DE102006017323A1

DE102006017323A1 - Sprühbeschichtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102006017323A1
Application number: DE102006017323A
Authority: DE
Inventors: Walter Mendelin; Bernd Käsmann; Oswald Kaiser
Original assignee: B & M Surface Systems GmbH; B and M SURFACE SYSTEMS GmbH
Current assignee: B+m Surface Systems De GmbH
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2026-04-12
Also published as: DE102006017323B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine automatische Sprühbeschichtungseinrichtung, bei der die von einem Roboterarm (1) geführte Sprühvorrichtung (2) über flexible Leitungen mit den erforderlichen Medien versorgt wird. Neben der Leitung (8) für das Beschichtungsmaterial handelt es sich dabei um Leitungen (4, 7) für die Steuerluft, die Hornluft (5) und die Zerstäuberluft (6). Gemäß der Erfindung soll ein schneller Farbwechsel realisierbar sein, wobei der anlagentechnische und technologische Aufwand möglichst gering gehalten werden soll. Dazu ist jede Sprühvorrichtung (2) ständig mit einer Beschichtungsmaterialleitung (8) verbunden, während die zum Betreiben der Sprühvorrichtung (2) notwendigen Luftleitungen (5, 6, 7) dem Roboterarm (1) zugeordnet sind und erst beim Andocken der jeweiligen Sprühvorrichtung (2) an den Roboterarm (1) mit der Sprühvorrichtung (2) verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Sprühbeschichtungseinrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Sprühbeschichtungsvorrichtungen allgemein sind zum Zwecke eines Medienwechsels, zum Beispiel eines Farbwechsels, unterschiedliche Wirkprinzipien bekannt, wobei ein Medienwechsel mit oder ohne Austausch der Sprühvorrichtung erfolgen kann. Bei Lösungen, bei denen alle Medienleitungen dem Roboter zugeordnet sind, muss bei einem Wechsel des Beschichtungsmaterials die zum jeweiligen Materialreservoir führende Materialleitung sowie gegebenenfalls die Sprühvorrichtung zeitaufwendig gereinigt werden. Derartige Lösungen sind unter anderem Gegenstand der DE 44 16 311 A1 , DE 199 14 040 A1 und DE 101 39 088 A1 . Insbesondere die Ausführungsform gemäß DE 101 39 088 A1 bietet die Möglichkeit eines Werkzeugwechsels im Bereich der Sprühvorrichtung, so dass unterschiedliche Zerstäuberarten genutzt werden können.

Eine Sprühbeschichtungseinrichtung der eingangs Art ist aus der US 4,944,459 bekannt. Bei der darin beschriebenen Sprühbeschichtungseinrichtung ist für jede Farbe eine separate Sprühvorrichtung vorzusehen, an welcher sämtliche Medienleitungen fest angeschlossen sind, um einen schnellen Farbwechsel ohne Spülen und Molchen der Materialleitungen zu ermöglichen. Vom Roboter wird die jeweilige Sprühvorrichtung mit sämtlichen Versorgungsleitungen automatisch aus einer Bereitschaftsstation entnommen und nach dem Sprühvorgang wieder dort abgelegt. Das Ausstatten jeder Sprühvorrichtung mit sämtlichen Medienleitungen macht diese Lösungen konstruktiv und baulich sehr aufwendig. Außerdem beeinflusst das ständige Mitführen sämtli cher Luftleitungen die Positioniermöglichkeiten und -geschwindigkeiten der Sprühvorrichtung nachteilig.

Ein wesentlicher Nachteil der Lösungen mit nicht dem Roboter zugeordneten Luftleitungen besteht darin, dass die Entfernungen zwischen den luftsteuernden Baugruppen und den Sprühvorrichtungen relativ groß sind. Dies führt zu erheblich längeren Signallaufzeiten, wodurch insbesondere durch die Steuerluft bestimmte Steuervorgänge nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit und Genauigkeit ausgeführt werden können.

Bei einer Lackiereinrichtung nach DE 33 40 614 C1 ist für jede Farbe eine gesonderte Farbleitung vorgesehen, die über Schnellwechselsteckkupplungen an dem am Roboterarm verbleibenden Sprühorgan ankuppelbar ist. Die Luftleitungen sind dabei dem Roboter zugeordnet. Diese Lösung erfordert bei jedem Farbwechsel ein Reinigen des Sprühorgans. Außerdem sind die Schnellwechselsteckkupplungen für die Farbleitungen konstruktiv und technologisch aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sprühbeschichtungseinrichtung zu schaffen, bei welcher ein schneller Farbwechsel möglich ist, wobei der anlagentechnische und technologische Aufwand möglichst gering gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Sprühbeschichtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch das Zuordnen je einer Beschichtungsmaterialleitung zu jeder Sprühvorrichtung und dem Zuordnen der für die Steuerung des Sprühvorganges erforderlichen Luftleitungen zum Roboter können diese Luftleitungen so kurz ausgebildet werden, dass sehr geringe Signallaufzeiten für die Steuervorgänge in der Sprühvorrichtung realisierbar sind. Dabei ist ein einfacher Austausch der Sprühvorrichtung zum Wechsel der Farbe oder zum Einsatz eines anders gestalteten Sprühkopfes möglich, ohne dass Farbe führende Leitungen getrennt und verbunden werden müssen. Da bei einem Wechsel der Sprühvorrichtung nicht sämtliche Luftleitungen an der Sprühvorrichtung verbleiben, ist ein besseres maschinelles Handhaben der Sprühvorrichtung sowie eine Platz sparende und konstruktiv einfache Ausgestaltung der Ablagestation möglich. Anstelle einer Sprühvorrichtung kann der Roboterarm mit seiner Kupplungseinrichtung auch andere Teile, zum Beispiel Abdeckschablonen, handhaben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht eines Details eines Roboterarms mit angedockter Sprühvorrichtung einer erfindungsgemäßen Sprühbeschichtungseinrichtung;

2 eine schematische Seitenansicht einer abgelegten Sprühvorrichtung der erfindungsgemäßen Sprühbeschichtungseinrichtung gemäß 1;

3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sprühbeschichtungseinrichtung gemäß 1;

4 ein Detail gemäß dem Pfeil IV in 3.

Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Sprühbeschichtungseinrichtung mit Sprühvorrichtung zum Lackieren. An einem Roboterarm 1 ist eine luftbetriebene Kupplungseinrichtung 3 ausgebildet, welche über die Steuerluftleitungen 4 betätigt wird. In der Andockfläche 10 der Kupplungseinrichtung 3 befinden sich die Aufnahmeöffnungen für den Spannbolzen 11 und die Lagefixierstifte 12 (2). In der Andockfläche 10 münden die dem Roboterarm zugeordneten Luftleitungen für das Betreiben der Sprühvorrichtung 2, nämlich die Hornluftleitung 5, die Zerstäuberluftleitung 6 und die Steuerluftleitung 7 für den Lackiervorgang.
Die Beschichtungsmaterialleitung 8 ist der Sprühvorrichtung 2 zugeordnet und an dieser fest angeschlossen. Weiterhin ist mit der Sprühvorrichtung 2 eine Steuerluftleitung 9 für den Reinigungs- und Spülvorgang in einer in 3 dargestellten Ablagestation 16 verbunden.
Beim Andocken der Sprühvorrichtung 2 an die Kupplungseinrichtung 3 werden die Hornluftleitung 5, die Zerstäuberluftleitung 6 und die Steuerluftleitung 7 mit den korrespondierenden Leitungen in der Sprühvorrichtung 2 verbunden, wodurch die Betriebsbereitschaft der Sprühvorrichtung 2 hergestellt wird.
Bei einem Farbwechsel wird die bisher angedockte Sprühvorrichtung 2 samt Beschichtungsmaterialleitung 8 in der Ablagestation abgelegt und einem Reinigungs- und Spülvorgang unterzogen. Der Roboterarm 1 dockt danach an eine in der Ablagestation bereitgehaltene Sprühvorrichtung 2, welche mit der gewählten Farbe versorgt ist, an.
Anstelle einer Sprühvorrichtung 2 kann der Roboterarm 1 mit seiner Kupplungseinrichtung 3 auch andere Teile, zum Beispiel Abdeckschablonen, handhaben, welche mit einem entsprechenden Spannbolzen 11 versehen sind.
In 3 und 4 ist insbesondere der Verlauf der Steuerluftleitung 7 für den eigentlichen Lackiervorgang durch den Roboterarm 1 beziehungsweise den gesamten Roboter 13 verdeutlicht. Insbesondere aus 4 ist ein Schaltventil 14 ersichtlich, das die Sprühvorrichtung 2 entweder mit der Steuerluftleitung 7 für den eigentlichen Lackiervorgang verbindet oder mit der außerhalb des Roboterarms 1 geführten Steuerluftleitung 9 für den Reinigungs- und Spülvorgang verbinden kann.
Im Inneren des Roboters 13 ist ein 3/2-Wegeventil 15 angeordnet, das die Steuerluftleitung 7 für den Lackiervorgang mit Luft beaufschlagen kann. Der Abstand zwischen dem 3/2-Wegeventil 15 und dem Schaltventil 14 ist derart, dass die pneumatische Ansteuerzeit der Sprühvorrichtung 2 für das Lackieren zwischen 40 ms und 60 ms liegt. Dagegen ist die Entfernung zwischen der Ablagestation 16 und dem Schaltventil 14 über die Steuerluftleitung 9 für den Reinigungs- und Spülvorgang so groß, dass die pneumatische Ansteuerzeit der Sprühvorrichtung 2 für das Reinigen und Spülen zwischen 150 ms und 200 ms liegt.
Durch die kurzen pneumatischen Ansteuerzeiten für das Lackieren ist die erfindungsgemäße Sprühbeschichtungseinrichtung für eine Lackierung von geometrisch zerklüfteten Bauteilen geeignet, wie beispielsweise für die Lackierung einer Schalttafel eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann dabei ein In-Mould-Coating angewandt werden, bei dem die Innenseite eines Formwerkzeugs, in dem das eigentliche Bauteil beispielsweise aus PU gespritzt wird, mit Lack beschichtet wird. Auf diese Lackschicht wird das PU gespritzt und nach einer Aushärtphase aus dem Werkzeug entnommen, wobei die Außenseite des auf diese Weise entstandenden Formteils die Lackierung trägt.
Bei der Fertigung einer Schalttafel eines Kraftfahrzeugs auf diese Weise muss der Lackiervorgang häufig unterbrochen werden, weil Lack in kleine Hohlräume eingebracht werden muss. Dies lässt sich nur mit kurzen Ansteuerzei ten für den eigentlichen Lackiervorgang durchführen. Die erfindungsgemäße Trennung der Beschichtungsleitungen 8 und der Steuerluftleitung 9 für den Reinigungs- und Spülvorgang einerseits sowie der Steuerluftleitung 7 für den Lackiervorgang andererseits ermöglicht diese kurzen Schaltzeiten, ohne dass andere Nachteile, wie große bei einem Farbwechsel zu reinigende Volumina, in Kauf genommen werden müssen.

1: Roboterarm
2: Sprühvorrichtung
3: Kupplungseinrichtung
4: Steuerluftleitung (Koppeln)
5: Hornluftleitung
6: Zerstäuberluftleitung
7: Steuerluftleitung (Lackieren)
8: Beschichtungsmaterialleitung
9: Steuerluftleitung (Reinigen/Spülen)
10: Andockfläche
11: Spannbolzen
12: Lagefixierstifte
13: Roboter
14: Schaltventil
15: 3/2-Wegeventil
16: Ablagestation

Claims

Sprühbeschichtungseinrichtung mit mindestens einer von einem Roboterarm (1) geführten Sprühvorrichtung (2), welche über flexible Leitungen (8) mit den erforderlichen Medien versorgt wird, wobei die Sprühvorrichtung (2) vom Roboterarm (1) automatisch trennbar und in einer Ablagestation (16) ablegbar ist, und wobei jede Sprühvorrichtung (2) ständig mit einer Beschichtungsmaterialleitung (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Betreiben der Sprühvorrichtung (2) notwendigen Luftleitungen (5, 6, 7) dem Roboterarm (1) zugeordnet sind und erst beim Andocken der jeweiligen Sprühvorrichtung (2) an den Roboterarm (1) mit der Sprühvorrichtung (2) verbunden werden.
Sprühbeschichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerluftleitung (9) für den Reinigungs- und Spülvorgang ständig mit der Sprühvorrichtung (2) verbunden ist.
Sprühbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der dem Roboterarm (1) zugeordneten Luftleitungen (5, 6, 7) eine derartige Länge aufweist, dass eine pneumatische Ansteuerzeit für das Lackieren von weniger als 100 ms, insbesondere von 40 ms bis 60 ms erzielt werden kann.
Sprühbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtungseinrichtung ein Schaltventil (14) umfasst, das die Sprühvorrichtung (2) entweder mit einer der dem Roboterarm (1) zugeordneten Luftleitungen (5, 6, 7) für den eigentlichen Lackiervorgang oder mit der außerhalb des Roboterarms (1) geführten Steuerluftlei tung (9) für den Reinigungs- und Spülvorgang verbinden kann.
Sprühbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtungseinrichtung für die Lackierung einer Schalttafel eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.
Sprühbeschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtungseinrichtung in einem In-Mould-Coating-Verfahren verwendet wird.