CN103934135A - 用于涂覆工件的装置的优化 - Google Patents

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CN103934135A CN201410026119.6A CN201410026119A CN103934135A CN 103934135 A CN103934135 A CN 103934135A CN 201410026119 A CN201410026119 A CN 201410026119A CN 103934135 A CN103934135 A CN 103934135A
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Abstract

本发明涉及用于涂覆工件的装置（1），包括：带式输送机（2），该带式输送机（2）可驱动地旋转，用以输送需要涂覆的工件（13）；至少一个涂料喷射机器人（6）和至少一个表面喷射机（8）；其中，所述涂料喷射机器人（6）设置为涂覆所述工件（13）的侧面（14）和/或顶面（15），和所述表面喷射机（8）设置为涂覆所述工件（13）的顶面（15）和/或侧面（14）。

Description

用于涂覆工件的装置的优化
技术领域
本发明涉及用于涂覆（coating）工件的装置。
背景技术
目前工艺水平包含用于涂覆工件的大量的不同的可能性，例如现有涂覆系统为具有地板（floor）和高架输送机系统（overhead conveyor systems）、轴链板输送机（spindle chain conveyors）或表面喷涂系统（surface spray coatingsystems）的机器人涂覆系统（robot coating systems）。
目前工艺水平的缺陷是：不能实现将涂料几乎无损失地涂覆（application）到所述工件上同时涂料的回收效率的程度是可优化的。
因此，本发明的目的是提供涂料喷射（spray）系统以克服目前工艺水平的缺陷。
发明内容
因此，本发明的目的是提供涂料喷射系统，该系统将涂料几乎无损失地涂覆到所述工件上且能够使涂料回收达到合理水平。
本发明根据权利要求1的涂料喷射系统实现该目的。
本发明还根据权利要求10的方法实现该目的。
本发明的从属权利要求进一步给出了有益的具体实施方式。
根据本发明的特征，提供一种用于涂覆工件的装置，包括可驱动地旋转的用以输送需要涂覆的工件的带式输送机，至少一个涂料喷射机器人和至少一个表面喷射机，其中，所述涂料喷射机器人设置为涂覆所述工件的侧面和/或顶面，且所述表面喷射机设置为涂覆所述工件的顶面和/或侧面。这就意味着可以实现将涂料几乎无损失的涂覆到工件上，从而可以达到根据将要涂覆的工件的形状实现涂料的几乎无损失地涂覆的目的。
在本发明的特别优选的具体实施方式中，所述涂料喷射机器人设置为只涂覆所述工件的侧面，且所述表面喷射机设置为只涂覆所述工件的顶面。从而，所述涂料喷射机器人和所述表面喷射机分配到指定的表面，以保证在所述工件上涂料的改进的且几乎无损失的涂覆。
优选地，所述用于涂覆工件的装置为用于处理几乎所有涂料（coating）系统（例如1K和2K涂料，水性、溶剂型或UV固化涂料）的涂料喷射系统（paint spraying system）或喷涂系统。
带式输送机或纸输送机(paper conveyor)（带式输送机或皮带输送机）为连续输送机家族中的固定式输送机系统（stationary conveyor system）。固它们具有高水平的操作安全性且为可靠的输送系统，由于该输送系统的低能耗，使得其运作为经济的，高效的且环保的。
优选地，带式输送机具有环形的（endless）输送带和至少两个尾滑轮（tailpulley）。因此，能够在所述输送带上轻松地输送工件。
优选地，所述涂料喷射机器人（边缘喷射机器人（edge spraying robot)））具有多个臂，在每个臂的端部具有用于一个或多个涂料喷射枪的接收装置（areceiving means）。
表面喷射机用于向工件的表面（尤其是顶面）涂覆涂料。
当为几何体的情况下，例如方体或立方体，所述工件的侧面为非除了底面或顶面的所有表面。当为柱体的情况下，所述工件的侧面为所述柱体的侧面。
当为几何体的情况下，例如方体、立方体或柱体，工件的顶面为面对且平行于或几乎平行于底部的表面。
有益进步为，将所述涂料喷射机器人设置成涂覆所述工件的内轮廓面。因此，除了所述侧面，该涂料喷射机器人也能够涂覆工件上的凹槽或孔产生的所述内轮廓面。
凹槽能够形成为凹入所述工件的内部，且孔形成于所述工件的边缘区域。
特别优选地，所述涂料喷射机器人具有至少一个喷枪（spray gun）以实现充分的涂料涂覆。
优选地，喷枪是指将涂料涂覆到所述工件上的设备（apparatus）。
优选地，使用多个喷枪。使用多个涂料喷射枪意味着在更换涂料时，所述喷枪/喷枪的喷嘴不需要清理，这也就意味着节省了时间。
优选地，使用所述喷射机器人上的所述多个臂，所述涂料喷枪能够相对于所述工件置于任何地方/位置。
另一个有益进步为所述喷枪具有喷嘴，优选地，该喷嘴具有喷射角度/涂料排出角度，该角度从15°到65°且特别优选地为40°。因此，能够实现将涂料喷涂到各个工件的侧面和内轮廓面。
特别优选地，所述喷枪设置为绕多个轴线可移动。
优选地，用于接收所述喷枪的所述接收装置设计为使得所述喷枪绕所述接收装置的所有轴线可移动。所述喷枪设计为绕一个喷射轴线可旋转，和/或水平地和/或竖直地可移位。
特别优选地，所述涂料喷射机器人沿至少一个额外的辅助轴为可移动。辅助轴的提供为具有有益效果的原因在于所述涂料喷射机器人能够根据所述工件的尺寸和所述输送带的运行速度进行适当地调整。
另一个有益进步为所述表面喷射机具有至少一个表面喷射装置。
优选地，所述表面喷射装置具有用于喷射涂料的宽的喷射角度。优选地，所述喷射角度/涂料排出角度为75°到135°且特别优选地为90°。
特别优选地，所述表面喷射装置为基本平行对准于所述输送带的上表面。优选地，所述表面喷射装置包括多个可移动的表面喷嘴。从而能够将涂料喷射到表面，例如能够从所述工件的上方将涂料喷射到所述工件的顶面。
可替代地，可以优选地提供至少一个喷枪作为表面喷射装置。
优选地，有益进步为在所述输送机的下游安装涂料清除装置。
优选地，所述涂料清除装置设置于所述输送带的下方。优选地，所述涂料清除装置具有剥离装置以清除/刮掉所述输送带上的残留的涂料。优选地，剥离装置为刮刀（doctor knives）、金属板或旋转剥离带（rotating strippingbelt）。特别优选地，所述剥离带还具有接收装置用以实现清洁或覆盖目的。
特别优选地，所述涂料清除装置设置为相对于所述带式输送机（beltconveyor）（也即conveyor belt）的输送带的水平面的夹角为85°到95°。这允许使用剥离装置将多余的涂料最有效地从所述输送带上清除。
特别优选地，多余涂料被收集到涂料收集器中且能够再次返回到涂料循环。
根据另一个有益进步，三维或二维零件检测装置设置于所述涂料喷射系统的上游。
在后续的涂覆操作中，使用所述三维或二维零件检测装置能够准确地测量需要涂覆的工件以最佳地且准确地涂覆该工件而不会浪费大量的涂料。
从使用三维或二维零件检测装置测量数值/数据开始，所述涂料喷射机器人和所述表面喷射机相应地开动，从而开始涂覆涂料。优选地，为了开动所述涂料喷射机器人和所述表面喷射机，设置记忆装置以储存所述的测量数值/数据。
有益进步为所述装置能够以分批操作或在连续流动中操作的方式运行。
优选地，所述工件的涂覆以分批操作的方式进行，即，在涂覆过程中所述输送带为静止状态。
可替代地，所述工件的涂覆操作优选为以连续流动的方式进行，即，由至少一个尾滑轮驱动所述输送带匀速运动并输送所述工件。
优选地，所述剥离装置的长度至少与所述输送带的宽度相适应。因此能够从所述输送带的整个宽度清除喷射的涂料（且之后循环该过程）。
在优选的可替代实施方式中，所述剥离装置的长度稍微小于所述输送带的宽度。藉此能够避免所述剥离装置与所述输送带的边缘之间产生接触。
在另一个特别优选的具体实施方式中，在所述输送带的两侧设置有覆盖区域，该覆盖区域沿着输送带的移动方向延伸。藉此能够阻止涂料涂覆到所述输送带的边缘区域。因此，在覆盖区域所述输送带不被污染。
另一个有益进步为在所述剥离装置上设置刮刀。刮刀为具有尖的或圆形的底边（rounded ground edge）的薄形工具，且优选地，刮刀由底钢带（groundsteel strip）并特别优选地由例如PVC、PU、聚酰胺、聚酯、PTB或PTFE的塑料形成。此处所述刮刀用于清除运输带（输送带）上的多余涂料。
根据另一个有益进步，所述涂料喷射系统还提供至少一个加湿装置。藉此能够加湿位于所述输送带上的涂料以更加容易地将该涂料从输送带上清除。优选地，作为溶剂的液体基于喷涂系统的工艺以加速清除过程。
另一个有益进步为所述输送带的速度小于或等于25m/min。优选地，小于或等于4.5m/min且特别优选地小于或等于2.5m/min。所述输送带的速度越低，越有可能查明所述剥离装置和所述输送带上的磨损并保证高水平的涂料清除。
特别优选地，所述输送带设计为抗溶剂的和/或抗静电的。特别优选地，所述输送带包括塑料或金属与塑料的结合。通过所述输送带的特性，使得所述涂料清除装置能够特别容易地将所述涂料清除。
另一个有益进步为提供至少一个设置于所述涂料清除装置的下游的后清理装置。这允许仍旧粘附在所述输送带上的且未被所述涂料清除装置清除的涂料能够继续被清除且按要求返回到所述涂料收集器中。
根据本发明的另一方面，提供一种包括根据前面的任一项权利要求所述的涂料喷射系统的方法，该方法包括以下步骤：使用所述三维或二维零件检测装置检测所述工件，开动（actuating）所述涂料喷射机器人，使用该涂料喷射机器人对所述工件的侧面和/或顶面和/或内轮廓面涂覆涂料，开动所述表面喷射机，并使用该表面喷射机对所述工件的顶面和/或侧面涂覆涂料。
在所提供的方法中，从所述三维或二维工件检测装置的测量数据/数值开始，为了涂覆所述工件，所述涂料喷射机器人能够根据通过相对应的技术装置相应地开动。因此，基于这些数据/数值，所述涂料喷射机器人和多个臂以及涂料喷枪的位置能够精确地调节至所述工件的位置。
优选地，所述喷射机器人为沿着所述辅助轴可移动，该辅助轴平行于所述输送带的纵向表面运行。这允许所述涂料喷射机器人和该涂料喷射机器人的多个臂以及所述涂料喷枪相对于所述工件准确地移动。
特别优选地，所述涂料喷射机器人设置为涂覆所述工件的侧面。
特别优选地，在侧面和内轮廓面（所述工件中的孔或凹槽产生）涂覆完毕后，所述表面喷射机用于涂覆所述工件的顶面。
特别优选地，所述表面喷射机设置为涂覆所述工件的顶面。
优选地，所述表面喷射机具有多个表面喷嘴，该多个表面喷嘴能够根据所述三维零件检测装置的测量数据/数值相互独立地开动。优选地，所述表面喷射装置设置为几乎平行于所述输送带的上表面，以特别地能够涂覆所述工件的顶面。
特别优选地，所述表面喷射机具有用于高度调节和高度旋转的工具，该工具能够例如机械地或液压地调节。所述表面喷嘴能够根据所述工件的顶面的坡度相应地调节以保证最佳的涂料涂覆。
可替代地，所述表面喷射机也能够在所述涂料喷射机器人之前使用。
此外，特别优选地，所述方法包括以下步骤：使用下游的涂料清除装置将所述输送带上残留的涂料清除并将清除的涂料返回到涂覆回收系统。
在涂覆过程中，除了事实上需要涂覆的所述工件外，所述输送带也会被涂料喷射。为了能够在粘附在所述输送带上的涂料变干之前将其清除，首先使用所述加湿装置将所述涂料加湿。
在加湿位于所述输送带上的涂料之后，使用所述涂料清除装置的所述刮擦装置将湿润的涂料刮掉/清除。然后，所述清除的涂料被收集到涂料收集器中且能够再次返回涂料循环中，且因此返回到所述涂料喷射机器人和/或所述表面喷射机中。
附图说明
本发明的其他优点和特点将参照附图中显示的具体内容进行说明。附图具体显示：
图1是根据本发明的用于涂覆工件的装置的侧视图；
图2是图1中根据本发明的用于涂覆工件的装置的主视图；
图3是图1中工件的第一示意图；
图4是图1中具有凹槽的工件的第二示意图；
图5是在使用根据本发明的图1中的装置的涂料喷射机器人涂覆过程中，图3中工件的第一俯视图；
图6是在使用根据本发明的图1中的装置的涂料喷射机器人涂覆过程中，图4中工件的第二俯视图；且
图7是在使用根据本发明的图1中的装置的两个涂料喷射机器人涂覆过程中，图3中工件的第三俯视图。
附图标记说明
具体实施方式
图1是根据本发明的用于涂覆工件的装置的侧视图。用于涂覆工件的装置1结构简单且基本上由下述零件构成：带式输送机2，涂料喷射机器人6和表面喷射机8以及三维零件检测装置（3D part detection device）18。
带式输送机2具有输送带3，第一尾滑轮4和第二尾滑轮5。输送带3由第一尾滑轮4和第二尾滑轮5中的一者驱动。输送带3将需要涂覆的工件从三维零件检测装置18输送到涂料喷射机器人6并且然后输送到表面喷射机8（参见输送带3上的箭头）。在以下涂覆过程中，完全涂覆的工件由输送带3输送。
涂料清除装置11（paint removal apparatus）具有刮擦装置19（scrapingdevice）以清除输送带3上多余的涂料。涂料清除装置11设置于输送带3的下方。
还设置加湿装置23（moistening apparatus）和后清理装置17（post-cleaningapparatus），该加湿装置23位于涂料清除装置11之前。
使用三维或二维零件检测装置18首先能够准确地测量需要涂覆的工件13，以在后续的涂覆过程中能够最佳地准确地涂覆工件而避免浪费大量的涂料。
从三维或二维零件测量装置所确定的测量数据/数值开始，涂料喷射机器人6能够被合适的技术装置开动以涂覆工件13。涂料喷枪9也能够根据涂料喷射机器人6或其多节臂7的位置而定位。此处的工件13具有方形的几何体。方体的需要涂覆的全部表面包括工件13的4个侧面14a至14d（图3）和顶面15（图3）。
喷射机器人3、多个臂7和喷枪9均根据需要涂覆的侧面14而定位。
对工件13的侧面14的涂覆过程发生在连续流动操作中，即由第一尾滑轮4和第二尾滑轮5驱动的输送带3以匀速移动。
一旦侧面14涂覆完毕，就开始使用表面喷射机8。表面喷射机8具有带有表面喷嘴21的表面喷射装置（图2）。根据三维零件测量装置18所确定的测量数据/数值，表面喷嘴21能彼此独立地运行（actuated）。表面喷射装置设置为几乎平行于输送带3的表面，以在连续流动操作中对工件13的顶面15进行涂覆。
进而，表面喷嘴21和工件13的需要喷射的各自的顶面15之间的距离可以通过机械的或液压的工具（未示出）进行调节。
在涂覆过程中，除了实际上需要涂覆的工件13外，输送带3也会被涂料喷射。为了能够在粘附在输送带3上的涂料变干之前将其清除，首先使用加湿装置23将涂料加湿（参见虚线24）。
将输送带上的涂料加湿之后，使用涂料清除装置11的刮擦装置19将湿润的涂料刮掉/清除（参见涂料的下降线20）。
然后清除掉的涂料收集到涂料收集器12中并能够返回到涂料循环，因此返回到涂料喷射机器人6和/或表面喷射机8。
通过使用设置在涂料清除装置11之后的后清理装置17，能够将输送带上未能清除的涂料清除掉。
图2是图1中根据本发明的用于涂覆工件的装置的主视图。
除了图1中描述的零件，图2中显示了喷射机器人6的辅助轴10（auxiliary shaft）和表面喷射机8的表面喷嘴21。在涂覆涂料时，表面喷嘴21设置为根据工件13来回移动而运动。
辅助轴10用于使涂料喷射机器人沿着平行于输送带3的输送方向移动，以涂覆工件13的相应的侧面14。
剥离装置19（stripping means）的长度小于输送带3的宽度。藉此可以排除剥离装置19与输送带3的边缘之间的接触。
另外，沿着输送带3的纵向面延伸的盖子（未示出）设置在输送带3的两侧。这样能够阻止涂料涂覆到输送带3的边缘区域。因此，避免污染输送带3上的这些区域。为了清晰起见，加湿装置23未示出。
图3是图1中工件的第一示意图。方体工件13具有底面、顶面15和4个侧面14a至14d。工件13的4个边在下文中由字母A到D标记。
边A和B为面14a的边，边B和C为面14b的边，边C和D为面14c的边，且边D和A为面14d的边。
所有侧面14a至14d由涂料喷射机器人6涂覆直至底面，且顶面15由表面喷射机8涂覆。
图4是图1中带有凹槽的工件的第二示意图。相对于图3中描述的方体工件，图4中的工件13也具有凹槽。
凹槽具有内轮廓面16a至16d。边E和F为面16a的边，边F和G为面16b的边，边G和H为面16c的边，且边H和E为面16d的边。
图5是在使用根据本发明的图1的装置的涂料喷射机器人进行涂覆的过程中，图3中工件的第一俯视图。
在图5的俯视图中显示工件13（根据图3）的顶面15和输送带3的部分。
涂料喷射机器人6从边A沿顺时针方向开始依次经过B、C、D又回到A将涂料涂覆到工件13的表面上以涂覆工件13的侧面14a到14d。也可能沿逆时针方向将涂料涂覆到工件13的表面上。
因此，使用辅助轴10能够沿着输送带3的纵向面移动涂料喷射机器人6。
图6是在使用根据本发明的图1中的装置的涂料喷射机器人进行涂覆的过程中，图4中工件的第二俯视图。
图6的俯视图中显示工件13的顶面15和输送带3的一部分。根据图4工件13也具有凹槽。
涂料喷射机器人6从边E开始顺指针方向经过边F、G和H又回到E将涂料涂覆到表面上，以涂覆工件13的内轮廓面。
因此，使用辅助轴10能够沿着输送带3的纵向面移动涂料喷射机器人6。
图7是在使用根据本发明的图1中的装置的两个涂料喷射机器人进行涂覆的过程中，图3中工件的第三俯视图。
图7中的俯视图显示工件13的顶面15和输送带3的一部分。
除了边A、B、C和D，工件也具有点I和J。
相对于图5和图6中描述的涂料喷射机器人6，图7中使用了两个涂料喷射机器人。两个涂料喷射机器人沿着输送带3的纵向面彼此相对设置。
第一涂料喷射机器人从边A沿着逆时针方向开始涂覆工艺，沿着从边D到边C的方向涂覆，以涂覆工件的侧面14d和14c。
第二涂料喷射机器人从边A沿着顺时针方向开始涂覆工艺，沿着从边B到边C的方向涂覆，以涂覆工件的侧面14a和14b。
因此，使用辅助能够沿着输送带3的纵向面移动涂料喷射机器人。
通过根据本发明的用于涂覆工件的装置，可以提供一种紧密装配的单元，该单元由简单的技术结构构造，能够实现准确涂覆涂料且进一步取得改善的涂料回收。

Claims (11)

1.用于涂覆工件的装置（1），包括：
带式输送机（2），该带式输送机（2）可驱动地旋转，用以输送需要涂覆的工件（13）；
至少一个涂料喷射机器人（6）和
至少一个表面喷射机（8）；
其中，所述涂料喷射机器人（6）设置为涂覆所述工件（13）的侧面（14）和/或顶面（15），和所述表面喷射机（8）设置为涂覆所述工件（13）的顶面（15）和/或侧面（14）。
2.根据权利要求1所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述涂料喷射机器人（6）设置为涂覆所述工件的内轮廓面（16）。
3.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述涂料喷射机器人（6）具有至少一个喷枪（9）。
4.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述喷枪（9）为绕多个轴线可移动。
5.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述涂料喷射机器人（6）为沿至少一个附加的辅助轴（10）可移动。
6.根据权利要求1所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述表面喷射机（8）具有至少一个表面喷射装置（21）。
7.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，在所述带式输送机（2）的下游设置有涂料清除装置（11）和/或后清理装置（17）。
8.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述涂料喷射系统（1）的上游设置有三维或二维零件检测装置（18）。
9.根据前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），其中，所述装置能够以分批操作或在连续流动中操作的方式运行。
10.包括用于涂覆工件的装置（1）的方法，所述用于涂覆工件的装置（1）为前述的任一项权利要求所述的用于涂覆工件的装置（1），该方法包括以下步骤：
使用所述三维零件检测装置（18）检测所述工件（13）；
开动所述涂料喷射机器人（6）；
使用所述涂料喷射机器人（6）将涂料涂覆到所述工件（13）的侧面（14）和/或顶面（15）和/或内轮廓面（16）；
开动表面喷射机（8）并且
使用所述表面喷射机（8）将涂料涂覆到所述工件（13）的顶面（15）和/或侧面（14）。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：
使用下游的所述涂料清除装置（11）将所述输送带（3）上的残留涂料清除；
将清除的涂料返回到涂料回收系统。
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