DE102004030858B3

DE102004030858B3 - Beschichtungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102004030858B3
Application number: DE102004030858A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr.-Ing. Meißner
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2024-06-26
Also published as: US7798094B2; US20060040060A1

Abstract

Beschichtungsanlage, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, mit mindestens zwei Applikationsrobotern (3, 5) zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Applikationsobjekt, mindestens zwei Handhabungsrobotern (4, 6) zur Handhabung des Applikationsobjekts und zwei Linearführungen (1, 2), entlang derer die Handhabungsroboter (4, 6) und die Applikationsroboter (3, 5) verfahrbar sind. Es wird vorgeschlagen, dass jede der beiden Linearführungen (1, 2) mindestens einen der Applikationsroboter (3, 5) und mindestens einen der Handhabungsroboter (4, 6) führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein zugehöriges Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.

Aus WO 01/68267 A1 ist eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen bekannt, bei der die Kraftfahrzeugkarosserieteile auf einer Lackierstraße nacheinander durch mehrere hintereinander angeordnete Lackierzonen befördert werden. Beiderseits der Lackierstraße befinden sich hierbei je zwei übereinander angeordnete Linearführungen, wobei die obere Linearführung mehrere in Längsrichtung der Linearführung verschiebbare Handhabungsroboter (z.B. Haubenöffner oder Türöffner) trägt, während die untere Linearführung mehrere in Längsrichtung der Linearführung verfahrbare Applikationsroboter trägt.

Vorteilhaft an dieser bekannten Lackieranlage ist die Tatsache, dass die Handhabungsroboter einerseits und die Applikationsroboter andererseits ohne wechselseitige Störung in Längsrichtung positioniert werden können, da die beiden verschiedenen Robotertypen jeweils einer der beiden Linearführungen zugeordnet sind.

Nachteilig an dieser bekannten Lackieranlage mit einer getrennten Führung der Applikationsroboter einerseits und der Handhabungsroboter andererseits ist jedoch die Tatsache, dass eine Störung der Verfahrbarkeit eines Applikations- oder Handhabungsroboters und ein daraus resultierender Stillstand des jeweiligen Applikations- bzw. Handhabungsroboters zu einer erheblichen Einschränkung der Applikations- bzw. Handhabungsbereitschaft der betroffenen Lackierzelle führt, da der ausgefallene Applikations- bzw. Handhabungsroboter benachbarte Roboter des gleichen Robotertyps (Applikationsroboter oder Handhabungsroboter) blockiert, so dass diese die Störung nicht kompensieren können.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die Störsicherheit bei der eingangs beschriebenen bekannten Lackieranlage zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, die Applikationsroboter einerseits und die Handhabungsroboter (z.B. Haubenöffner oder Türöffner) andererseits nicht an derselben Linearführung anzuordnen, um bei einem Ausfall eines Handhabungs- oder Applikationsroboters zu vermeiden, dass dieser die anderen, noch funktionsfähigen Roboter des gleichen Robotertyps blockiert und dadurch verhindert, dass die funktionsfähigen Roboter benachbarter Lackierzellen die Funktion des ausgefallenen Roboters übernehmen. Stattdessen sieht die Erfindung vor, dass jede der Linearführungen sowohl Applikationsroboter als auch Handhabungsroboter führt, so dass bei einem Ausfall eines Applikations- oder Handhabungsroboters einer Linearführung die Möglichkeit besteht, dass ein Applikations- bzw. Handhabungsroboter der anderen Linearführung die Funktion des ausgefallenen Roboters übernimmt, so dass die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage fehlertolerant ist.

Bei einer Beschichtungsanlage mit zwei Linearführungen führt also jede der beiden Linearführungen mindestens einen der Applikationsroboter und mindestens einen der Handhabungsroboter.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage zwei Linearführungen auf, die einseitig oder beidseitig der Lackierstraße angeordnet sein können, wobei die Linearführungen vorzugsweise übereinander angeordnet sind und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen.

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Applikationsroboters ist allgemein zu verstehen und nicht auf mehrachsige Roboter im engeren Sinne beschränkt. Vielmehr umfasst der Begriff eines Applikationsroboters im Rahmen der Erfindung auch Vorrichtungen, die eine automatisierte Applikation eines Beschichtungsmittels ermöglichen, ohne mehrere bewegliche Achsen aufzuweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Applikationsroboter im Rahmen der Erfindung jedoch um einen mehrachsigen Roboter mit einer hochbeweglichen Roboterhandachse, die als Applikationsgerät beispielsweise einen Rotationszerstäuber trägt.

Bei dem Handhabungsroboter kann es sich beispielsweise um einen an sich bekannten Haubenöffner oder einen ebenfalls an sich bekannten Türöffner handeln, jedoch ist die Erfindung nicht auf derartige Ausführungsformen für den Handhabungsroboter beschränkt.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf Lackieranlagen beschränkt ist, sondern allgemein Beschichtungsanlagen umfasst, bei denen ein Beschichtungsmittel (z. B. Grundierung, Füller, Basislack, Klarlack, Transportwachs) aufgetragen wird.

Durch die auf die verschiedenen Linearführungen verteilte Anordnung der Applikationsroboter einerseits und der Handhabungsroboter andererseits führt ein störungsbedingter Stillstand eines Applikationsroboters nicht zur Blockierung sämtlicher Roboter des gleichen Typs, da die an der anderen Linearführung geführten Applikations- bzw. Handhabungsroboter durch den Ausfall nicht gestört werden. Dadurch besteht vorteilhaft die Möglichkeit, dass der Ausfall eines Roboters der einen Linearführung durch einen funktionsfähigen, typgleichen Roboter der anderen Linearführung ausgeglichen wird.

Vorzugweise können hierbei die Applikations- bzw. Handhabungsroboter der einen Linearführung die Applikations- bzw. Handhabungsroboter der anderen Linearführung in Längsrichtung passieren. Dies bietet den Vorteil, dass ein störungsbedingter Stillstand eines Roboters der einen Linearführung die Bewegung der Roboter der anderen Linearführung nicht behindert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an den einzelnen Linearführungen jeweils in Längsrichtung abwechselnd hintereinander Handhabungsroboter und Applikationsroboter angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass bei einem Ausfall eines Roboters der durchschnittliche Abstand zum nächsten typgleichen Roboter der anderen Linearführung minimal ist.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage mehrere hintereinander angeordnete Beschichtungszonen auf, durch die die Linearführungen hindurch laufen, wobei in den einzelnen Beschichtungszonen jeweils mindestens ein Handhabungsroboter und mindestens ein Applikationsroboter angeordnet ist. Bei einem Funktionsausfall eines Handhabungs- oder Applikationsroboters in einer Beschichtungszone kann dann ein typgleicher Roboter aus einer benachbarten Beschichtungszone zu Hilfe gerufen werden, um den Funktionsausfall auszugleichen.

In den einzelnen Beschichtungszonen ist der Handhabungsroboter vorzugsweise an der einen Linearführung angebracht, während der Applikationsroboter an der anderen Linearführung geführt wird, wobei die Zuordnung von Handhabungsroboter und Applikationsroboter zu den Linearführungen zwischen den einzelnen Beschichtungszellen wechseln kann.

Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der Handhabungsroboter und der Applikationsroboter in den einzelnen Beschichtungszonen jeweils an derselben Linearführung angebracht sind, wobei die jeweilige Linearführung von Beschichtungszone zu Beschichtungszone wechselt. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass der Handhabungsroboter und der Applikationsroboter in einer Beschichtungszone an der oberen Linearführung angebracht sind, während der Handhabungsroboter und der Applikationsroboter in der benachbarten Beschichtungszone an der unteren Linearführung angeordnet sind.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch ein Betriebsverfahren für die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage, bei dem an den einzelnen Linearführungen der Beschichtungsanlage jeweils mindestens einer der Applikationsroboter und mindestens einer der Handhabungsroboter geführt wird, um eine Fehlertoleranz zu ermöglichen, wie vorstehend beschrieben wurde.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Lackieranlage auf einer Seite einer Lackierstraße,
2 eine Frontansicht der Lackieranlage aus 1,
3 eine Draufsicht der Lackieranlage aus 1,
4a–4c schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage bei fehlerfreiem Betrieb bzw. beim Ausfall eines Roboters,
5a–5c weitere schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage bei fehlerfreiem Betrieb bzw. beim Ausfall eines Roboters.
Die Perspektivansichten in den 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Lackieranlage auf einer Seite einer Lackierstraße, wobei die Lackierstraße selbst und die gegenüber liegende Seite der Lackieranlage zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.
Die Lackieranlage weist zwei übereinander angeordnete und parallel verlaufende Linearführungen 1, 2 auf, wobei die obere Linearführung 1 einen Lackierroboter 3 und einen Handhabungsroboter 4 in Pfeilrichtung verschiebbar führt, während die untere Linearführung 2 einen Lackierroboter 5 und einen Handhabungsroboter 6 in Pfeilrichtung verschiebbar führt.
Der Lackierroboter 3 ist weitgehend herkömmlich aufgebaut und weist mehrere Roboterarme 7, 8 und eine Roboterhandachse 9 auf, die einen Rotationszerstäuber 10 trägt.
Auch der Lackierroboter 5 ist weitgehend herkömmlich aufgebaut und weist mehrere Roboterarme 11, 12 und eine Roboterhandachse 13 auf, die einen Rotationszerstäuber 14 trägt.
Bei dem Handhabungsroboter 4 handelt es sich um einen weitgehend herkömmlich aufgebauten Türöffner, der bei unlackierten Kraftfahrzeugkarosserien die Fahrzeugtüren für den Lackierprozess öffnet. Der Handhabungsroboter 4 weist hierzu mehrere Roboterarme 15, 16 und einen schwenkbaren Griff 17 auf. Darüber hinaus verfügt der Handhabungsroboter 4 auch über eine Handachse, die einachsig ausgeführt ist.
Bei dem Handhabungsroboter 6 handelt es sich dagegen um einen weitgehend herkömmlich aufgebauten Haubenöffner, der bei einer unlackierten Kraftfahrzeugkarosserie während des Lackiervorgangs eine Motor- oder Kofferraumhaube öffnet. Hierzu weist der Handhabungsroboter 6 mehrere Roboterarme 18, 19 und einen entsprechend angepassten Griff 20 auf. Darüber hinaus verfügt auch der Handhabungsroboter 6 über eine Handachse, die einachsig ausgeführt ist.
Der Lackierroboter 3 und der Handhabungsroboter 4 an der oberen Linearführung 1 werden durch zwei getrennte Versorgungsleitungen 21.1, 21.2 versorgt, wobei in 1 nur die Versorgungsleitung 21.1 dargestellt ist. Der Lackierroboter 3 und der Handhabungsroboter 4 sind hierbei in Pfeilrichtung verschiebbar.
Auch der Lackierroboter 5 und der Handhabungsroboter 6 an der unteren Linearführung 2 sind in Pfeilrichtung verschiebbar, was bei einem Ausfall des Lackierroboters 5 oder des Lackierroboters 3 ermöglicht, dass der jeweils andere Lackierroboter 3 bzw. 5 für den ausgefallenen Lackierroboter 3 bzw. 5 einspringt, wodurch die erfindungsgemäße Lackieranlage fehlertoleranter wird.
Aus 3 ist weiterhin ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Lackieranlage mehrere in Längsrichtung der beiden Linearführungen 1, 2 hintereinander angeordnete Lackierzonen aufweist, wobei zur Vereinfachung nur zwei Lackierzonen 22, 23 dargestellt sind. Bei einem Ausfall des Lackierroboters 3 in der Lackierzone 22 kann dann der Lackierroboter 5 aus der Lackierzone 23 zu Hilfe gerufen werden. Der Lackierroboter 5 wird dann in Pfeilrichtung aus der Lackierzone 23 in die Lackierzone 22 an den Platz des defekten Lackierroboters 3 gefahren, wo er dessen Funktion vorübergehend übernimmt. Auf diese Weise erfolgt lackierzonenübergreifend eine Fehlerkompensation, wodurch ein fehlertolerantes System geschaffen wird.
Die 4a bis 4c zeigen schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage mit mehreren Beschichtungszonen 24, 25, 26, durch die zwei übereinander angeordnete und parallel verlaufende Linearführungen 27, 28 verlaufen.
Die obere Linearführung 27 führt in Längsrichtung abwechselnd einen Applikationsroboter AR1, einen Handhabungsroboter HR2 und einen Applikationsroboter AR3, während die untere Linearführung 28 abwechselnd einen Handhabungsroboter HR1, einen Applikationsroboter AR2 und einen Handhabungsroboter HR3 in Pfeilrichtung verschiebbar führt.
Bei dem in 4a dargestellten fehlerfreien Betrieb ist in jeder der Beschichtungszonen 24–26 jeweils ein Applikations roboter AR1, AR2 bzw. AR3 und ein Handhabungsroboter HR1, HR2 bzw. HR3 angeordnet, die jeweils paarweise zusammen wirken.
4b zeigt dagegen einen Fehlerzustand, bei dem der Handhabungsroboter HR2 in der Beschichtungszone 25 ausgefallen ist und in Pfeilrichtung nicht mehr verschoben werden kann. In einem solchen Fehlerfall wird der Handhabungsroboter HR1 aus der Beschichtungszone 24 vorübergehend in die Beschichtungszone 25 mit dem defekten Handhabungsroboter HR2 verfahren und übernimmt dort vorübergehend dessen Funktion.
4c zeigt dagegen einen Fehlerfall, in dem der Applikationsroboter AR2 der Beschichtungszone 25 störungsbedingt ausgefallen ist und nicht mehr in Pfeilrichtung verfahren werden kann. In diesem Fehlerfall wird der Applikationsroboter AR3 aus der Beschichtungszone 26 in die Beschichtungszone 25 mit dem ausgefallenen Applikationsroboter AR2 gefahren und übernimmt dort vorübergehend dessen Funktion.
Das in den 5a bis 5c dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in den 4a bis 4c dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile bzw. Baugruppen dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in jeder der Beschichtungszonen 24–26 jeweils ein Paar eines Applikationsroboters AR1, AR2 bzw. AR3 und eines Handhabungsroboters HR1, HR2 bzw. HR3 an derselben Linearführung 27 bzw. 28 angeordnet ist. Die beiden Robotertypen (Handhabungsroboter bzw. Applikationsroboter) sind hierbei also innerhalb der einzelnen Beschichtungszonen 24–26 jeweils an derselben Linearführung 27 bzw. 28 angeordnet, wobei die benutzte Linearführung 27 bzw. 28 zwischen den einzelnen Beschichtungszonen 24–26 wechselt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen.

Claims

Beschichtungsanlage, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserieteilen, mit – mindestens zwei Applikationsrobotern (3, 5; AR1–AR3) zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Applikationsobjekt, – mindestens zwei Handhabungsrobotern (4, 6; HR1–HR3) zur Handhabung des Applikationsobjekts und – zwei Linearführungen (1, 2), entlang derer die Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) und die Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Linearführungen (1, 2) mindestens einen der Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) und mindestens einen der Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) führt.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikations- bzw. Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) der einen Linearführung die Applikations- bzw. Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) der anderen Linearführung in Längsrichtung passieren können.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Linearführungen (1, 2) auf einer Seite der Beschichtungsanlage übereinander angeordnet sind.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Linearführungen (1, 2) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) Türöffner oder Haubenöffner sind.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Linearführungen (1, 2) jeweils in Längsrichtung abwechselnd Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) und Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) angeordnet sind.
Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungen (1, 2) durch mehrere Beschichtungszonen (22–26) verlaufen, wobei in den einzelnen Beschichtungszonen (22–26) jeweils mindestens ein Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) und mindestens ein Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) angeordnet sind.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) und der Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) in den einzelnen Beschichtungszonen (22–26) jeweils an verschiedenen Linearführungen (1, 2) angebracht sind.
Betriebsverfahren für eine Beschichtungsanlage mit mindestens zwei Linearführungen (1, 2), an denen mehrere Applikationsroboter (3, 5, AR1–AR3) und mehrere Handhabungsroboter (4, 6, HR1–HR3) längs der Linearführung verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Linearführungen (1, 2) jeweils mindestens ein Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) und mindestens ein Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) geführt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Applikations- bzw. Handha bungsroboter (4, 6; HR1–HR3) der einen Linearführung (1, 2) an mindestens einem der Applikations- bzw. Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) der anderen Linearführung (1, 2) in Längsrichtung vorbeigefahren wird.
Betriebsverfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch mehrere in Längsrichtung der Linearführungen (1, 2) hintereinander angeordnete Beschichtungszonen (22–26), in denen jeweils mindestens ein Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) und mindestens ein Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) angeordnet sind, wobei – ein Defekt eines Applikationsroboters in einer Beschichtungszone kompensiert wird, indem ein Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) aus einer benachbarten Beschichtungszone in die Beschichtungszone mit dem defekten Applikationsroboter (3, 5; AR1–AR3) gefahren wird, und/oder – ein Defekt eines Handhabungsroboters in einer Beschichtungszone kompensiert wird, indem ein Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) aus einer benachbarten Beschichtungszone in die Beschichtungszone mit dem defekten Handhabungsroboter (4, 6; HR1–HR3) gefahren wird.