.
Bei diesen Farbspritzanlagen ist es als nachteilig anzusehen, dass die zu spritzenden Bauteile während des Spritzvorganges im Mehrachsbetrieb stillstehen. Dadurch ist die eigentliche mögliche Leistung der Farbspritzanlage gemindert. Außerdem ist es notwendig, dass das Band des Förderers frei von Farbe ist, wenn eine erneute Beschickung erfolgt. Es ist deshalb eine Reinigungs- und Farbrückgewinnungsanlage vorgesehen, die am Auslaufende unterhalb des Förderers installiert ist. Bei den vorbekannten Anlagen ist die Zeit zwischen dem Spritzvorgang und der Reinigung aufgrund des Taktbetriebes relativ hoch, so dass es zum Antrocknen der Farbe kommt und die Reinigung erschwert wird. Außerdem ist durch die Art der Erfassung der Konturen diese nur dann als ausreichend anzusehen, wenn es sich beispielsweise um plattenförmige Bauteile handelt, deren äußere Konturen geometrisch genau definierbar sind. Mit der in Rede stehenden Farbspritzanlage können demzufolge nur Bauteile gespritzt werden, die als zweidimensional anzusehen sind. Derartige Anlagen können demzufolge nur eingeschränkt wirtschaftlich betrieben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit einem Farbspritzroboter ausgerüstete Farbspritzanlage der eingangs näher beschriebenen Art so auszubilden, dass die Leistung deutlich erhöht wird, dass auch von den Abmessungen her größere Bauteile gespritzt werden können, die als dreidimensional angesehen werden können und dass die Erfassung der äußeren Konturen der zu spritzenden Bauteile wesentlich verbessert wird.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem dem Farbspritzroboter eine in Förderrichtung der Werkstücke verlaufende Hilfsachse derart zugeordnet ist, dass die zu beschichtenden Werkstücke mittels eines kontinuierlich arbeitenden Förderers durch den Arbeitsbereich des Farbspritzrotobers transportierbar und im Mehrachsbetrieb im kontinuierlichen Durchlauf beschichtbar sind.
Durch den Einsatz eines Bildverarbeitungssystems als Erfassungseinrichtung werden nunmehr die im Aufnahmefeld liegenden Bauteile in äußerst kurzer Zeit sowie gleichzeitig erfasst. Es ist bekannt, dass die Belichtungszeiten der modernen Kameras äußerst kurz sind. Das aufgenommene Bild wird mittels der Auswerteinrichtung sofort umgesetzt, sinngemäß wird von jedem aufgenommenen Bild entsprechend der Lagen und der Konturen der Werkstücke automatisch ein Programm zur Steuerung des Farbspritzroboters erstellt. Durch die zusätzliche Beweglichkeit um die Hilfsachse können nunmehr die Bauteile kontinuierlich durch den Arbeitsbereich des Farbspritzroboters transportiert werden, da es auch möglich ist, dass die Verfahrgeschwindigkeit des Farbspritzrotobers größer ist als die Transportgeschwindigkeit des Förderers, so dass der Farbspritzroboter sinngemäß das zu spritzende Werkstück überholen kann, so dass beispielsweise eine in Durchlaufrichtung liegende Kante gespritzt werden kann, wenn der Farbspritzroboter in Laufrichtung des Werkstückes verfahren wird. Durch die zusätzliche Hilfsachse wird der Arbeitsbereich des Farbspritzroboters wesentlich vergrößert. Es ergibt sich insbesondere auch eine wesentlich höhere Leistung als bei den im Takt arbeitenden Farbspritzanlagen. Da die Durchlaufzeit bis zur Reinigungs- und Farbrückgewinnungsanlage deutlich verkürzt wird, ist die Reinigung des Bandes des Förderers wesentlich einfacher, wobei auch die Gewähr einer exakten Reinigung gegeben ist. Ebenso gut kann der Farbspritzroboter entgegen der Laufrichtung des Werkstückes eine Längskante mit gleicher Relativgeschwindigkeit zum Werkstück durch eine entsprechend angepasste Verfahrgeschwindigkeit lackieren.
Für einen optimalen Arbeitsbereich des Farbspritzroboters ist es zweckmäßig, wenn die Hilfsachse in der Mittellängsachse des Förderers liegt, da dann ein gleichbleibender Bewegungsbereich zu beiden Seiten der Hilfsachse gegeben ist.
Damit konturenscharfe Bilder von dem Bildverarbeitungssystem aufgenommen werden können, ist vorgesehen, dass das Teileerfassungsband ein Kontrastband ist. Dies könnte sich beispielsweise farblich von den zu spritzenden Bauteilen scharf abheben. Bevorzugt wird jedoch ein Kontrastband verwendet, welches aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, wobei zwischen dem Ober- und Untertrum eine Vielzahl von Lichtquellen angeordnet ist. Dadurch wird sinngemäß jede Kontur des zu spritzenden Bauteils ausgeleuchtet. Durch den krassen Kontrast zwischen dem Band und den aufliegenden Bauteilen ist auch eine optimale Auswertung und somit auch eine optimale Steuerung des Farbspritzroboters gegeben. Wie bereits ausgeführt, enthält jeder Roboter mehrere Achsen. Für eine optimale Durchführung des Spritzvorganges ist vorgesehen, dass der Farbspritzroboter ein Sechsachsen-Roboter ist. Durch die zusätzliche Hilfsachse wird demzufolge eine Siebenachsen-Anlage geschaffen. Die Überwachung des Teileerfassungsbandes und ggf. auch des Spritzvorganges erfolgt zweckmäßigerweise über einen Bildschirm.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Farbspritzanlage in einer Seitenansicht,
2 die Farbspritzanlage nach der 1 in einer Draufsicht und
3 die Farbspritzanlage nach den 1 und 2 in einer Stirnansicht.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Farbspritzanlage 10 ist mit einer nicht näher erläuterten Spritzkabine 11 ausgestattet, die zumindest seitlich durch Spritzschutzwände begrenzt ist. Die Farbspritzanlage 10 ist außerdem mit einem nicht näher erläuterten Gestell 12 ausgestattet. Innerhalb der Farbspritzkabine 11 ist ein nicht näher erläuterter, sechs Achsen beinhaltender Farbspritzroboter 13 angeordnet, der mit wenigstens einer Farbspritzpistole 14 ausgestattet ist. Der Farbspritzroboter 13 enthält im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Achsen. Zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches ist dem Farbspritzroboter 13 noch eine weitere Achse 15 zugeordnet, die durch eine ortsfeste, sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Farbspritzkabine 11 erstreckende Linearführung gebildet ist. Der Farbspritzroboter 13 wird so gesteuert, dass er während des Spritzvorganges in beiden Richtungen längs der zusätzlichen Hilfsachse 15 in beiden Richtungen verfahren werden kann. Innerhalb der Spritzkabine 11 werden die nicht dargestellten, zu spritzenden Bauteile mittels eines kontinuierlich umlaufenden Bandförderers 16 transportiert. Diesem Bandförderer 16, der ein Horizontalförderer ist, ist ein höhengleiches Teileerfassungsband 17 vorgeschaltet. Das Teileerfassungsband 17 ist ebenfalls Teil eines Horizontalförderers. Oberhalb des Teileerfassungsbandes 17 ist in gleichen Abständen zu den beiden Umlenkwalzen 18, 19 sowie zu den Längsrändern des Teileerfassungsbandes ein Bildverarbeitungssystem 20 installiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand zum Obertrum des Teileerfassungsbandes 17 etwa der Breite. Das Aufnahmefeld 21 des Bildverarbeitungssystems 20 ist in der 2 durch das in strichpunktierten Linien gezeichnete Viereck angedeutet. Die 3 zeigt außerdem noch, dass die die Achse 15 bildende Linearführung auch in gleichen Abständen zu den Längskanten des kontinuierlich antreibbaren Bandförderers 16 steht. Die 3 zeigt außerdem, dass sich der Arbeitsbereich des Farbspritzroboters 13 über die gesamte Arbeitsbreite des Förderers 16 erstreckt. Auf das dem Förderer 16 vorgeschaltetete Teileerfassungsband 17 werden die zu spritzenden Werkstücke von Hand aufgelegt oder von vorgeschalteten Fördereinrichtungen übernommen. Sobald die in Transportrichtung hinteren Werkstücke, die noch von dem Bildverarbeitungssystem erfasst wurden, dem Bandförderer 16 übergeben wurden, wird die nächste Aufnahme gemacht. Mittels einer nicht dargestellten und nicht näher beschriebenen Auswerteinrichtung wird das Programm zur Steuerung des Farbspritzroboters 13 jedesmal in Abhängigkeit von der Aufnahme automatisch erstellt.
Die 1 zeigt, dass zwischen dem Obertrum und dem Untertrum des Aufgabebandes 17 eine Vielzahl von Lichtquellen 22 installiert sind. Diese Lichtquellen 22 können beispielsweise Leuchtstoffröhren sein. Das Aufgabeband 17 ist aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt, so dass die aufgelegten Werkstücke, bedingt durch die Lichtundurchlässigkeit, äußerst konturenscharf aufgenommen werden. Dadurch ist die Auswertung optimal, so dass auch die Steuerung des Farbspritzroboters 13 entsprechend optimal ist.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, dass dem mehrachsigen Farbspritzroboter 13 eine zusätzliche Hilfsachse 15 zur Optimierung des Arbeitsbereiches zugeordnet ist, und dass dadurch die Möglichkeit realisiert wird, Werkstücke im Mehrachsbetrieb im kontinuierlichen Durchlauf zu beschichten. Es können auch vorher gebildete Werkstückchargen im Durchlauf erfasst und ausgewertet werden.
Bezugszeichenliste

10: Farbspritzanlage
11: Farbspritzkabine
12: Gestell
13: Farbspritzroboter
14: Farbspritzpistole
15: Hilfsachse
16: Bandförderer
17: Teileerfassungsband
18: Umlenkwalze
19: Umlenkwalze
20: Bildverarbeitungssystem
21: Aufnahmefeld
22: Lichtquelle
23: Bildschirm

Claims

Farbspritzanlage (10) umfassend einen Förderer (16) und einen Farbspritzroboter (13), wobei der Förderer (16) eingerichtet ist, zu beschichtende Werkstücke durch den Arbeitsbereich des Farbspritzroboters (13) zu transportieren, der Farbspritzroboter (13) mit wenigstens einer Farbspritzpistole (14) ausgestattet ist, die Farbspritzpistole (14) mittels des Farbspritzroboters (13) um mehrere Achsen beweglich ist, der Farbspritzroboter (13) entlang einer zusätzlichen Hilfsachse (15) verfahrbar ist, die zu spritzenden Werkstücke auf einem dem Förderer (16) vorgeschalteten Teile-Erfassungsband (17) auflegbar sind und zur Steuerung des Farbspritzroboters (13) die Farbspritzanlage (10) mit einer Erfassungseinrichtung und einer Auswerteinrichtung ausgestattet ist, wobei die Hilfsachse (15) in Förderrichtung der Werkstücke verläuft und die Hilfsachse (15) in der Mittellängsachse des Förderers (16) und im Abstand zum Obertrum des Förderers (16) liegt.
Farbspritzanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbspritzroboter (13) sechs Achsen aufweist.
Farbspritzanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsachse (15) des Farbspritzroboters (13) durch eine ortsfeste Linearführung gebildet ist.
Farbspritzanlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Teileerfassungsband (17) ein Kontrastband ist.
Farbspritzanlage (10) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teileerfassungsband (17) aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, und dass zwischen dem Ober- und Untertrum eine Vielzahl von Lichtquellen (22) angeordnet sind.
Farbspritzanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbspritzanlage (10) ein Bildverarbeitungssystem (20) zur Teileerfassung umfasst.
Farbspritzanlage (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildverarbeitungssystem (20) ein Aufnahmefeld (21) umfasst, innerhalb dessen eine Kontroll- und Anzeigeeinrichtung zur Teilevermessung der auf dem Teileerfassungsband (17) aufliegenden Werkstücke vorgesehen ist.
Farbspritzanlage (10) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Bildverarbeitungssystem (20) Bilder aufnehmbar sind und die Farbspritzanlage (10) eine Auswerteeinrichtung umfasst, die eingerichtet ist, zu jedem aufgenommenen Bild ein Programm zur Steuerung des Farbspritzroboters (13) zu erstellen.