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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung und
ein Beschichtungsverfahren und genauer eine Beschichtungsvorrichtung und
ein Beschichtungsverfahren, die Beschichtungen auftragen können, während die
Beschichtungskartuschen nacheinander ausgetauscht werden.
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Viele
Jahre lang sind enorme Anzahlen an Beschichtungsplatten mehrfarbiger
oder Multiprodukt-Beschichtungen für die Farbmessungen und Beschichtungsbewertungen
in Verfahren wie dem Kompilieren von Farbabmusterungs-Datenbanken hergestellt
worden, um Computer-Farbabmusterung (CFM) zu verwenden, um Beschichtungsformulierungen
aus colorimetrischen Daten zu bestimmen, progressive Farbtafeln
für Kleinserien-Farbeinstellungen herzustellen,
Kontrollen für
Firmen in der Beschichtungsindustrie zu versenden, oder dergleichen.
Die Anwendung verschiedener Arten oder unterschiedlicher Farben
an Beschichtungsmaterialien, wie oben beschrieben, erzeugt Probleme,
die das Beschichtungsmaterial betreffen, das verbleibt, wenn Beschichtungsmaterialien
ausgetauscht werden. Daher ist eine Beschichtungsvorrichtung vorgeschlagen worden,
welche die Menge an verbleibenden Beschichtungsmaterialien verringert,
indem eine Beschichtungspistole mit einer entfernbaren Beschichtungskartusche
bereitgestellt wird (zum Beispiel die ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr.
11-347462 und 8-229446).
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Die
in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 11-347462 offenbarte Beschichtungsvorrichtung hat eine Konfiguration,
bei der die Beschichtungskartusche an ein Verbindungsstück am Körper der
Beschichtungspistole angebracht ist, und das Beschichtungsmaterial,
das in den Körper der
Beschichtungspistole eingebracht wird, durch Druckluft ausgestoßen wird.
Der so konfigurierte Körper
der Beschichtungspistole muß gewaschen
werden, wenn die Beschichtungskartuschen ausgetauscht werden.
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Gemäß der in
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 8-229446 offenbarten Beschichtungsvorrichtung führt eine
Beschichtungsdüse,
die an der Beschichtungskartusche angebracht ist, das Beschichtungsmaterial
zu einem Trichterkopf an der Spitze des Körpers der Beschichtungspistole, und
das Beschichtungsmaterial wird durch die Rotation des Trichterkopfes
zerstäubt
und durch einen Stoßluftstrom
ausgestoßen.
Diese Beschichtungsvorrichtung erfordert unvorteilhafterweise jedoch, daß der Trichterkopf
und die Spitze der Beschichtungsdüse gewaschen werden, indem
Reinigungsverdünnungsmittel
aus einer Waschdüse,
die auf dem Körper
der Beschichtungspistole angebracht ist, gesprüht wird, da das Beschichtungsmaterial
am Trichterkopf haftet.
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Aus
dem obigen wird klar, daß die
herkömmliche
Kartuschen-Beschichtungsvorrichtung
das Waschen des Körpers
der Beschichtungspistole erforderlich macht, wenn Beschichtungsmaterialien
ausgetauscht werden, und daher sind Verbesserungen wünschenswert,
um eine solche komplizierte Verfahrensweise auszuräumen.
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Die
in den ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichungen
Nr. 2000-176333 und 2003-93932 offenbarten Vorrichtungen sind derzeit
als Vorrichtungen bekannt, welche die Beschichtungskartusche, die
in den Körper
der Beschichtungspistole eingesetzt ist, automatisch austauschen.
Die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2000-176333 offenbarte automatische Beschichtungsvorrichtung
kann das an den Trichterkopf haftende Beschichtungsmaterial automatisch
abwaschen, wenn die Beschichtungskartuschen ausgetauscht werden,
jedoch kann eine solche Vorrichtung Probleme, wie die Erzeugung
von Abwasser, das die Beschichtungskomponenten enthält, und
die Verluste an Arbeitsstunden, die aus dem Waschverfahren resultieren,
nicht lösen.
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Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen
Probleme zu lösen, und
hat zum Ziel, eine Beschichtungsvorrichtung und ein Beschich tungsverfahren
bereitzustellen, das kein Waschverfahren erfordert bzw. dieses eliminiert, wenn
die Beschichtungskartuschen ausgetauscht werden.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Beschichtungsvorrichtung gelöst, umfassend:
eine Beschichtungspistole, die mit einer Beschichtungsaustrittsöffnung und
einer Zerstäubergasaustrittsöffnung,
die nahe der Beschichtungsaustrittsöffnung gebildet ist, ausgestattet
ist und die aus der Zerstäubergasaustrittsöffnung komprimiertes
Gas ausstoßen
kann, und eine Beschichtungskartusche, die mit einem Behälter und
einer Beschichtungsausstoßdüse, die
sich vom Boden des Behälters
erstreckt, ausgestattet ist, wobei die Beschichtungskartusche entfernbar
in der Beschichtungspistole montiert ist, so daß die Spitze der Beschichtungsausstoßdüse mit der
Beschichtungsaustrittsöffnung
ungefähr
bündig ist
bzw. ungefähr
mit dieser ausgerichtet ist.
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Diese
Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Beschichtungsverfahren
gelöst,
umfassend: einen Montageschritt, in dem eine Beschichtungskartusche,
die mit einem Behälter
und einer Beschichtungsausstoßdüse, die
sich vom Boden des Behälters
erstreckt, ausgestattet ist, entfernbar in einer Beschichtungspistole
montiert ist, die mit einer Beschichtungsaustrittsöffnung und
einer Zerstäubergasaustrittsöffnung,
die nahe der Beschichtungsaustrittsöffnung gebildet ist, ausgestattet
ist, so daß die Spitze
der Beschichtungsausstoßdüse ungefähr mit der
Beschichtungsaustrittsöffnung
bündig
ist; und einen Beschichtungsschritt, in dem das Beschichtungsmaterial,
das aus der Beschichtungsaustrittsöffnung entladen wird, durch
den Ausstoß von
unter Druck gesetztem Gas aus der Zerstäubergasaustrittsöffnung zerstäubt wird
und das zerstäubte
Beschichtungsmaterial als eine Beschichtung aufgetragen wird.
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1 ist eine Ansicht, die
ein Beispiel eines Beschichtungsverfahrens unter Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist ein Querschnitt, der
schematisch die in 1 gezeigte
Beschichtungsvor richtung zeigt.
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3 ist eine Flächenansicht,
die schematisch ein Beispiel eines ganzen Verfahrens, einschließlich eines
Beschichtungsverfahrens, unter Verwendung der in 1 gezeigten Beschichtungsvorrichtung
zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr nachstehend ausführlich anhand
mehrerer Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die
ein Beispiel eines Beschichtungsverfahrens unter Verwendung einer
Beschichtungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie
in 1 gezeigt, sind in
dem Kartuschen-Vorratsbehälter 2 mehrere
Beschichtungskartuschen einzeln enthalten. Jede Beschichtungskartusche 1 kann
ein Beschichtungsmaterial 25 mittels eines Druckmechanismus
ausstoßen
und ist mit einem zylindrischen Behälter 20, der das Beschichtungsmaterial 25 enthält, einem
Deckel 21, der am Kopf des Behälters 20 angebracht
ist und eine Druckgaszufuhröffnung 22 aufweist,
einer Beschichtungsausstoßdüse 23,
die sich vom Boden des Behälters 20 erstreckt,
und einem bewegbaren Kolben 24, der entlang der inneren
Oberfläche
des Behälters 20 gleiten kann,
ausgestattet. Der Deckel 21 ist in bezug auf den Behälter 20 abnehmbar
und komprimierte Luft, die aus der Druckgaszufuhröffnung 22 eingespeist wird,
drückt
den bewegbaren Kolben 24 herunter, um das Beschichtungsmaterial 25,
das im Behälter 20 enthalten
ist, aus der Beschichtungsausstoßdüse 23 zu extrudieren.
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Der
bewegbare Kolben 24, der in der Beschichtungskartusche 1 angebracht
ist, ist nicht unbedingt erforderlich, und eine Konfiguration ohne
einen bewegbaren Kolben 24 ist akzeptabel (siehe 2). In diesem Fall wird
an dem Deckel 21 vorzugsweise ein Kontrollventil (nicht
gezeigt) angebracht, um zu verhindern, daß das Beschichtungsmaterial,
das in dem Behälter 20 enthalten
ist, ausgetragen wird.
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Es
kann ohne Einschränkung
jedes Material für
den Behälter 20,
den Deckel 21 und die Beschichtungsausstoßdüse 23 verwendet
werden, sofern es ausreichend dimensionale Stabilität besitzt
und das Beschichtungsmaterial nicht kontaminiert, und Kunststoffe,
Metalle, usw., sind anwendbar. Es ist möglich einen kommerziell erhältlichen
Spritzbehälter,
usw., an dem ein Deckel 21 installiert ist, als die Beschichtungskartusche 1 zu
verwenden.
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Die
Beschichtungskartusche 1 wird durch einen Mehrachsenroboter 3 automatisch
in der Beschichtungsmaterialpistole 4 installiert. In 1 ist der Mehrachsenroboter 3 ein
XY-Trägerroboter,
der die Greifer 30 und 31 hoch und runter bewegen
kann. Der Multiachsenroboter 3 greift eine gewünschte Beschichtungskartusche
aus dem Kartuschen-Vorratsbehälter 2 und
setzt sie in die Beschichtungsmaterialpistole 4 ein. Nachdem
die Auftragung des Beschichtungsmaterials beendet ist, wird die
Beschichtungskartusche erneut gegriffen, um sie zu sammeln und auszutauschen.
So können
Farbänderungsbeschichtungen
durch das Einfüllen
verschiedener Farben an Beschichtungsmaterialien in eine Vielzahl
von Beschichtungskartuschen 1, die einzeln in dem Kartuschen-Vorratsbehälter 2 enthalten
sind, leicht durchgeführt
werden.
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Der
Mehrachsenroboter, der in dieser Ausführungsform anwendbar ist, ist
nicht auf einen XY-Roboter beschränkt, und jeder Trägerroboter
mit einer Greiffunktion, wie ein Materialgebrauchsroboter mit einer
Art Arm, usw., ist anwendbar.
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Die
Beschichtungspistole 4 der vorliegenden Ausführungsform
ist eine Sprühpistole,
in welche die Beschichtungskartusche 1 bewegbar eingesetzt
wird und über
einem Beschichtungsziel 9 durch einen Beschichtungspistolen-Antriebsmehrachsenroboter 5, wie
in 1 gezeigt, wandern
kann. Die Beschichtungspistole 4 ist in bezug auf den Beschichtungspistolen-Antriebsmehrachsenroboter 5 abnehmbar.
Daher können
Beschichtungspistolen 4 mit verschiedenen Körpergrößen geeigneterweise
zur Anbringung an den Beschichtungspistolen-Antriebsmehrachsenroboter 5 ausgewählt werden.
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2 ist ein Querschnitt, der
schematisch eine Beschichtungsvorrichtung zeigt, in der die Beschichtungspistole 4 mit
einer Beschichtungskartusche 1 ausgestattet ist. Wie in 2 gezeigt, wird am unteren
Ende der Beschichtungspistole 4 eine Einsatzöffnung 41 gebildet.
Die Beschichtungskartusche 1 wird durch Einsetzen der Beschichtungsausstoßdüse 23 durch
die Einsatzöffnung 41 in
der Beschichtungspistole 4 gehalten, so daß die Spitze
der Beschichtungsausstoßdüse 23 ungefähr mit der
Beschichtungsaustrittsöffnung 42,
die sich am unteren Ende der Einsatzöffnung 41 befindet,
bündig
ist.
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Die
Beschichtungspistole 4 ist mit einem Schnellanschluß 37 ausgestattet,
der in eine Druckgaszufuhröffnung 22 der
Beschichtungskartusche 1 einzusetzen ist. Der Schnellanschluß 37 ist
mit einer Druckansaugeinheit 35 mittels Luftrohrleitung
verbunden und wird so gehalten, daß er von einem Luftzylinder 36 mit
einem Rotationsmechanismus, der an der Beschichtungspistole 4 angebracht
ist, vertikal bewegbar und rotierbar ist. Durch das Betätigen eines
Schalters kann die Druckansaugeinheit 35 sowohl komprimierte
Luft zu der Beschichtungskartusche 1 liefern als auch Luft
aus der Beschichtungskartusche 1 extrahieren.
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Die
Beschichtungspistole 4 ist mit einer Zerstäubergaseinlaßöffnung 43 ausgestattet,
die aus einer Druckgaszufuhrquelle (nicht gezeigt) ein unter Druck
gesetztes Gas einführen
kann, wie komprimierte Luft. Die komprimierte Luft, die zu der Zerstäubergaseinlaßöffnung 43 befördert wird,
wird aus den Zerstäubergasaustrittsöffnungen 44,
die in der Nähe der
Beschichtungsaustrittsöffnung 42 gebildet
sind, ausgestoßen.
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Die
so konfigurierte Beschichtungspistole 4 nimmt die Beschichtungskartusche 1 darin
durch den Betrieb des Mehrachsenroboters 3 auf. Der Schnellanschluß 37 wird
dann über
die Druckgaszufuhröffnung 22 bewegt
und zu deren oberen Teil abgesenkt, indem der Luftzylinder 36 mit
dem Rotationsmechanismus betrieben wird. Der untere Teil des Schnellanschlusses 37 wird
so an die Druckgaszufuhröffnung 22 angepaßt, daß die Beschichtungskartusche 1 verschlossen
wird.
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Anschließend wird
die Druckansaugeinheit 35 betrieben, um komprimierte Luft
in die Beschichtungskartusche 1 zu leiten und gleichzeitig
komprimierte Luft in die Zerstäubergaseinlaßöffnung 43 zu leiten.
Das Beschichtungsmaterial 25, das in der Beschichtungskartusche 1 enthalten
ist, wird durch die zugeführte
komprimierte Luft unter Druck gesetzt, und wird dann aus der Beschichtungsaustrittsöffnung 42 ausgestoßen, um
auf die Oberfläche
des Beschichtungsziels in Form eines flüssigen Nebels, hergestellt
durch Mischen mit komprimierter Luft, die aus den Zerstäubergasaustrittsöffnungen 44 ausgestoßen wird,
aufgesprüht
zu werden.
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Nachdem
die Beschichtung abgeschlossen ist, wird die Zufuhr des Beschichtungsmaterials 25 aus
der Beschichtungsaustrittsöffnung 42 durch
die Betätigung
des Schalters der Druckansaugeinheit 35 eingestellt, um
die Luft in der Beschichtungskartusche 1 zu extrahieren.
Daher ist es möglich
die Beschichtungsmaterialentladung unmittelbar nach der Zufuhreinstellung
durch den Druckablaß aus
dem Inneren der Beschichtungskartusche 1 im wesentlichen
zu vermeiden. Danach wird die Zufuhr von komprimierter Luft zur
Zerstäubergaszufuhröffnung 43 eingestellt.
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Danach
wird der Schnellanschluß 37 vom oberen
Teil der Druckgaszufuhröffnung 22 durch
Anheben des Schnellanschlusses 37 und dann Rotation durch
Betreiben des Luftzylinders 36 mit einem Rotationsmechanismus
entfernt. So werden die Beschichtungskartuschen 1 durch
das Betreiben des Mehrachsenroboters 3 wie oben beschrieben,
ausgetauscht.
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Die
Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform macht das Beschichtungsmaterial
durch die Zufuhr komprimierter Luft aus der Umgebung der Spitze
der Beschichtungsausstoßdüse 23,
aus der das Beschichtungsmaterial 5 zugeführt wird,
zu einem flüssigen
Nebel. Nachdem die Beschichtung beendet ist, kann jedwedes Beschichtungsmaterial,
das nahe der Spitze der Beschichtungsausstoßdüse 23 haftet, durch
Wegblasen mit der zugeführten
komprimierten Luft entfernt werden. Demgemäß muß die Beschichtungspistole 4 nicht abgewaschen
werden, wenn die Beschichtungskartuschen 1, die verschiedene
Farben oder verschiedene Arten an Beschichtungsmaterialien enthalten, ausgetauscht
werden, wodurch der Austausch der Beschichtungskartuschen 1 erleichtert
und beschleunigt wird und überdies
Materialabfall verringert und die Beschichtungsumgebung verbessert
wird.
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Wird
die Beschichtungsvorrichtung der Erfindung zur Herstellung von Beschichtungsplatten
(progressiven Farbtafeln) in Farbabmusterungsverfahren verwendet,
kann die Effizienz im Hinblick auf eine Beschichtungsmaterialmenge
durch die Einstellung der Menge des Beschichtungsmaterials, das
in die Beschichtungskartusche eingespeist werden soll, oder die
Auswahl einer Beschichtungspistole mit einer Körpergröße, die für die Kapazität der Kartusche
geeignet ist, verbessert werden.
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3 ist eine Flächenansicht,
die schematisch ein Beispiel eines ganzen Verfahrens, einschließlich eines
Beschichtungsverfahrens, unter Verwendung der oben beschriebenen
Beschichtungsvorrichtung veranschaulicht. Eine Beschichtungskartusche 1,
die in einem Kartuschen-Vorratsbehälter 2 enthalten ist,
wird durch einen Mehrachsen-Trägerroboter 3 gegriffen
und zu einem Beschichtungsmaterialstand 6 transportiert,
um sie in eine Beschichtungspistole 4 (siehe 2) einzusetzen. In dem Beschichtungsmaterialstand 6 wird
die Beschichtungspistole 4, welche die Beschichtungskartusche 1 umfaßt, von
einem Beschichtungspistolen-Antriebsmehrachsenroboter 5 getragen,
und das Beschichtungsmaterial wird auf ein Beschichtungsziel 9 aufgetragen,
wie eine Zinnplatte, während
es über
dem Ziel unter Bewegung der Beschichtungspistole mit dem Roboter
hinwegläuft.
Nachdem die Beschichtung beendet ist, wird die Beschichtungskartusche 1 aus
der Beschichtungspistole entfernt, indem sie von dem Mehrachsenträgerroboter 3 gegriffen
wird, um sie zum Kartuschen-Vorratsbehälter 2 zurückzuführen. Danach
wird eine andere Beschichtungskartusche 1 gegriffen, und
dann kann eine andere Beschichtung auf dieselbe Weise wie oben durchgeführt werden.
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Ein
Mehrachsenträgerroboter 8 greift
die Beschichtungsziele 9 eines nach dem anderen aus einem
Beschichtungszielvorratsbehälter 7,
worin eine Vielzahl an Beschichtungszielen 9 in einem greifbaren
Zustand gelagert wird, und plaziert sie in einer Beschichtungsposition
in dem Beschichtungsmaterialstand 6. Nachdem die Beschichtung
beendet ist, werden die Beschichtungsplatten, die durch die Beschichtung
der Ziele 9 erzeugt wurden, nacheinander zu einem Beschichtungsplattenspeicher 10 zur
Aushärtung
der Platten transportiert. Nachdem die Beschichtungsplatten ausgehärtet sind,
werden die Platten nacheinander auf einer Transportvorrichtung 12 eines
Trockners 11 montiert und werden für einen vorbestimmten Zeitraum
getrocknet. Die getrockneten Beschichtungsplatten werden dann zu
einem Beschichtungsplattenspeicher 14 transportiert, um
sie zur Lagerung auf Raumtemperatur abzukühlen. Ein Mehrachsenträgerroboter 13 greift
die Beschichtungsplatten, deren Temperaturen in dem Beschichtungsplattenspeicher 14 auf
Raumtemperatur abgekühlt
worden sind, transportiert sie zu einer Beschichtungsplattenbewertungsvorrichtung 15 und plaziert
sie in einer geeigneten Position zur Bewertung. Die Beschichtungsplattenbewertungsvorrichtung 15 ist
mit einem geeignet ausgewählten
Colorimeter (Spektrophotometer), DOI-Meter (Bildschärfebewerter),
usw., ausgestattet und bewertet die Beschichtungsplatten eine nach
der anderen. Nach der Bewertung werden die Beschichtungsplatten
zur Lagerung eine nach der anderen zu einem Beschichtungsplatten-Vorratsbehälter 18 transportiert.
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Während einer
solchen Serie von Verfahren wird eine Vielzahl von Beschichtungskartuschen 1 mit
verschieden farbigen Beschichtungsmaterialien geladen, wobei die
Farbänderungsbeschichtungen und
die Bewertung des Beschichtungszustandes erleichtert werden. Da
das ganze Verfahren von der Herstellung der Beschichtungsplatten
bis zur Bewertung des Beschichtungszustandes automatisiert werden
kann, ist die vorliegende Erfindung zur Erreichung von Arbeitsersparnissen
und voller Automatisierung insbesondere in mehrfarbigen Beschichtungen,
wie Kompilierung von Farbabmusterungsdatenbanken, Kleinserien-Farbeinstellung,
usw., und die Bewertung dieser nützlich.
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Die
Beschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht nur
auf automatische Beschichtung unter Verwendung eines Mehrachsenroboters
anwendbar, sondern auch auf manuelle Beschichtung, bei der die Beschichtungskartuschen durch
einen Beschichter ausgetauscht werden. Die vorliegende Erfindung
ist, wenn sie bei manueller Beschichtung verwendet wird, nicht nur
zur Auftragung der Beschich tungsmaterialien, sondern auch zur Auftragung
von Dichtungsmasse und Spachtelmaterialien äußerst nützlich.
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Die
vorliegende Erfindung ist für
die Herstellung einer enormen Anzahl von Beschichtungsplatten unter
Verwendung verschiedener Farben oder verschiedener Arten von Beschichtungsmaterialien oder
Tinten und zur Durchführung
der Colorimetrie und Bewertung dieser, wie Farbabmusterung insbesondere
bei Automobil-Reparaturbeschichtungen, usw.,
und ebenso Farbabmusterungsdatenbankkreierung und Auslieferkontrolle
in der Beschichtungsmaterial- und Tintenherstellungsindustrie, usw.,
extrem nützlich.