CN105457818B - 用于将涂料施加到产品的设备 - Google Patents
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Abstract
用于将涂料施加到产品的设备。一种用于涂装产品的设备(1)包括：输送系统(2)；用于施加涂料的至少一个装置(4)，所述至少一个装置(4)被固定到穿梭臂(5)；至少一个抽吸系统；以及均压室(3)，所述均压室(3)被设置有与所述产品的前进方向(D)垂直的纵轴(A)。所述穿梭臂(5)具有与所述均压室(3)的形状至少部分互补的形状。
Description
技术领域
本发明涉及用于将涂料施加到产品、特别是具有基本平坦区域的产品的设备的技术领域，该设备在市场上被已知为喷漆室。本发明涉及穿梭臂(shuttling arm)，在不缩小本说明书的范围的情况下，以下描述将对其作出明确参考。
背景技术
已知喷涂室，这些喷涂室包括用于喷涂要涂装的产品的可移动自动装置(往复机构、传送带、旋转臂)，并且还包括用于使产品沿着前进方向在喷涂室内部前进的输送系统。当产品处于涂装区域中时，自动喷涂装置在产品的前进期间施加涂料。
喷涂涂料应用使得并非所有涂料击中产品；未被施加到产品的涂料部分地终止在产品输送系统上，并且部分地悬浮在喷涂室本身的空气中。该最后部分的喷射涂料被称作过喷涂物(overspray)，并且由喷涂室抽吸系统部分地拦截。
未被拦截的过喷涂物易于污染喷涂室内壁，聚集在这些喷涂室内壁上达到损害制造质量的程度，并且导致被涂装的产品的大量浪费。因此，喷涂室本身的昂贵的维护和清洁变成强制性的。
还由于由抽吸系统本身产生的气流，由抽吸系统拦截的过喷涂物也被引导朝向喷涂室的过滤器。在该路径中，由于气流从均压室(plenum)的排出，过喷涂物以更适当的方式得到控制。
最近，本申请人提交了专利申请EP2808091，如图10和图11中例示，该专利申请EP2808091公开了一种喷涂室12，其中设置有：输送系统13，其在前进方向D上输送产品14；以及弯曲(特别是半圆柱形)的均压室15，其具有与产品14的前进方向D垂直布置的纵向对称轴Y。抽吸装置16被设置在输送系统13的两侧。喷涂室还包括两个喷涂装置17，这两个喷涂装置17被布置在相应的穿梭臂(其未被例示)上，这些穿梭臂可滑动地布置在相应的导向件(其未被例示)上。这些导向件与均压室15的纵向对称轴Y平行，并且被分别固定到喷涂室的侧壁。喷涂装置17因此被布置成彼此面对，以从喷涂室的相对侧喷射涂料，喷涂装置17优选地被布置在相同的高度处，并且均相对于要涂装的产品的部分凭借喷涂室的控制系统沿着相应的导向件通过相应的臂移动，诸如以沿着与均压室15的纵向对称轴Y平行的相应的纵轴在导向件中平移。
均压室15与舱12的抽吸装置16组合产生气旋，该气旋使得出现包含过喷涂物的现象。
然而，已经发现喷涂装置沿着喷涂室的侧壁的滑动能够在未被施加的涂料的气旋中产生湍流，并且能够导致该涂料沉积在喷涂室内部的壁的多个部分上。
本申请人继续探究以进一步地改进对过喷涂物的控制，并且因此限制在涂装操作期间喷涂室的污染。
发明内容
本发明力求提供一种具有进一步改进的清洁特征的喷涂室。
本发明的另外的目的是提供一种几乎不需要繁琐的喷涂室清洁/维护操作的喷涂室。
该目的利用具有独立权利要求的特征的设备来实现。在其从属的权利要求中详细说明有利的实施方式和改进。
该目标通过根据本发明的均压室与喷涂装置的支承臂的组合来实现，根据本发明，所述臂具有与所述均压室的形状至少部分互补的形状。
尽可能类似于均压室的形状的穿梭臂的形状意指穿梭臂在不干扰气旋本身的情况下遵循由均压室和抽吸系统之间的组合产生的气旋的形状。
有利地，穿梭臂尽可能接近地附接到均压室，特别地，穿梭臂与均压室的距离在5mm至150mm的范围内，正好尽可能多地避免干扰气旋。
更有利地，穿梭臂具有关于均压室的纵向对称轴对称的形状，并且通过中心部固定到支承元件，这些支承元件进而被固定在均压室的对称轴处。
换言之，仍然更有利地，穿梭臂由均压室的上部中心区域支承，并且遵循均压室的形状，以将涂料从顶部到底部喷涂在产品上，使得过喷涂涂料被由均压室排出的气流击中，并且在由均压室和抽吸系统之间的组合产生的气旋中被输送，而不干扰气旋。
如果均压室具有弯曲形状，特别是半圆柱形，并且如果穿梭臂因此具有弯曲形状，特别是与均压室的形状至少部分互补的基本上半圆柱形，并且如果此外穿梭臂被定位成尽可能接近地附接到均压室，则获得又一优点。该特定实施方式使得能够有效地控制喷涂室内部的过喷涂物，这是因为均压室的中心顶部使由抽吸系统产生的气旋保持低，并且均压室的侧壁维持朝向喷涂室的中心压缩的气旋，穿梭臂不干扰气旋。
本发明的优点是由于对过喷涂物流的控制的改进得到的。这具有多个结果：
更清洁的涂装处理，其对于最终用户来说转变成更少数目的浪费的涂装部件；
-需要对喷涂室的更少的清洁与维护；
-对由抽吸系统排出的空气的更低的消耗，以获得过喷涂物控制(每时间单位更低次数的换气)；
-更多部分的涂料最终达到要涂装的部件上；
-产生更少量的过喷涂物，所述过喷涂物由抽吸系统按照更高效的方式拦截。
附图说明
下面将借助于附图通过非限制性示例的方式在其实施方式中的一个中公开本发明，附图示出：
图1是喷涂设备在与产品的输送系统垂直并且与产品的前进方向平行的平面上的正面示意图，为了清楚起见，去除了一些部件；
图2是喷涂设备的均压室和以及固定有用于施加涂料的至少一个装置的穿梭臂的立体底部图；
图3是图2中的均压室的进一步的立体图；
图4是图2的均压室的一部分的另一个立体和示意的图，其中，为了清楚起见，已去除一些部件，以示出穿梭臂以及穿梭臂的移动装置，穿梭臂包括穿梭臂的支承元件、穿梭臂的传动机构以及使穿梭臂运动的带；
图5是根据与产品的输送系统垂直并且穿过均压室的纵轴的平面的图2的稳压室的示意性截面图；
图6是图5的详细视图，以示出穿梭臂以及穿梭臂的移动装置；
图7是根据与产品的输送系统垂直并且还与均压室的纵轴垂直的平面的图2的稳压室的示意性截面图，以正面地示出穿梭臂；
图8是设置有用于调整涂料施加装置的位置的调整导向件的穿梭臂的端部的细节的立体图；
图9是喷涂设备的控制系统的示意图；
图10是示出未被施加的涂料的气旋的根据现有技术的喷涂设备的轴侧图；
图11是根据现有技术的喷涂设备的沿着与产品的输送系统垂直并且与产品的前进方向平行的平面的截面图。
具体实施方式
在本说明书中，由相同的标号指示对于例示的各种示例共有的相似的元件。
根据已在图1至图9中例示的内容，已经用1例示了用于涂装产品(其未被例示)的设备，该设备还通常被已知为喷涂室。产品还可以例如具有基本平坦区域。
设备1包括平坦的输送系统2(在图1中示出)、以及被固定到穿梭臂5的至少一个涂料施加装置4、至少一个抽吸系统(未示出)、以及被设置有与产品的前进方向D垂直的纵轴A的均压室3。特别地，图2中示出的纵轴A是对于均压室3本身的纵向对称轴。
均压室3适用于吹气，而抽吸系统适用于抽吸未被施加的涂料，使得由均压室3排出的空气与由抽吸系统抽吸的空气组合能够产生气旋7(图1)，气旋7均匀地分布并且受到控制，使得悬浮在涂装区域中的涂料颗粒不累积在喷涂室的壁上，这是因为这些涂料颗粒由抽吸系统有效地抽吸。
用于施加涂料的装置4包括至少一个喷枪20。
在图1至图9中示出的实施方式中，每个涂料施加装置都包括多个喷枪20(例如，如图2至图4中的四个喷枪或者如图5至图8中的两个喷枪20)。喷枪的数目根据要执行的涂装的类型以及根据要涂装的产品的类型来选择，为此原因，在这些附图中示出了两个喷枪20或者四个喷枪20涂料施加装置。喷枪20面对设备1的涂装区域。
穿梭臂5具有与均压室3的形状至少部分互补的形状。
均压室3通常具有凹形，并且附图示出了弯曲形状的均压室3。
然而，可以针对均压室提供另选的实施方式(其未被例示)，这是因为例如均压室3能够通过连续的多面体表面或者通过具有至少一个弯曲部的连续表面而形成。
穿梭臂5可以具有与均压室3的形状完全互补的形状，从这个意义上讲，如将在下面更详细地看出的，穿梭臂5能够完全地遵循均压室3的轮廓，或者可以具有与均压室3的形状近似的形状，遵循均压室3的轮廓。
穿梭臂5是中空的，并且输送涂料8的管和输送压缩空气9的管二者在内部延伸，涂料8和压缩空气9由涂料施加装置4接收，以将涂料喷涂在要喷涂的产品上。
另外，穿梭臂通过表面加工被例如覆盖，这使得能够容易地清洁穿梭臂。
喷涂设备1还包括至少在图2至图7中详细示出的带6，带6使穿梭臂5运动，带6的宽度和位置使得能够封闭穿梭臂5的支承元件在其中滑动的缝隙21，以至于涂料颗粒不能进入穿梭臂5的传动机构(其未被例示)中。
应该注意的是，如将在下面更好地看出的，带6被布置在均压室3的中心纵轴处，均压室3关于该中心纵轴是对称的。
支承元件支承穿梭臂5的中心部5a。
支承元件包括管状细长支承件22和滑架(carriage)23。穿梭臂5的中心部5a被固定到滑架23，滑架23通过一对滑瓦由管状支承件22滑动地支承，并且被固定到使穿梭臂5运动的带6。当带6由驱动装置(其未被例示)驱动以驱动穿梭臂5时，带6拖曳在管状支承件22上滑动的滑架23，特别地，滑架的滑瓦在管状支承件22的滑动轨道24(图4、图5、图6)上滑动。
包括带6、管状支承件22、滑架23和传动机构(其未被例示)的穿梭臂5的移动装置使得穿梭臂5能够从均压室3的一个纵向端移动到相对的纵向端。
详细地，管状支承件22跨均压室3的整个纵向范围延伸，并且滑动轨道24跨管状支承件22的整个长度延伸，使得能够通过带6使滑架23从均压室3的一个纵向端到相对的纵向端跨均压室3的整个纵向范围滑动。
管状支承件22被布置在均压室3的纵向对称轴处。
在均压室3中获得细长支座25，以容纳穿梭臂5的支承元件和传动元件。
还在穿梭臂5的中心部5a的两侧上布置一对细长元件26，并且在中心部5a的两侧之间限定由带6封闭的缝隙21，带6因此防止涂料颗粒进入容纳穿梭臂5的支承元件和传动机构的支座25中。
优选地，设备1包括两个涂料施加装置4，并且穿梭臂5包括布置在中心部5a的相对侧上的两个侧部5b。
每个侧部5b都具有与均压室3的形状至少互补的形状，并且进一步地支承相应的涂料施加装置4。
每个侧部5b还具有被设置有用于调整相应的涂料施加装置4的位置的调整导向件的端部，涂料施加装置4在调整导向件中的位置能够以垂直的方式(使涂料施加装置4朝向或远离要涂装的产品移动)以及以水平的方式(即，使涂料施加装置4朝向彼此或远离彼此移动)这两种方式来调整。实际上，涂料施加装置4包括板10，板10支承喷枪20并且被可滑动地固定在垂直导向件11上，并且由于喷枪20被可滑动地安装在使得喷枪20能够朝向彼此或者远离彼此滑动的相应的水平导向件(其未被例示)上，因此能够调整喷枪20在板10上的位置。
因为能够根据彼此正交的两个旋转轴调整每个喷枪20，所以能够进一步地调整每个喷枪20关于涂装区域的定向。
除了中心部5a之外，每个侧部5b也是中空的，以在内部容纳输送涂料8的管和输送压缩空气9的管。另外，每个侧部5b都包括相应的用于涂料的过滤器27，该过滤器27布置在垂直导向件11内部，以过滤被输送到喷枪20的要施加的涂料。过滤器27位于喷枪20的上游。
过滤器27被可拆卸地布置在垂直导向件11的下端处，以使得维修工能够接近并且容易地拆卸过滤器27。
穿梭臂5的侧部5a由连接在一起(例如，接合和/或焊接)的多个中空管状元件28形成，这使得能够在维持有限的成本的同时形成期望刚度的穿梭臂。
关于这一点指出的是，通过借助于直线管状元件28形成侧部，能够进一步地限制成本，但是在该情况下，如果均压室具有弯曲形状，则穿梭臂的形状仅能够近似均压室3的弯曲形状，总之遵循均压室3的轮廓，具有与均压室3的形状至少部分互补的形状。
由于穿梭臂5的侧部5b关于穿梭臂5的中心部5a对称，因此穿梭臂5具有与均压室3的纵向对称轴A平行的对称轴。
从实验测试显示，当穿梭臂5优选地被可滑动地固定在均压室3的纵向对称轴A处并且关于对称轴A或者关于与纵向对称轴A平行的轴对称时，通过遵循均压室3的轮廓的穿梭臂5的轮廓来改进过喷涂物的向下流动。
有利地，如图1至图8中示出，穿梭臂5尽可能多地附接到均压室，并且由此穿梭臂5离均压室具有包括在5mm至150mm之间的范围内的距离。特别地，尽可能多地附着到稳压室的穿梭臂5的侧部5b在离均压室包括在5mm至150mm之间的范围内的距离处。
此外，均压室具有凹形，特别地，均压室是弯曲的，更特别地，均压室为半圆柱形。
如前所述，穿梭臂5附接到均压室3的位置、均压室3的半圆柱弯曲形状、以及遵循半圆柱形均压室的轮廓的穿梭臂5的形状之间的结合意指存在喷涂室的最大喷涂效率，改进了过喷涂物从喷涂室1的向下流动。
喷涂设备1包括控制系统，该控制系统包括：检测装置29，其用于检测要涂装的产品的尺寸；以及涂装控制装置30，其适用于基于由检测装置29检测的尺寸来调整穿梭臂5的行程。为了计算穿梭臂5的行程，控制装置30计算管状支承件22的第一端位置和第二端位置，穿梭臂5将在管状支承件22的第一端位置和第二端位置之间沿着两个移动方向移动。
此外，控制装置30还适用于调整穿梭臂5在管状支承件22中(特别是在滑动轨道24中)的滑动速度，以通过减少涂装所需的时间来优化产品的涂装。
在图9中，穿梭臂5的行程由31指示，而穿梭臂5的移动速度由32指示。
在使用时，输送系统2使要涂装的产品前进到喷涂装置的内部，并且当产品处于涂装区域中时，控制装置30基于由检测装置29检测的尺寸来建立针对产品的涂装计划，并且因此在管状支承件22中设立第一端移动位置和第二端移动位置，以限定穿梭臂5的行程31以及该移动将行进的速度32。
由于穿梭臂5适用于在每个产品前进期间喷涂涂料，因此穿梭臂5的移动以及因此涂装的激活必须与输送系统2的前进速度同步。
为了根据由控制系统30设立的行程31使穿梭臂5移动，激活带6的驱动装置，带6被固定到滑架23，滑架23被进而固定到臂5的中心部5a，通过使臂5在管状支承件上滑动来拖曳臂5。
现在例示图1的本发明的优选实施方式。
图1示出在与将要涂装的产品的前进方向平行的平面上的喷涂室1的内部的截面。
在喷涂室1的内部存在用于输送产品(其未被示出)的输送系统2、至少一个涂料施加装置4(例如，喷枪)、以及具有半圆柱形的喷涂室的均压室3，该均压室3具有与产品的前进方向(由粗箭头示出)垂直的轴。
在输送系统2的横向，存在两个抽吸罐(未示出)，每侧存在一个抽吸灌，抽吸过喷涂物。
均压室3是分布气流的顶蓬，能够产生均匀分布并且受控的气流。流入和抽吸的流与均压室的形状一起的组合使得能够产生气旋7(以呈螺旋形的箭头的形式示出)，气旋7具有与要涂装的产品的前进方向垂直的轴。
支承至少一个涂料施加装置4的穿梭臂5具有与均压室3的形状互补的弯曲形状，以尽可能少地干扰气旋7。
支承涂料施加装置4的臂5沿着与产品的前进方向垂直并且与气旋7的轴平行的方向在喷涂室1内部来回地穿梭。
臂5和均压室3的互补形状、以及臂5和均压室3之间的最小距离使得来自均压室的气流能够保持臂本身清洁，减少了由于过喷涂物导致的臂的污染。
臂5优选地具有尽可能多地减少机器(并且特别是涂料施加装置4)的振动的刚性，从而防止可能的污染颗粒落到产品上。
臂5的形状和尺寸使得能够确保期望刚性。
在优选实施方式中，由通过激光3D切割并且随后焊接在一起的管来产生臂5。臂5可以由钢、铝、碳、或者使得能够在维持高刚度的同时减少重量的复合材料制成。
优选地，臂5通过能够抗溶剂的表面加工而受到保护，允许容易清洁(例如，Teflon)。
在优选实施方式中，臂5是中空的，允许输送涂料和压缩空气的管穿过，这对于涂料施加装置4起作用是必须的。在图1中，向装置4输送涂料8的管和输送压缩空气的管9是可见的。在臂5内部容纳涂料和压缩空气管允许喷涂室1内部的更整洁的布置，并且使得能够获得能够与过喷涂物接触的更少数目的表面。
带6使臂5运动。带6的宽度和位置使得能够封闭臂5的支承元件所在的缝隙，以至于涂料颗粒不能进入喷涂室上方的传动机构，并且可能的脏颗粒不能回落到喷涂室内部以及落在产品上。
通过带使喷涂室密封的这种系统还防止形成可能损害气旋7的正确形成的气流。
臂5的行程是可调整的：能够将其穿梭设置在能够根据要涂装的产品而限定的两个点之间；在优选实施方式中，由于存在检测产品的尺寸的传感器，因此该调整是自动的。
臂5的速度是可调整的：该调整基于输送系统2的前进速度以及像例如涂料的种类或者所使用的枪的种类这样的其它因素而发生。
由于存在使得枪能够远离或者朝向要涂装的产品移动的垂直调整导向件11，因此能够在高度上调整被固定到板10上的枪的位置。
此外，板10使得能够甚至在前进部件的方向上水平地调整用于施加涂料的枪的位置(枪能够朝向彼此或者远离彼此移动)。
能够根据彼此正交的两个旋转轴来调整枪，一个旋转轴(垂直轴)与输送系统2垂直，并且一个旋转轴(水平轴)与枪本身的轴垂直。
在导向件11内部，在喷涂装置的上游，容纳有用于涂料的过滤器，这使得能够拦截在要涂装的涂料中可能存在的杂质或凝块，从而防止喷嘴阻塞并且确保均匀的涂料施加。
用于施加涂料的枪可以由任意其它商业类型的喷漆装置替换。
Claims (19)
1.一种用于涂装产品的设备(1)，所述设备(1)包括：输送系统(2)；用于施加涂料的至少一个涂料施加装置(4)，所述至少一个涂料施加装置(4)被固定到穿梭臂(5)；至少一个抽吸系统；均压室(3)，所述均压室(3)被设置有与所述产品的前进方向(D)垂直的纵轴(A)，其中，所述均压室(3)为半圆柱形，其特征在于：所述穿梭臂(5)具有与所述均压室(3)的形状至少部分互补的形状。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述穿梭臂(5)是中空的，并且向所述涂料施加装置(4)输送涂料(8)和压缩空气(9)的管在所述穿梭臂(5)内部延伸。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述穿梭臂(5)被涂覆使得能够容易地清洁所述穿梭臂(5)的表面加工材料。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述表面加工材料是
5.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备还包括：带(6)，所述带(6)使所述穿梭臂(5)运动，所述带(6)的宽度和位置使得允许所述穿梭臂(5)的支承元件(22、23)在其中滑动的缝隙(21)封闭，从而防止涂料颗粒进入所述穿梭臂(5)的传动机构。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述支承元件(22、23)支承所述穿梭臂(5a、5b)的中心部(5a)。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述带(6)被布置在所述均压室(3)的纵向对称轴(A)处。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述支承元件(22、23)包括管状元件(22)和滑架(23)，所述穿梭臂(5)的所述中心部(5a)被固定到所述滑架(23)，并且所述滑架(23)由所述管状元件(22)可滑动地支承并且被固定到使所述穿梭臂运动的所述带(6)，所述管状元件(22)跨所述均压室(3)的整个纵向范围延伸，以使得所述穿梭臂(5)能够从所述均压室(3)的一个纵向端移动到相对的纵向端。
9.根据权利要求6所述的设备，所述设备还包括：支座(25)，所述支座(25)在所述均压室(3)中获得，以容纳所述穿梭臂(5)的所述支承元件(22、23)和传动元件；以及一对细长元件(26)，所述一对细长元件(26)被布置在所述穿梭臂(5)的所述中心部(5a)的两侧，在所述一对细长元件(26)之间限定由所述带(6)封闭的所述缝隙(21)。
10.根据权利要求6所述的设备，所述设备包括两个涂料施加装置(4)，所述穿梭臂(5)还具有关于所述中心部(5a)布置在相对侧上的侧部(5b)，每个侧部(5b)具有与所述均压室(3)的所述形状至少部分互补的形状，并且支承相应的涂料施加装置(4)。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，每个侧部(5b)还具有被设置有用于调整所述相应的涂料施加装置(4)的位置的调整导向件(10、11)的端部，所述涂料施加装置(4)在所述调整导向件(10、11)中的位置通过使所述涂料施加装置朝向或者远离要涂装的所述产品移动而能垂直地调整，并且通过使所述涂料施加装置朝向彼此或远离彼此移动而能水平地调整。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，每个侧部包括用于所述涂料的相应过滤器(27)，所述过滤器(27)布置在所述调整导向件(10、11)的垂直导向件(11)内部，以过滤要施加的所述涂料。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述过滤器(27)被可拆卸地布置在所述垂直导向件(11)的下端处。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的设备，其中，所述穿梭臂(5)具有与所述均压室(3)的纵向对称轴(A)平行的对称轴，所述穿梭臂(5)的所述侧部(5b)关于所述穿梭臂(5)的所述中心部(5a)对称。
15.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述穿梭臂(5)具有在不影响其移动性的情况下尽可能接近地附接到所述均压室(3)的位置。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述穿梭臂(5)具有离所述均压室(3)包括在5mm至150mm之间的范围内的距离。
17.根据权利要求1或2所述的设备，所述设备包括用于检测要涂装的所述产品的尺寸的检测装置(29)以及所述涂装的控制装置(30)，所述控制装置(30)适用于基于由所述检测装置(29)检测的所述尺寸来调整所述穿梭臂(5)的行程(31)。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述控制装置(30)适用于调整所述穿梭臂(5)的速度(32)。
19.一种用于涂装具有基本平坦区域的产品的设备(1)，所述设备(1)包括：输送系统(2)；用于施加涂料的至少一个装置(4)，所述至少一个装置(4)被固定到穿梭臂(5)；至少一个抽吸系统；喷涂室的均压室(3)，所述均压室(3)具有半圆柱形，所述半圆柱形具有与所述产品的行进方向垂直的轴，其特征在于，所述穿梭臂(5)具有与所述均压室(3)的形状互补的弯曲形状，并且所述穿梭臂(5)的位置在不损害其移动性的情况下尽可能地接近所述均压室(3)。
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