DE10149424A1 - Maschine für das automatische Anstreichen von Platten oder anderen Gegenständen - Google Patents

Abstract

Im Inneren einer Arbeitszelle (1) einer Anstreichmaschine mit einem Roboterkopf (13) ist auf derselben Führung (5) für die Längs- und vertikalen Bewegungen des Kopfes ein zweiter Zusatzanstreichkopf (19) ähnlich dem Roboterkopf vorgesehen, aber konstruktiv vereinfacht, um nur Oszillationsbewegungen für Arbeiten einfacher Art durchzuführen. Der Zusatzsprühkopf ist an einem Ende der Zelle befestigt, wenn die Maschine mit dem Roboterkopf (13) auf stationär in derselben Zelle angeordnete Platten arbeiten bzw. einwirken soll. Wenn sie andererseits auf laufende Platten einwirken soll, wird der Zusatzkopf (19) zu einer vorgewählten Zwischenstelle derselben Zelle bewegt, während der Roboterkopf (13) in einem Abstand von dem Zusatzkopf angeordnet und angehalten wird, der variabel und auf die Bahngeschwindigkeit der Platten sowie die Oszillationsgeschwindigkeit quer zu denselben Platten beider Köpfe korreliert ist, deren Strahlsysteme nun zur Durchführung eines einfachen Anstrichs betätigt werden. Vorzugsweise ist der Roboterkopf mit vier Strahlsystemen (14) versehen zur Durchführung einfacher Arbeiten und mit einem Strahlsystem (14') für die Endbearbeitung komplexer Kanten, während der Zusatzkopf (19) für die Durchführung einfacher Arbeiten mit nur vier Strahlsystemen (14) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft Maschinen zum automatischen Anstreichen oder Bemalen bzw. Färben von Platten oder anderen flachen Gegenständen mit einer einfachen oder komplexen Gestalt, die auf der flachen Oberfläche gefärbt, angestrichen oder bemalt werden sollen, notwendigenfalls auch auf den Kanten.

In diesem Industriesektor lehrt der Stand der Technik die Verwendung von Sprühmaschinen, die in der Lage sind, auf Platten mit einer einfachen Gestalt in Längsbewegung innerhalb einer Zelle ein­ zuwirken, woraufhin dieselben Platten sich abwechselnd in einer Querrichtung mit einer gewöhnlich bestimmten Oszillationsbewegung bewegen, wobei zwei Arbeitsköpfe mit einem voreingestellten Abstand zwischen ihnen angeordnet und mit verschiedenen Strahlsystemen versehen sind, die in solcher Weise ausgerichtet sind, daß ein Sprühen der Farbe sowohl auf die flache Oberfläche als auch auf die seitlichen Kanten und auf die vorderen und hinteren Frontkanten der Platten ermöglicht wird. Die relativen Parameter im Hinblick auf die Laufgeschwindigkeit der Platten, die Verschiebege­ schwindigkeit der Sprühköpfe, der Abstand zwischen den Köpfen und die Relativposition der Strahl­ systeme sind zwischen ihnen in solcher Weise in Beziehung gesetzt, daß der Kopf, welcher schließ­ lich auf die Platte einwirkt, auf die Teile der Oberfläche derselben Platte einwirkt, die von dem ersten Kopf noch nicht bearbeitet worden sind, um eine gleichmäßig verteilte Bemalung bzw. Anstrich zu realisieren. Diese Maschinen sind geeignet für den Anstrich von Platten mit Kanten ohne mit Aus­ nehmungen versehene Teile, stellen eine Arbeit guter Qualität sicher und sind entsprechend der verwendeten Strahlsysteme zu einer hohen Produktivität in der Lage mit einem Vorlauf des Produk­ tes, der nahezu zwischen zwei und acht Metern pro Minute variabel ist.

Für den Anstrich von Platten mit komplexer Gestalt lehrt der Stand der Technik die Verwendung von Maschinen mit Strahlsystemen, die auf einem mit einem Roboter versehenen Kopf angebracht sind, welcher längs der Längsachse der Zelle, in Querrichtungen, vertikalen Verschiebungen laufen und Rotationen längs einer vertikalen Achse durchführen kann, notwendigenfalls auch auf einer vertika­ len Achse. Auf diesem Kopf sind Strahlsysteme angebracht, die Arbeiten eines einfachen Anstriches über einer Anstreichmaschine der oben genannten Art und Strahlsysteme durchführen können, die für das Anstreichen von Kanten mit einer komplexen Gestalt gedacht sind.

Diese Maschinen können auf zwei unterschiedliche Arten arbeiten. Der Kopf kann betätigt werden mit den Strahlsystemen, die für die Durchführung einfacher Arbeiten verwendet und veranlaßt wer­ den können, quer zu dem Arbeitsstück zu oszillieren, welches sich im Durchlauf befindet, und in diesem Fall sind Produktionen möglich, die im wesentlichen auf die Hälfte bezüglich der Anstrich­ maschinen mit zwei Köpfen, wie oben erwähnt, reduziert sind, und sie können von etwa zwei bis vier Meter pro Minute variiert werden. Wenn die Werkstücke ansonsten eine komplexe Gestalt ha­ ben, werden dieselben im Inneren der Zelle angeordnet und angehalten und werden von dem Kopf angestrichen, der sich in den unterschiedlichen Richtungen X und Y bewegt und von welchem in der richtigen Phase auch die Strahlsysteme betätigt werden, welche für die komplexe Gestalt notwendig sind, welche für die Kanten gedacht sind. Die Gestalt des Werkstückes wird mittels einer Barriere von Photodioden am Eingang der Zelle aufgezeichnet oder wird mittels einer CAD-Zeichnung einem am Kopf befindlichen Prozessor zugeführt. In diesem Fall ist die Maschine in der Lage, Arbeiten mit hoher Qualität sicherzustellen.

In vielen Industriebereichen ist es manchmal notwendig, Arbeiten einfacher Art und mit hoher Pro­ duktion und manchmal Arbeiten komplexer Art durchzuführen, so daß in demselben Betriebsraum gleichzeitig beide oben genannten Maschinen vorhanden sein sollten mit den Problemen der Ge­ samtabmessungen und mit den erheblichen Installationskosten und denen der Betriebstätigkeit, was hinderlich wird, wenn die beiden Maschinen in einer diskontinuierlichen Weise arbeiten.

Die Erfindung beabsichtigt, diesen Nachteilen des Standes der Technik durch Verwendung der fol­ genden Lösungsidee zu begegnen. Im Inneren der Sprühzelle einer mit Roboter versehenen Ma­ schine der oben genannten zweiten Art ist ein zweiter Zubehörkopf angeordnet, der ähnlich dem Roboterkopf ist, aber konstruktiv vereinfacht, so daß er in der Lage ist, nur Oszillationsbewegungen für Arbeiten einfacher Art durchzuführen. Der zweite Kopf wird am Ende der Zelle immer dann an­ gehalten, wenn die Maschine mit dem Roboterkopf auf die stationären Platten einwirken muß. Im­ mer wenn statt dessen die Maschine auf sich bewegende Platten einwirken muß, wird der Zusatz­ kopf zu einer festen und vorbestimmten Zwischenstelle der Zelle bewegt, und der Roboterkopf wird automatisch positioniert und in einem Abstand vom Zubehörkopf variabel und korreliert auf die Lauf­ geschwindigkeit der Platten und die Oszillationsgeschwindigkeit quer zu den Platten beider Köpfe angehalten, deren Strahlsysteme nun zur Durchführung einfacher Arbeiten aktiviert werden mit einer Produktionsleistung, die im Schnitt von zwei bis acht oder Metern pro Minute variabel ist. Die zwei Köpfe oszillieren nun in synchroner Weise mit derselben Geschwindigkeit.

Die Merkmale der Erfindung und ihre Vorteile ergeben sich klar aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, in denen ist:

Fig. 1 eine schematische und Seitenansicht der Maschine;

Fig. 2 eine perspektivische Anordnung der Sprühstrahlsysteme auf dem Roboterkopf.

In Fig. 1 ist mit der Bezugszahl 1 die Zelle der Maschine bezeichnet, die beispielsweise eine Länge von etwa 3 bis 4 Metern hat und mit Öffnungen 2 bzw. 102 für den Einlaß bzw. Auslaß der Platten versehen ist, wobei die Öffnungen auf einen Förderer 3 ausgerichtet sind, der an seinen Enden Rol­ lenbahnen 4, 104 hat. Mit P sind die zu färbenden, anzustreichenden bzw. zu bemalenden Platten bezeichnet, die in die Zelle eingeführt werden und durch die Mittel 4, 3, 104, wie vorstehend er­ wähnt, bewegt werden. Über diesen Mitteln ist parallel zur Richtung der Vorbewegung der Platten und in der Mittellinie der Zelle 1 eine rechteckige und horizontale Führung 5 vorgesehen, die in ihrer Höhenposition mittels Schrauben und Muttereinheiten 6, 106 reguliert werden kann, die mittels koni­ scher Übertragungen bzw. Getrieben 7, 107 mit einer gemeinsamen Motoreinheit 8 verbunden sind, welche einen Motor aufweist mit einer elektronischen Steuerung der Geschwindigkeit und der Pha­ se, denn die Einheiten 6, 106 sorgen für die Regelung der Niveauposition des Robotersprühkopfes und bilden die vertikale Verschiebeachse oder Z-Achse des Kopfes. Die Führung 5 bildet die Y- Achse der Verschiebung des Roboterkopfes, und auf der Führung ist ein Hauptschlitten 9 beweglich, dessen Position in bekannter Weise mittels eines Motors 109 mit elektronischer Steuerung der Ge­ schwindigkeit und der Phase reguliert wird. Über dem Schlitten 9 ist die Mitte einer rechteckigen Führung 11 befestigt, die horizontal und senkrecht bezüglich der Führung 5 ist und die Verschiebe­ achse X des Roboterkopfes bildet. Auf der Führung 11 ist unter Steuerung eines Motors mit elektro­ nischer Steuerung der Geschwindigkeit und der Phase (nicht dargestellt) der zweite Schlitten 12 beweglich, welcher, nach unten ausgerichtet, den Sprühkopf 13 trägt, der unter Steuerung mittels eines ebenfalls nicht gezeigten Motors um eine vertikale Achse gedreht werden kann, wobei der Motor eine elektrische Steuerung für die Geschwindigkeit und die Phase hat. Der Kopf 13 weist zum Beispiel einen horizontalen Arm 113 auf, wie im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, auf welchem mit der Möglichkeit der einstellbaren Ausrichtung Sprühstrahlsysteme 14, zum Beispiel vier an der Zahl, zum Beispiel im wesentlichen oben auf einem idealen Stumpf einer Pyramide mit rechteckiger Basis angeordnet und mit den Düsen in Richtung der Ecken der Basis der idealen Pyramide ausgerichtet sind.

Auf dem Arm 113 ist mit der Drehmöglichkeit um die Längsachse desselben Armes ein Hilfsstrahl­ system 14' angebracht, das mittels einer Servosteuerung von der Ruheposition zu der Arbeitspositi­ on und umgekehrt getragen werden kann, wie mit ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt ist.

Die elektrische Energie und die Druckfließmittel, welche für die Arbeit des Roboterkopfes notwendig sind, werden von einer schematisch mit K bezeichneten festen Stelle zugeführt, wobei diese Steile zum Beispiel an einem Ende der Zelle 1 angeordnet ist, und sie werden mittels Kabeln und Führun­ gen, die in Gleisketten-Kabelkanälen 15 angeordnet sind, die mit den Führungen 5 und 11 verbun­ den sind, von denen in Fig. 1 nur die erste sichtbar ist, dem Kopf zugeführt.

Gemäß der Erfindung ist auf derselben horizontalen Führung 5 längs gleitend auch ein Hauptwagen 16 angebracht, welcher eine Führung 17 ähnlich der Führung 11 und parallel zu dieser trägt, auf der ein zweiter Schlitten 18 mit einem Zusatzsprühkopf 19 bewegbar ist, welcher nur die vier Strahlsy­ steme 14 trägt, die schon unter Bezugnahme auf Fig. 2 in die Überlegungen einbezogen sind, und der nicht die Drehungen um eine vertikale Achse und um eine horizontale Achse wie der vorherige Roboterkopf durchführt. Ein Motor mit elektronischer Steuerung für die Geschwindigkeit und die Phase steuert das Verschieben des Schlittens 18 auf der Führung 17, während die Verschiebung des Wagens 16 auf der Führung 5 mittels einer einfachen Servosteuerung 116 gesteuert wird, die nützlich ist, um denselben Schlitten in der mit durchgezogener Linie gezeigten Position oder in der mit gestrichelter Linie (siehe unten) gezeigten Position zu bewegen. Mit der Bezugszahl 20 wird der Gleisketten-Kabelkanal bezeichnet, welcher mit der Führung 5 verbunden ist, der die elektrischen Kabel und Leitungen für die Zuführung von einer festen Stelle K' des Sprühkopfes 19 in Kombinati­ on mit einem analogen Kabelkanal trägt, der nicht dargestellt ist und mit der Führung 17 verbunden ist.

Der Betrieb der somit aufgebauten Maschine ist folgender:
Wenn die Maschine auf Platten komplexer Art einwirken muß, befindet sich der Wagen 16 in der in Fig. 1 mit gestrichelter Linie veranschaulichten Ruheposition, und die Strahlsysteme des Zusatz­ kopfes 19 sind nicht aktiv. In diesem Fall treten die Platten P in die Zelle 1 ein, halten im Inneren derselben an einer vorgewählten Position an, und auf dieselben Platten kommt der Robotersprüh­ kopf 13 in Eingriff oder Aktion mit allen seinen möglichen Bewegungen. Die Strahlsysteme 14 des Kopfes 13 bewirken den Sprühanstrich der flachen Oberfläche und auf den sichtbaren Teilen der Kanten, während das Strahlsystem 14' die Endbearbeitung der komplexen Kanten durchführen, das Ganze in bekannter Weise.

Wenn die Maschine im Gegenteil einfache Arbeiten des Sprühens auf flache Platten und an den Kanten, die alle sichtbar sind, durchführen muß, wird der Wagen 16 des Zusatzsprühkopfes 19 in eine aktive, feste und vorgewählte Position getragen, wie zum Beispiel mit ausgezogener Linie in Fig. 1 veranschaulicht ist, während der Schlitten 9 des Robotersprühkopfes automatisch getragen und in einer variablen Position angehalten wird, zum Beispiel in der Position, die mit einer ausgezo­ genen Linie in Fig. 1 gezeigt ist, wobei diese Position einen Abstand von dem Wagen 16 hat, der in zweckmäßiger Weise mit der Laufgeschwindigkeit der Platten innerhalb der Zelle 1 korreliert ist so­ wie mit der Queroszillationsgeschwindigkeit zu denselben Platten beider Sprühköpfe 13 und 19, die in solcher Weise angeordnet sind, daß die Sprühstrahlen, die aus den Strahlsystemen des Kopfes 19 erfolgen, in jene eingeschoben werden, die von den Strahlsystemen des Kopfes 13 auf die Platte ausgeführt werden, wie bei den bekannten Maschinen mit zwei oszillierenden Sprühköpfen, die in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind. In diesem Fall oszillieren die zwei Köpfe mit einer gleichen Geschwindigkeit synchron. Erforderlichenfalls können die zwei Sprühköpfe über­ einander arbeiten, und die Strahlsysteme der zwei Köpfe können unterschiedliche Produkte ver­ sprühen, zum Beispiel das erste eine schnelltrocknende Farbe oder eine Grundierung und die zwei­ te eine Farbe.

Es ist klar, wie die erfindungsgemäße Maschine in der Lage ist, sowohl komplexe Arbeiten mit hoher Qualität als auch einfache Arbeiten durchzuführen, und in dem letzteren Fall mit einer großen Pro­ duktionskapazität mit einer Bahngeschwindigkeit der Platten, die etwa acht Meter pro Minute be­ trägt. Klar ist auch der große wirtschaftliche und praktische Erfolg, der sich daraus ergibt, daß man in einer einzigen Maschine die Produktionskapazitäten angeordnet hat, die bislang nur bei zwei ge­ trennten Maschinen möglich waren.

Claims (2)

1. Maschine für das automatische Anstreichen von Platten oder anderen Gegenständen mit einer einfachen oder komplexen Gestalt, sowohl in Bewegung als auch stationär, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zelle (1) vorgesehen und mit Mitteln (3, 4, 104) für den Längs­ transport der Platten versehen ist, daß im Inneren der Zelle eine Hauptanstreicheinheit an­ geordnet ist mit einem Roboterkopf (13) und auf deren Führung (5) für die Längs- und Verti­ kalbewegungen auch ein Hauptwagen (16) mit einer Führung (17) quer zum Weg der Platten angebracht ist, auf welchem ein zweiter Schlitten (18) mit einem Zusatzanstrichkopf (19) gleitet, daß Mittel (116) vorgesehen sind für die Betätigung des Hauptwagen, so daß, wenn die Maschine komplexe Arbeiten mit dem Roboterkopf (13) auf Platten ausführen muß, die in das Innere der Zelle eingeführt sind und vorübergehend angehalten werden, der Hauptwa­ gen des Zusatzkopfes (19) in der Ruheposition gehalten wird, zum Beispiel an einem Ende der Zelle, während dann, wenn die Maschine einfache Arbeiten durchführen muß nach Be­ wegen der Platten innerhalb der Zelle, der Hauptwagen des Zusatzkopfes zu einer festen und vorgewählten Zwischenposition innerhalb derselben Zelle getragen wird und ihr Zusatz­ sprühkopf (19) veranlaßt wird quer zu den Platten in Kombination und in einer richtigen Pha­ se zu dem Robotersprühkopf (13) zu oszillieren, dessen Hauptschlitten (9) automatisch be­ wegt und in einem Abstand von dem Hauptwagen (16) des Zusatzkopfes (19) variabel und jederzeit auf die Bahngeschwindigkeit der Platten und auf die Oszillationsgeschwindigkeit der zwei Köpfe korreliert angehalten wird, wobei die beiden Köpfe Sprühsysteme in einer Menge und mit einer Anordnung tragen, welche für den kombinierten Anstrich der Platten in Bewegung geeignet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Roboter-Sprühkopf (13) vier Sprühstrahlsysteme (14) für die Durchführung von einfachen Arbeiten trägt und zum Beispiel im wesentlichen auf der Oberseite eines idealen Stumpfes einer Pyramide angeordnet ist, die eine rechteckige Basis hat, wobei die Strahlsysteme mit ihren Düsen in der Richtung der Scheitel der Basis der idealen Pyramide ausgerichtet sind, wobei ferner ein Strahlsystem (14'), welches von einer Ruheposition nach oben ausgerichtet bewegt werden kann zu einer nach unten ausgerichteten Position, die für die Endbearbeitung komplexer Kanten der Plat­ ten nützlich ist, wobei vorgesehen ist, daß der Zusatzsprühkopf (19) auch mit vier Strahlsy­ stemen (14) für die Durchführung einfacher Arbeiten ähnlich denen vorgesehen ist, die oben in Bezug auf den Roboterkopf erwähnt sind.