DE102015015090A1

DE102015015090A1 - Beschichtungsverfahren und entsprechende Beschichtungsanlage

Info

Publication number: DE102015015090A1
Application number: DE102015015090.1A
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg Fritz; Benjamin Wöhr; Marcus Kleiner; Moritz Bubek
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-05-24
Also published as: US20200038896A1; CN108698065B; US11192131B2; JP2018534139A; EP3377231A1; EP3377231B1; WO2017084748A1; US10493481B2; ES2791414T3; CN108698065A; US20180326442A1; JP6738418B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Bauteils (6) mit einem Beschichtungsmittel, mit den folgenden Schritten: – Bewegen eines Applikationsgeräts (8) über eine zu Beschichtende Bauteiloberfläche (7) des Bauteils (6), – Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (9) von dem Applikationsgerät (8) auf die zu beschichtende Bauteiloberfläche (7), – Definition von Schaltpunkten auf der Bauteiloberfläche (7) zum Auslösen einer Schaltaktion, insbesondere zum Einschalten oder Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls (9), und – Ausführen der Schaltaktion beim Erreichen eines der Schaltpunkte. Die Erfindung sieht folgende Schritte vor: – Markieren der Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche (7) durch Erzeugen einer Schaltmarkierung (13) auf der Bauteiloberfläche (7) an den einzelnen Schaltpunkten, einzelnen Schaltpunkten entsprechenden Schaltmarkierungen (13) beim Bewegen des Applikationsgerät (8), und – Ausführen der Schaltaktionen bei einer Erfassung der Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7). Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Beschichtungsanlage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Bauteils mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen oder Luftfahrtindustriebauteilen in einer Lackieranlage. Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Beschichtungsanlage.
Bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien oder Luftfahrtindustriebauteilen besteht teilweise das Bedürfnis, verschiedene Teile der Kraftfahrzeugkarosserie mit unterschiedlichen Farben zu lackieren. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, das Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie in einer anderen Farbe zu lackieren als die restliche Kraftfahrzeugkarosserie.
Bei einem Einsatz eines Rotationszerstäubers als Applikationsgerät muss die Kraftfahrzeugkarosserie bei einer solchen Kontrastlackierung zweimal hintereinander mit der jeweils gewünschten Farbe lackiert werden. Bei dem zweiten Lackiervorgang müssen dann diejenigen Oberflächenbereiche der Kraftfahrzeugkarosserie maskiert werden, die nicht mit der neuen Farbe lackiert werden. Dieses Maskieren der Kraftfahrzeugkarosserie ist aufwändig.
Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik (z. B. DE 10 2013 002 433 A1 , DE 10 2013 002 413 A1 , DE 10 2013 002 412 A1 , DE 10 2013 002 411 A1 ) bekannt, Applikationsgeräte und Applikationsprozesse einzusetzen, die einen eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl abgeben und deshalb eine randscharfe Beschichtung oder Lackierung ermöglichen.
Diese im oben genannten Stand der Technik beschriebene maskierungsfrei aufgetragene, randscharfe Beschichtung erzeugt keine Lack- oder Beschichtungsmittelverluste durch Overspray. Derartige ressourcenschonende Verfahren sind für eine Vielzahl von Anwendungen von Vorteil, wie z. B. für Beschichtungsprozesse.
Die gewollte und vorteilhafte Scharfkantigkeit der durch derartige Applikatoren erzeugten Lackierbahn erfordert eine im Vergleich zu zerstäubenden Applikatoren wesentlich höhere Genauigkeit der Ein- und Ausschaltorte.
Bei dem Einsatz solcher Applikationsgeräte zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien mit Kontrastfarben besteht die Notwendigkeit, dass der Beschichtungsmittelstrahl an bestimmten Schaltpunkten eingeschaltet bzw. abgeschaltet wird. Beim Übergang von einem nicht zu lackierenden Bereich auf einen zu lackierenden Bereich muss der Beschichtungsmittelstrahl an der Grenze zwischen den beiden Bereichen eingeschaltet werden. Umgekehrt muss der Beschichtungsmittelstrahl beim Übergang von einem zu lackierenden Bereich auf einen nicht zu lackierenden Bereich an der Grenze zwischen den beiden Bereichen abgeschaltet werden. Es ist deshalb aus dem Stand der Technik bekannt, bestimmte Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien zu programmieren, an denen der Beschichtungsmittelstrahl eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird. Diese Schaltpunkte werden üblicherweise anhand vorgegebener CAD-Daten (CAD: Computer Aided Design) der jeweiligen Kraftfahrzeugkarosserie programmiert.
Problematisch hierbei ist die Tatsache, dass in der Praxis räumliche Abweichungen auftreten können zwischen den eigentlich gewünschten Schaltpunkten einerseits und den in der Praxis realisierten Schaltpunkten andererseits.
Eine mögliche Ursache für solche Abweichungen zwischen den gewünschten Schaltpunkten einerseits und den praktisch realisierten Schaltpunkten andererseits besteht in einer Abweichung der realen äußeren Form der Kraftfahrzeugkarosserie von den vorgegebenen CAD-Daten.
Eine andere mögliche Ursache für solche Abweichungen besteht in den Signallaufzeiten von der Robotersteuerung zu dem Beschichtungsmittelventil, welches den Beschichtungsmittelstrahl freigibt bzw. sperrt. So kann beispielsweise eine Robotersteuerung eine Zykluszeit eines Steuerzyklus' von 4 ms haben, was bei einer Verfahrgeschwindigkeit von beispielsweise 1000 mm/s zu einem Verfahrweg von beispielsweise 4 mm führt, wobei sich dieser Verfahrweg auch über mehrere Steuerzyklen der Robotersteuerung aufsummieren kann. Diese Signallaufzeit von der Robotersteuerung zu dem Beschichtungsmittelventil führt zu einem verzögerten Schaltvorgang und damit zu einer Verschiebung des tatsächlichen Schaltpunktes gegenüber dem gewünschten Schaltpunkt.
Eine weitere mögliche Ursache für Abweichungen zwischen den gewünschten Schaltpunkten einerseits und den praktisch realisierten Schaltpunkten andererseits besteht in der Positionierung der Kraftfahrzeugkarosserie entlang der Lackierstraße, da diese Positionierung nicht absolut exakt erfolgt. So werden die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien von einem Förderer entlang der Lackierstraße durch die Lackieranlage gefördert, wobei der Förderer eine bestimmte Positionierungsungenauigkeit aufweist. Diese Positionierungsungenauigkeit führt ohne eine geeignete Kompensation zu einer entsprechenden räumlichen Abweichung zwischen den gewünschten Schaltpunkten einerseits und den praktisch realisierten Schaltpunkten andererseits.
Die räumliche Abweichung zwischen den gewünschten Schaltpunkten einerseits und den praktisch realisierten Schaltpunkten andererseits ist mit verschiedenen Nachteilen verbunden.
So müssen die programmierten Schaltpunkte zur Erreichung eines einwandfreien Beschichtungsergebnisses vorverlegt werden, damit auch unter Berücksichtigung einer möglichen Verschiebung des Schaltpunktes in der Praxis eine ausreichende Beschichtung erreicht wird, wobei diese Vorverlegung des programmierten Schaltpunktes zu einem erhöhten Lackverbrauch führt und mit einem Programmierungsaufwand verbunden ist.
Darüber hinaus kann es in der Praxis zu Einschalt- bzw. Ausschaltzeiten kommen, die nicht immer exakt reproduzierbar sind, da die Signale der Robotersteuerung nicht immer im selben Steuerzyklus schalten.
Schließlich besteht auch das Risiko einer Unterbeschichtung, wenn zum Beispiel der Ausschaltpunkt durch einen Fehlereinfluss zu früh liegt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend verbessertes Beschichtungsverfahren und eine entsprechend verbesserte Beschichtungsanlage zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Beschichtungsverfahren bzw. eine Beschichtungsanlage gemäß den Nebenansprüchen gelöst.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren sieht zunächst in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass ein Applikationsgerät über eine zu beschichtende Bauteilfläche des Bauteils (z. B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) bewegt wird, insbesondere mittels eines mehrachsigen Beschichtungsroboters mit einer seriellen Kinematik, wobei das Applikationsgerät vorzugsweise entlang einer programmierten Lackierbahn über die Bauteiloberfläche bewegt wird. Der Applikator kann jedoch auch mit einer anderen ein- oder mehrachsigen Bewegungsvorrichtung über das Bauteil geführt werden.
Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass das Applikationsgerät mindestens einen Beschichtungsmittelstrahl eines Beschichtungsmittels (z. B. Lack) auf die zu beschichtende Bauteiloberfläche abgibt, während das Applikationsgerät über die Bauteiloberfläche bewegt wird.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren werden hierbei bestimmte Schaltpunkte auf der zu beschichtenden Bauteiloberfläche definiert, an denen eine Schaltaktion ausgelöst werden soll, wie beispielsweise das Einschalten oder das Ausschalten des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls.
Während der Bewegung des Applikationsgerätes über die Bauteiloberfläche wird dann die gewünschte Schaltaktion (z. B. Einschalten oder Ausschalten des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls) ausgeführt, wenn ein Schaltpunkt erreicht wird.
Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Beschichtungsverfahren werden die Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche nur programmiert und sind somit auf der Bauteiloberfläche selbst nicht sichtbar. Dies führt zu den vorstehend beschriebenen Problemen, da die tatsächlichen Schaltpunkte von den programmierten Schaltpunkten räumlich abweichen können.
Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, dass die programmierten Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche durch Schaltmarkierungen markiert werden, wobei die einzelnen Schaltmarkierungen jeweils einem Schaltpunkt entsprechen.
Bei der Bewegung des Applikationsgerätes über die Bauteiloberfläche wird dann laufend überprüft, ob eine Schaltmarkierung erreicht wird. Beim Erfassen einer Schaltmarkierung wird dann die gewünschte programmierte (erwartete) Schaltaktion (z. B. Einschalten oder Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls) ausgeführt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schaltmarkierungen optische Schaltmarkierungen, die mittels einer Lichtquelle erzeugt werden, insbesondere mittels eines Lasers oder einer Laserdiode. Hierzu strahlt die Lichtquelle eine geeignete Lichtmarkierung (z. B. Lichtpunkt, Lichtlinie) auf die Bauteiloberfläche, um den Schaltpunkt mit einer entsprechenden Schaltmarkierung zu markieren.
Die optischen Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche werden mittels eines optischen Sensors (z. B. Kamera, CCD-Sensor) erfasst.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Applikationsgerät von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter mit einer seriellen Roboterkinematik über die Bauteiloberfläche bewegt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben wird.
Die Bewegung des Beschichtungsroboters wird hierbei von einer Robotersteuerung gesteuert, was ebenfalls an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Erzeugung der Schaltmarkierungen, die Erfassung der Schaltmarkierungen und/oder das Einschalten und Ausschalten des Applikationsgerätes wird dagegen vorzugsweise nicht von der Robotersteuerung gesteuert, sondern von einer Schaltpunktsteuerung.
Diese Aufgabenteilung zwischen der Robotersteuerung einerseits und der Schaltpunktsteuerung andererseits ist vorteilhaft, weil das dynamische Ansprechverhalten der Schaltpunktsteuerung und damit die Geschwindigkeit des Ansprechens auf die Schaltmarkierungen nicht durch die Dauer des Steuerzyklus' der Robotersteuerung beschränkt wird. So kann die Robotersteuerung mit einem Steuerzyklus von beispielsweise 4 ms arbeiten, da dieser Steuerzyklus ausreichend kurz für die Bewegung des Applikationsgerätes ist. Die Schaltpunktsteuerung kann dagegen mit einem kürzeren Steuerzyklus arbeiten, um ein möglichst schnelles Ansprechen auf die detektierten Schaltmarkierungen zu ermöglichen. Dadurch wird verhindert, dass beim Erkennen der einzelnen Schaltmarkierungen unerwünschte Schaltverzögerungen zwischen dem Erkennen der Schaltmarkierung und dem Ausführen der Schaltaktion (z. B. Einschalten oder Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls) auftreten.
In einer Erfindungsvariante ist die Schaltpunktsteuerung in die Robotersteuerung integriert. Beispielsweise können die Schaltpunktsteuerung einerseits und die Robotersteuerung andererseits als separate Software-Module oder als separate Hardware-Module in einer gemeinsamen Steuereinheit realisiert sein.
In einer anderen Erfindungsvariante ist die Schaltpunktsteuerung dagegen von der Robotersteuerung getrennt, d. h. die beiden Steuerungen sind nicht in einer gemeinsamen Steuereinheit angeordnet. Auch hierbei können die Schaltpunktsteuerung einerseits und die Robotersteuerung andererseits als separate Hardware-Module oder als separate Software-Module realisiert sein.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die gewünschten Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche durch Schaltmarkierungen markiert werden, beispielsweise durch optische Schaltmarkierungen, die von einem Laser auf die Bauteiloberfläche aufgestrahlt werden. Die Erzeugung dieser Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung von CAD-Daten de zu beschichtenden Bauteils, wobei die CAD-Daten die räumliche Form des Bauteils wiedergeben. Darüber hinaus wird vorzugsweise die räumliche Position des zu beschichtenden Bauteils ermittelt, beispielsweise durch Auslesen eines Bandgebers an dem Förderer der Lackierstraße. Die räumliche Position der Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche wird dann in Abhängigkeit von den CAD-Daten und in Abhängigkeit von der räumlichen Position des zu beschichtenden Bauteils festgelegt.
Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass von dem vorgegebenen und durch Schaltmarkierungen markierten Schaltpunkt weitere Schaltpunkte abgeleitet werden, die entlang der Bahnbewegung vorgelagert oder nachgelagert sind. Beispielsweise kann von dem eigentlichen Schaltpunkt ein Vorschaltpunkt abgeleitet werden, der auf der Lackierbahn vor dem Schaltpunkt liegt. Weiterhin kann von dem durch Schaltmarkierungen markierten Schaltpunkt ein Nachschaltpunkt abgeleitet werden, der auf der Lackierbahn hinter dem Schaltpunkt liegt. An dem Vorschaltpunkt, dem Schaltpunkt und dem Nachschaltpunkt können dann unterschiedliche Schaltaktionen ausgeführt werden.
Beispielsweise kann an dem Vorschaltpunkt ein Beschichtungsmittelventil geöffnet werden, welches den Beschichtungsmittelstrahl freigibt. Zu diesem Zeitpunkt bleibt dann zunächst eine Auffangvorrichtung aktiv, welche den abgegebenen Beschichtungsmittelstrahl auffängt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl zunächst noch nicht auf die Bauteiloberfläche gelangt.
An dem eigentlichen Schaltpunkt wird die Auffangvorrichtung inaktiv geschaltet, so dass der Beschichtungsmittelstrahl unmittelbar nach dem Schaltzeitpunkt auf die Bauteiloberfläche trifft.
An einem ersten Nachschaltpunkt kann dann wieder die Auffangvorrichtung aktiv geschaltet werden, so dass der Beschichtungsmittelstrahl unmittelbar nach dem Schaltzeitpunkt nicht mehr auf die Bauteiloberfläche auftrifft.
An einem zweiten Nachschaltpunkt kann dann schließlich das Beschichtungsmittelventil geschlossen werden, so dass der Beschichtungsmittelstrahl abgeschaltet wird.
Die Verwendung einer solchen Auffangvorrichtung bietet die Möglichkeit, dass der Beschichtungsmittelstrahl relativ plötzlich eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden kann, wobei keine transienten Übergangsvorgänge auftreten.
Die vorstehend erwähnte Auffangvorrichtung ist hinsichtlich Konstruktion und Betriebsweise auch in der parallelen und zeitgleich eingereichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel ”Beschichtungsvorrichtung und entsprechendes Betriebsverfahren” detailliert beschrieben. Der Inhalt dieser parallelen deutschen Patentanmeldung ist deshalb der vorliegenden Anmeldung hinsichtlich der Konstruktion und Betriebsweise der Auffangvorrichtung in vollem Umfang zuzurechnen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff einer Schaltaktion allgemein zu verstehen ist und nicht beschränkt ist auf das Einschalten bzw. Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls. Vielmehr kann auch allgemein ein Fluidstrom eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden, wie beispielsweise ein Luftstrom oder ein Lenkluftstrom eines Zerstäubers. Darüber hinaus kann die Schaltaktion im Einschalten oder Ausschalten einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung bestehen. Ferner kann die Schaltaktion in dem vorstehend erwähnten Aktivieren oder Inaktivieren einer Auffangvorrichtung bestehen oder allgemein eines Aktors. In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass die Schaltaktion nicht notwendigerweise in einem qualitativen Umschalten zwischen zwei Zuständen (EIN/AUS) besteht. Es besteht vielmehr im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass eine Schaltaktion in einer kontinuierlichen Änderung eines Betriebsparameters besteht.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass es sich bei den Schaltmarkierungen vorzugweise um optische Schaltmarkierungen handelt, die vorzugsweise durch Bestrahlung der Bauteiloberfläche mit Licht erzeugt werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass das Licht zur Erzeugung der Schaltmarkierungen wahlweise im sichtbaren Wellenlängenbereich, im infraroten Wellenlängenbereich oder im ultravioletten Wellenlängenbereich liegen kann.
In einer Erfindungsvariante ist das Licht der Lichtquelle breitbandig mit einem Wellenlängenspektrum mit einer Bandbreite von mindestens 100 nm, 250 nm oder 500 nm.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass das Licht der Wellenlänge ein schmalbandiges Wellenlängenspektrum mit einer Bandbreite von höchstens 50 nm, 25 nm, 10 nm oder höchstens 1 nm aufweist, um die Störanfälligkeit gegenüber Umgebungslicht zu verringern, wobei der optische Sensor dann in einem schmalbandigen Wellenlängenbereich empfindlich ist, der innerhalb des Wellenlängenspektrums der Lichtquelle liegt.
Zu der Lichtquelle ist auch zu erwähnen, dass die Lichtquelle wahlweise ortsfest oder räumlich beweglich angeordnet sein kann. In jedem Fall aber ist es vorgesehen, dass die Lichtquelle den Lichtstrahl räumlich bewegen kann, um die optische Schaltmarkierung an der gewünschten Stelle auf der Bauteiloberfläche zu erzeugen.
Zu der Schaltmarkierung auf der Bauteiloberfläche ist zu erwähnen, dass die Schaltmarkierung eine Lichtfläche, ein Lichtstreifen oder ein Lichtpunkt sein kann oder ein Lichtmuster enthalten kann.
Beispielsweise kann die Schaltmarkierung eine Umrandung einer zu beschichtenden Teilfläche auf der Bauteiloberfläche linienförmig markieren, wobei die zu beschichtende Teilfläche in diesem Fall von einem Lichtstreifen umgeben ist. Alternativ kann die Schaltmarkierung eine zu beschichtende Teilfläche auf der Bauteiloberfläche flächig markieren. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Schaltpunkte punktförmig markiert werden.
Hinsichtlich des Beschichtungsmittels ist die Erfindung nicht auf Lack beschränkt, sondern auch mit anderen Beschichtungsmitteln realisierbar, wie beispielsweise Klebstoff, Dichtmittel oder Dämmstoff, um nur einige Beispiele zu nennen.
Auch hinsichtlich des verwendeten Applikationsgerätes ist die Erfindung nicht auf einen bestimmten Typ eines Applikationsgerätes beschränkt. Beispielsweise kann es sich bei dem Applikationsgerät um einen Zerstäuber handeln, wie beispielsweise einen Rotationszerstäuber. Alternativ kann ein Applikationsgerät eingesetzt werden, das einen Tröpfchenstrahl des Beschichtungsmittelstrahls appliziert oder einen zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl. Derartige Applikationsgeräte sind aus den eingangs bereits erwähnten Patentanmeldungen DE 10 2013 002 412 A1 , DE 10 2013 002 413 A1 , DE 10 2013 002 433 A1 und DE 10 2013 002 411 A1 bekannt, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldungen der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise des Applikationsgerätes in vollem Umfang zuzurechnen ist.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass sich die Erfindung nicht nur zur Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen oder Anbauteilen für Kraftfahrzeuge eignen. Vielmehr können im Rahmen der Erfindung auch andere Typen von Bauteilen beschichtet werden.
Zu den Schaltpunkten ist zu erwähnen, dass diese vorzugsweise eine Grenze zwischen einem lackfreien Bereich und einem zu lackierenden Bereich anzeigen.
Ferner ist zu erwähnen, dass der optische Sensor vorzugsweise mechanisch mit dem Applikationsgerät verbunden ist und synchron mit dem Applikationsgerät über die Bauteiloberfläche bewegt wird.
Hierbei hat der optische Sensor vorzugsweise einen Detektionsbereich, welcher der Bewegung des Applikationsgeräts vorauseilt. Der optische Sensor schaut vorzugsweise auf der programmierten Lackierbahn voraus, um rechtzeitig eine Schaltmarkierung auf der Bauteiloberfläche erkennen zu können.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der optische Sensor getrennt von dem Applikationsgerät angeordnet ist, beispielsweise ortsfest.
Schließlich ist zu erwähnen, dass die Erfindung auch Schutz beansprucht für eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage, welche das vorstehend beschriebene Beschichtungsverfahren ausführt. Der Aufbau und die Funktionsweise dieser erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage ergeben sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung, so dass auf eine separate Beschreibung der Beschichtungsanlage verzichtet werden kann.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung 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 schematische Darstellung einer herkömmlichen Bahnlackierung, wobei der tatsächliche Schaltpunkt exakt mit dem programmierten Schaltpunkt übereinstimmt,
2 eine Abwandlung von 1, wobei der tatsächliche Schaltpunkt auf der Bahn vor dem programmierten Schaltpunkt liegt,
3 eine Abwandlung von 1, wobei der tatsächliche Schaltpunkt auf der Bahn hinter dem programmierten Schaltpunkt liegt,
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage, die Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche erkennt,
5 eine andere Darstellung der Beschichtungsanlage aus 4 mit einer zusätzlichen Schaltpunktsteuerung und einer Robotersteuerung,
6 ein Steuerdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsteilung zwischen der Robotersteuerung und der Schaltpunktsteuerung gemäß 5,
7 eine Abwandlung von 5,
8 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Erfindung,
9 ein Signaldiagramm des Ausgangssignals des Sensors zur Erkennung der Schaltmarkierungen,
10 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erzeugung der Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche,
11 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erkennung der Schaltmarkierungen auf der Bauteiloberfläche,
12A eine schematische Darstellung einer Auffangvorrichtung zum Auffangen des Beschichtungsmittelstrahls im inaktiven Zustand,
12B die Auffangvorrichtung aus 12A im aktivierten Zustand, sowie
13 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Vorschaltpunktes, eines Schaltpunktes und zweier Nachschaltpunkte auf einer programmierten Roboterbahn.
Die 1 bis 3 zeigen zunächst verschiedene Abbildungen zur Verdeutlichung einer bahnorientierten Lackierung. Dabei wird ein Applikationsgerät entlang einer Lackierbahn 1 über eine Bauteiloberfläche geführt, wobei das Applikationsgerät zunächst einen vorgegebenen (programmierten) lackfreien Bereich 2 passiert und dann einen vorgegebenen (programmierten) Lackierbereich 3 erreicht, der lackiert werden soll. Der Lackierbereich 3 ist hierbei von dem lackfreien Bereich 2 durch eine Grenze 4 getrennt. An der Grenze 4 zwischen dem lackfreien Bereich und dem Lackierbereich 3 liegt ein programmierter Einschaltpunkt 4.2, an dem das Applikationsgerät eingeschaltet werden soll, damit das Applikationsgerät dann anschließend den Lackierbereich 3 auf der Lackierbahn 1 lackiert.
Hierbei ist zu bemerken, dass in der Praxis der tatsächliche Einschaltpunkt 5 von dem programmierten Einschaltpunkt 4.2 abweicht, was zu Beschichtungsfehlern führt, wie nachfolgend erläutert wird.
In der Abbildung gemäß 1 fällt der tatsächliche Einschaltpunkt 5 dem programmierten Einschaltpunkt 4.2 zusammen und liegt exakt auf der Grenze 4, so dass keine Abweichung zwischen dem programmierten gewünschten Einschaltpunkt 4.2 und dem tatsächlichen Einschaltpunkt 5 auftritt.
Bei der Abbildung gemäß 2 liegt der tatsächliche Einschaltpunkt 5 dagegen auf der Lackierbahn 1 vor der Grenze 4 zwischen dem programmierten lackfreien Bereich 2 und dem programmierten Lackierbereich 3. Hierbei kommt es also zu einer unerwünschten Beschichtung des lackfreien Bereichs 2 zwischen dem Einschaltpunkt 5 und der Grenze 4 in einem Bereich 3.2, der eigentlich lackfrei sein sollte.
3 zeigt dagegen eine Abwandlung, bei welcher der tatsächliche Einschaltpunkt 5 auf der Lackierbahn 1 hinter der Grenze 4 zwischen dem programmierten lackfreien Bereich 2 und dem programmierten Lackierbereich 3 liegt. Dies hat zur Folge, dass es in dem programmierten Lackierbereich 3 auf der Lackierbahn 1 zwischen der Grenze 4 und dem Einschaltpunkt 5 in einem Bereich 3.3 zu einer Unterbeschichtung kommt.
Die 2 und 3 zeigen also verschiedene unerwünschte Abweichungen des tatsächlichen Einschaltpunktes 5 von dem programmierten Einschaltpunkt 4.2. Diese unerwünschten Abweichungen werden von der Erfindung verhindert oder zumindest verringert.
Es wird deshalb nun Bezug genommen auf das Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6. So zeigen die Zeichnungen ein zu beschichtendes Bauteil 6 (z. B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil), das eine Bauteiloberfläche 7 aufweist, auf die ein Applikationsgerät 8 einen Beschichtungsmittelstrahl 9 appliziert, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
Das Applikationsgerät 8 wird hierbei von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter 10 mit einer seriellen Roboterkinematik entlang der Lackierbahn 1 über die Bauteiloberfläche 7 geführt, was an sich ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Weiterhin zeigen die Zeichnungen einen Laser 11, der einen Laserstrahl 12 auf die Bauteiloberfläche 7 richtet und dadurch auf der Bauteiloberfläche 7 eine optisch sichtbare Schaltmarkierung 13 erzeugt. Der Laserstrahl 12 kann hierbei durch eine geeignete Ablenkvorrichtung so abgelenkt werden, dass die Schaltmarkierung 13 an der gewünschten Position auf der Bauteiloberfläche 7 erzeugt wird. Die Positionierung der Schaltmarkierungen 13 erfolgt hierbei in Abhängigkeit von vorgegebenen CAD-Daten des Bauteils 6 und in Abhängigkeit von der gemessenen Position des Bauteils 6.
Darüber hinaus zeigen die Zeichnungen, dass ein optischer Sensor 14 an dem Applikationsgerät 8 angebracht ist, wobei der optische Sensor 14 zusammen mit dem Applikationsgerät 8 von dem Beschichtungsroboter 10 über die Bauteiloberfläche 7 geführt wird.
Der optische Sensor 14 (z. B. Kamera) weist hierbei einen Detektionsbereich 15 auf, welcher dem Beschichtungsmittelstrahl 9 entlang der Lackierbahn 1 vorauseilt. Der optische Sensor 14 kann also bei einer Bewegung entlang der Lackierbahn im Voraus erkennen, ob eine der Schaltmarkierungen 13 auf der Bauteiloberfläche 7 erkennbar wird. Dieses Vorausschauen des optischen Sensors 14 ermöglicht ausreichend Zeit zum Einschalten bzw. Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls 9, damit der Beschichtungsmittelstrahl 9 möglichst exakt beim Passieren der Schaltmarkierung 13 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet wird.
Aus 5 ist weiterhin erkennbar, dass der Beschichtungsroboter 10 von einer herkömmlichen Robotersteuerung 16 angesteuert wird.
Darüber hinaus ist eine separate Schaltpunktsteuerung 17 vorgesehen, die eingangsseitig über einen Signalpfad 18 mit dem optischen Sensor 14 verbunden ist, um eine der Schaltmarkierungen 13 auf der Bauteiloberfläche 7 zu erkennen. Ausgangsseitig ist die Schaltpunktsteuerung 17 dagegen über einen Signalpfad 19 mit einem Beschichtungsmittelventil 20 in dem Applikationsgerät 8 verbunden, um den Beschichtungsmittelstrahl 9 einschalten bzw. ausschalten zu können.
Darüber hinaus ist die Robotersteuerung 16 über einen Signalpfad 21 mit der Schaltpunktsteuerung 17 verbunden, damit die Robotersteuerung 16 die Kontrolle der Schaltsignal-Vergabe an die Schaltpunktsteuerung 17 übergeben kann, wie in 6 dargestellt ist und nachfolgend beschrieben wird.
In einer Betriebsphase 22 steuert nur die Robotersteuerung 16 den Beschichtungsroboter 10.
In einer folgenden Betriebsphase 23 übergibt die Robotersteuerung 16 dann die Kontrolle an die Schaltpunktsteuerung 17, da die Robotersteuerung 16 eine Annäherung an einen programmierten Schaltpunkt erkennt.
In einer Betriebsphase 24 prüft die Schaltpunktsteuerung 17 durch eine Abfrage des optischen Sensors 14, ob eine der Schaltmarkierungen 13 erkannt wird.
In der Betriebsphase 25 wird dann eine der Schaltmarkierungen von der Schaltpunktsteuerung 17 erkannt. Daraufhin beginnt die Schaltpunktsteuerung 17 mit einer Ansteuerung eines Vorgangs. Der Begriff ”Vorgang” ist hierbei allgemein zu verstehen und kann beispielsweise in der Ansteuerung des Beschichtungsmittelventils 20 bestehen. Ganz allgemein kann der ”Vorgang” jedoch auch in der Steuerung einer Luftströmung, eines Lackflusses oder im Schalten (Einschalten oder Ausschalten) von Strom oder Licht bestehen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Während einer Betriebsphase 27 öffnet das Beschichtungsmittelventil 20 in dem Applikationsgerät 8, wodurch der Beschichtungsmittelstrahl 9 freigegeben wird.
Parallel dazu steuert die Robotersteuerung 16 während einer Betriebsphase 28 den Beschichtungsroboter 10 weiter an.
Die vorstehend beschriebene Aufgabenteilung zwischen der Robotersteuerung 16 einerseits und der Schaltpunktsteuerung 17 andererseits ist vorteilhaft, wie im Folgenden erläutert wird. So steuert die Robotersteuerung 16 üblicherweise den Beschichtungsroboter 10 mit einem bestimmten Steuerzyklus von beispielsweise 4 ms. Während dieses Steuerzyklus' kommt es bei einer Verfahrgeschwindigkeit von beispielsweise 1000 mm/s zu einem gewissen Verfahrweg von beispielsweise 4 mm, so dass die Robotersteuerung 16 den Schaltpunkt 13 nur mit einer entsprechenden Positionsungenauigkeit positionieren könnte.
Die Schaltpunktsteuerung 17 kann dagegen wesentlich schneller arbeiten und deshalb auch wesentlich schneller auf die Schaltmarkierungen 13 reagieren.
7 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß den 4 bis 6, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Schaltpunktsteuerung 17 in die Robotersteuerung 16 integriert ist.
8 zeigt verschiedene Positionen A, B und C des Applikationsgerätes 8 entlang einer programmierten Lackierbahn, wobei die Position A mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, während die Position B mit einer gestrichelten Linie bezeichnet ist, wohingegen die Position C durch eine gepunktete Linie wiedergegeben wird.
In der Position A kann der optische Sensor 14 die Schaltmarkierung 13 der Bauteiloberfläche 7 noch nicht erkennen. In der Position B liegt die Schaltmarkierung 13 auf der Bauteiloberfläche 7 dagegen innerhalb des Detektionsbereichs 15 des optischen Sensors 14, so dass eine Schaltaktion (z. B. Einschalten oder Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls 19) ausgelöst wird.
9 zeigt das zugehörige Ausgangssignal des optischen Sensors 14, wobei an der Position B ein Peak 29 erkennbar ist, der die Detektion der Schaltmarkierung 13 anzeigt.
10 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Erzeugung der Schaltmarkierungen 13 auf der Bauteiloberfläche 7 des zu beschichtenden Bauteils 6.
In einem ersten Schritt S1 wird zunächst die Position des Bauteils 6 entlang der Lackierstraße erfasst. Dies kann beispielsweise durch Auslesen eines Bandgebers des Förderers der Lackierstraße erfolgen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Anschließend wird in einem Schritt S2 die Position der gewünschten Schaltpunkte auf dem Bauteil 6 berechnet. Zum einen werden hierbei CAD-Daten des Bauteils 6 berücksichtigt, welche die räumliche Form des Bauteils 6 wiedergeben. Zum anderen wird hierbei auch die gemessene Position des Bauteils 6 entlang der Lackierstraßen berücksichtigt. Schließlich wird hierbei auch die programmierte Relativposition der vorgegebenen Schaltpunkte auf dem Bauteil 6 berücksichtigt, d. h. in einem bauteilbezogenen Koordinatensystem erfasst.
In einem weiteren Schritt S3 werden die Schaltmarkierungen 13 auf der Bauteiloberfläche 7 erzeugt, indem der Laser 11 den Laserstrahl 12 auf die Bauteiloberfläche 7 richtet.
11 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung der Betriebsweise der Schaltpunktsteuerung 17 beim Erkennen der Schaltmarkierungen.
In einem Schritt S1 wird das Applikationsgerät 8 von dem Beschichtungsroboter 10 entlang einer Lackierbahn über die Bauteiloberfläche 7 bewegt.
Hierbei wird in einem Schritt S2 laufend überprüft, ob auf der bevorstehenden Lackierbahn die Schaltmarkierung 13 sichtbar ist, die einen Schaltpunkt anzeigt.
Falls eine solche Schaltmarkierung 13 erkannt wird, so wird in einem Schritt S3 zu einem Schritt S4 übergegangen, in dem dann die gewünschte Schaltaktion ausgeführt wird, wie beispielsweise das Einschalten oder Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls 9.
Die 12A und 12B zeigen eine erfindungsgemäße Auffangvorrichtung 30 zum Auffangen des Beschichtungsmittelstrahls 9.
Die Auffangvorrichtung 30 besteht im Wesentlichen aus einer linear verfahrbaren Schneide 31, die von einem Aktor 32 in Richtung des Doppelpfeils linear verfahrbar ist, um wahlweise den Beschichtungsmittelstrahl 9 aufzufangen (vgl. 12B) oder freizugeben (vgl. 12A). Der Aktor 32 kann hierbei durch Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche 7 gesteuert werden, wie noch detailliert beschrieben wird.
Darüber hinaus zeigen die Zeichnungen auch eine Absaugleitung 33 und eine Fluidzuleitung 34. Die Absaugleitung 33 dient zur Absaugung des aufgefangenen Beschichtungsmittels im aktiven Zustand der Auffangvorrichtung 30 gemäß 12B. Die Fluidzuleitung 34 dient dagegen zur Zuführung eines Spülmittels, damit das Beschichtungsmittel in der Auffangvorrichtung 30 nicht verklumpt.
13 zeigt die Bewegung eines Applikationsgerätes entlang einer Lackierbahn 35, wobei nacheinander mehrere Punkte P1, P2, P3 und P4 passiert werden.
Der Punkt P2 ist hierbei der eigentliche Schaltpunkt, der durch eine Schaltmarkierung 13 auf der Bauteiloberfläche angezeigt wird. An dem Schaltpunkt P2 wird die Auffangvorrichtung 30 inaktiv geschaltet, wie in 12A dargestellt ist, so dass der Beschichtungsmittelstrahl 9 auf die Bauteiloberfläche 7 auftreffen kann.
Zuvor wurde bereits in dem Punkt P1 das Beschichtungsmittelventil 20 geöffnet.
In dem folgenden Schritt P3 wird dann die Auffangvorrichtung 30 aktiv geschaltet, wie in 12B dargestellt ist, so dass der Beschichtungsmittelstrahl 9 nicht mehr auf die Bauteiloberfläche auftrifft.
Schließlich wird das Beschichtungsmittelventil 20 in dem Punkt P4 geschlossen, so dass kein Beschichtungsmittelstrahl 9 mehr abgegeben wird.
Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass der Punkt P2 der eigentliche Schaltpunkt ist, der durch die Schaltmarkierung 13 angezeigt wird.
Bei dem Punkt P1 handelt es sich dagegen um einen Vorschaltpunkt, der von dem Schaltpunkt P2 abgeleitet wird.
Auch die Punkte P3 und P4 werden von dem eigentlichen Schaltpunkt P2 abgeleitet und liegen auf der Lackierbahn 35 hinter dem eigentlichen Schaltpunkt P2.
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 und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs.
Bezugszeichenliste

1: Lackierbahn
2: Lackfreier Bereich
3: Lackierbereich
3.2: Bereich des lackfreien Bereichs, der fehlerbedingt beschichtet wird
3.3: Bereich des Lackierbereichs, der fehlerbedingt nicht beschichtet wird
4: Grenze zwischen lackfreiem Bereich und Lackierbereich
4.2: Programmierter Einschaltpunkt
5: Tatsächlicher Einschaltpunkt
6: Bauteil
7: Bauteiloberfläche
8: Applikationsgerät
9: Beschichtungsmittelstrahl
10: Beschichtungsroboter
11: Laser
12: Laserstrahl
13: Schaltmarkierung
14: Optischer Sensor
15: Detektionsbereich des optischen Sensors
16: Robotersteuerung
17: Schaltpunktsteuerung
18: Signalpfad vom Sensor zur Schaltpunktsteuerung
19: Signalpfad von der Schaltpunktsteuerung zum Beschichtungsmittelventil
20: Beschichtungsmittelventil
21: Signalpfad von der Robotersteuerung zur Schaltpunktsteuerung
22–28: Betriebsphasen
29: Peak des Sensorsignals an der Schaltmarkierung
30: Auffangvorrichtung
31: Schneide zum Auffangen des Beschichtungsmittelstrahls
32: Aktor zum Verschieben der Schneide
33: Absaugleitung
34: Fluid-Zuleitung
35: Lackierbahn
P1–P4: Schaltpunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013002433 A1 [0004, 0049]
DE 102013002413 A1 [0004, 0049]
DE 102013002412 A1 [0004, 0049]
DE 102013002411 A1 [0004, 0049]

Claims

Beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Bauteils (6) mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen oder eines Luftfahrtindustriebauteils in einer Lackieranlage, mit den folgenden Schritten: a) Bewegen eines Applikationsgeräts (8) über eine zu Beschichtende Bauteiloberfläche (7) des Bauteils (6), insbesondere mittels eines mehrachsigen Beschichtungsroboters (10), insbesondere entlang einer programmierten Lackierbahn (1; 35), b) Definition von bestimmten Schaltpunkten auf der zu beschichtenden Bauteiloberfläche (7) zum Auslösen einer Schaltaktion, insbesondere zum Einschalten oder Ausschalten eines Beschichtungsmittelstrahls (9) an den Schaltpunkten, und c) Ausführen der Schaltaktion beim Erreichen eines der Schaltpunkte, gekennzeichnet durch folgende Schritte: d) Markieren der Schaltpunkte auf der Bauteiloberfläche (7) durch Erzeugen einer Schaltmarkierung (13) auf der Bauteiloberfläche (7) an den einzelnen Schaltpunkten, e) Erfassen der den einzelnen Schaltpunkten entsprechenden Schaltmarkierungen (13) beim Bewegen des Applikationsgerät (8), und f) Ausführen der Schaltaktionen jeweils bei einer Erfassung der einzelnen Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7).
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schaltmarkierungen (13) optische Schaltmarkierungen (13) sind, und/oder b) dass die optischen Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7) mittels einer Lichtquelle (11) erzeugt werden, insbesondere mittels eines Lasers (11) oder einer Laserdiode, und/oder c) dass die optischen Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7) mittels eines optischen Sensors (14) erfasst werden.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Applikationsgerät (8) von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter (10) über die Bauteiloberfläche (7) bewegt wird, wobei der Beschichtungsroboter vorzugsweise ein Knickarmroboter oder eine Linearmaschine ist, b) dass die Bewegung des Beschichtungsroboters (10) von einer Robotersteuerung (16) gesteuert wird, und c) dass die Erzeugung der Schaltmarkierungen (13), die Erfassung der Schaltmarkierungen (13) und/oder das Einschalten und Ausschalten des Applikationsgeräts (8) von einer Schaltpunktsteuerung (17) gesteuert wird.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schaltpunktsteuerung (17) in die Robotersteuerung (16) integriert ist, und/oder b) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Software-Module in einer gemeinsamen Steuereinheit realisiert sind, oder c) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Hardware-Module in einer gemeinsamen Steuereinheit realisiert sind,
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schaltpunktsteuerung (17) von der Robotersteuerung (16) getrennt ist, b) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Hardware-Module realisiert sind, und/oder c) dass die Schaltpunktsteuerung (17) ein schnelleres Ansprechverhalten aufweist als die Robotersteuerung (16), um eine möglichst schnelle Reaktion auf die Schaltpunkte zu ermöglichen.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellung von CAD-Daten des zu beschichtenden Bauteils (6), wobei die CAD-Daten die räumliche Form des Bauteils (6) wiedergeben, b) Erfassen der räumlichen Position des zu beschichtenden Bauteils (6), insbesondere entlang einer Lackierstraße, und c) Festlegung der räumlichen Position der Schaltmarkierungen (13) in Abhängigkeit von der erfassten räumlichen Position des zu beschichtenden Bauteils (6) und in Abhängigkeit von den CAD-Daten des zu beschichtenden Bauteils (6).
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte beim Erkennen einer Schaltmarkierung (13) auf der Bauteiloberfläche (7): a) Festlegung eines Vorschaltpunkts (P1), der auf der Lackierbahn (1; 35) vor dem Schaltpunkt (P2) liegt, der der erkannten Schaltmarkierung (13) zugeordnet ist, b) Festlegung eines Nachschaltpunkts (P3, P4), der auf der Lackierbahn (1; 35) hinter dem Schaltpunkt (P2) liegt, der der erkannten Schaltmarkierung (13) zugeordnet ist, c) Ausführung unterschiedlicher Schaltaktionen an dem Vorschaltpunkt (P1), dem Schaltpunkt (P2) und dem Nachschaltpunkt (P3, P4).
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch a) folgende Schaltaktionen an dem Vorschaltpunkt (P1): a1) Öffnen eines Beschichtungsmittelventils, um den Beschichtungsmittelstrahl (9) einzuschalten, und a2) Bewegen einer Auffangvorrichtung (30) in eine aktive Auffangstellung, in der die Auffangvorrichtung (30) den Beschichtungsmittelstrahl (9) aufnimmt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (9) nicht auf die Bauteiloberfläche (7) gelangt, b) folgende Schaltaktionen an dem Schaltpunkt (P2): b1) Offen halten des Beschichtungsmittelventils, b2) Bewegen der Auffangvorrichtung (30) in eine inaktive Stellung, in der die Auffangvorrichtung (30) den Beschichtungsmittelstrahl (9) nicht aufnimmt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (9) auf die Bauteiloberfläche (7) gelangt, c) folgende Schaltaktionen an dem Nachschaltpunkt (P3, P4): c1) Schließen des Beschichtungsmittelventils, und/oder c2) Bewegen der Auffangvorrichtung (30) in die Auffangstellung, in der die Auffangvorrichtung (30) den Beschichtungsmittelstrahl (9) aufnimmt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (9) nicht auf die Bauteiloberfläche (7) gelangt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Schaltpunkten jeweils mindestens eine der folgenden Schaltaktionen ausgeführt wird: a) Einschalten oder Ausschalten eines Fluidstroms, insbesondere des Beschichtungsmittelstrahls (9) oder eines Luftstrahls, insbesondere eines Lenkluftstrahls zur Formung des Beschichtungsmittelstrahls (9), b) Einschalten oder Ausschalten einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung, c) Aktivieren oder Inaktivieren einer Auffangvorrichtung (30), die im aktivierten Zustand den Beschichtungsmittelstrahl (9) vor dem Auftreffen auf die Bauteiloberfläche (7) auffängt.
Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die optischen Schaltmarkierungen (13) erzeugt werden durch Bestrahlung der Bauteiloberfläche (7) mit Licht a1) im sichtbaren Wellenlängenbereich oder a2) im infraroten Wellenlängenbereich oder a3) im ultravioletten Wellenlängenbereich, und/oder b) dass das Licht der Lichtquelle (11) b1) breitbandig ist mit einem Wellenlängenspektrum mit einer Bandbreite von mindestens 100 nm, 250 nm oder 500 nm, oder b2) ein schmalbandiges Wellenlängenspektrum mit einer Bandbreite von höchstens 50 nm, 25 nm, 10 nm oder 1 nm aufweist, um die Störanfälligkeit gegenüber Umgebungslicht zu verringern, wobei der optische Sensor (14) in einem schmalbandigen Wellenlängenbereich empfindlich ist, der innerhalb des Wellenlängenspektrums der Lichtquelle (11) liegt, und/oder c) dass die Lichtquelle (11) zur Erzeugung der optischen Schaltmarkierungen (13) c1) ortsfest oder c2) räumlich beweglich angeordnet ist, und/oder d) dass die Schaltmarkierung (13) auf der Bauteiloberfläche (7) d1) eine Lichtfläche oder d2) ein Lichtstreifen oder d3) ein Lichtpunkt ist oder d4) ein Lichtmuster enthält, und/oder e) dass die Schaltmarkierung (13) e1) eine Umrandung einer zu beschichtenden Teilfläche auf der Bauteiloberfläche (7) linienförmig markiert, oder e2) eine zu beschichtenden Teilfläche auf der Bauteiloberfläche (7) flächig markiert, oder e3) einen der Schaltpunkte punktförmig markiert, und/oder f) dass das Beschichtungsmittel f1) ein Lack, f2) ein Klebstoff, f3) ein Dichtmittel oder f4) ein Dämmstoff ist, und/oder g) dass das Applikationsgerät (8) g1) ein Zerstäuber ist, insbesondere ein Rotationszerstäuber, oder g2) einen Tröpfchenstrahl des Beschichtungsmittels appliziert oder g3) den Beschichtungsmittelstrahl (9) als zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl (9) appliziert, und/oder h) dass das zu beschichtende Bauteil (6) h1) ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil, h2) ein Anbauteil für ein Kraftfahrzeug oder h3) ein Luftfahrtbauteil ist, und/oder i) dass die Schaltpunkte jeweils eine Grenze (4) zwischen einem lackfreien Bereich (2) und einem zu lackierenden Bereich (3) anzeigen, und/oder j) dass der optische Sensor (14) j1) mechanisch mit dem Applikationsgerät (8) verbunden ist und synchron mit dem Applikationsgerät (8) über die Bauteiloberfläche (7) bewegt wird, oder j2) mechanisch von dem Applikationsgerät (8) getrennt ist, und/oder k) dass der optische Sensor (14) einen Detektionsbereich (15) aufweist, welcher der Bewegung des Applikationsgeräts (8) vorauseilt.
Beschichtungsanlage zur Beschichtung eines Bauteils (6) mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Ausführung des Beschichtungsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch a) eine Markierungseinrichtung (11) zur Erzeugung von Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7) des zu beschichtenden Bauteils (6), wobei die Schaltmarkierungen (13) Schaltpunkte anzeigen, an denen die Beschichtungsanlage eine Schaltaktion ausführen soll, und b) einen Sensor (14) zur Erfassung der Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7).
Beschichtungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Markierungseinrichtung (11) eine Lichtquelle (11) aufweist, insbesondere einen Laser (11) oder eine Laserdiode, und die optische Schaltmarkierung (13) auf der Bauteiloberfläche (7) erzeugt, und/oder b) dass der Sensor (14) ein optischer Sensor (14) ist, insbesondere eine Kamera.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 12, gekennzeichnet durch a) eine Schaltpunktsteuerung (17) zur Steuerung der Schaltaktionen, b) wobei die Schaltpunktsteuerung (17) eingangsseitig mit dem Sensor (14) verbunden ist, um die Schaltmarkierung (13) zu erkennen, c) während die Schaltpunktsteuerung (17) ausgangsseitig mit einem Aktor verbunden ist, insbesondere mit einem Beschichtungsmittelventil, um die Schaltaktion auszulösen, wenn der Sensor (14) eine der Schaltmarkierungen (13) auf der Bauteiloberfläche (7) erkennt.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch a) ein Applikationsgerät (8) zur Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (9) auf die Bauteiloberfläche (7), b) einen mehrachsigen Beschichtungsroboter (10), der das Applikationsgerät (8) über die Bauteiloberfläche (7) führt, wobei der Beschichtungsroboter vorzugsweise ein Knickarmroboter oder eine Linearmaschine ist, und c) eine Robotersteuerung (16), die den Beschichtungsroboter (10) steuert, damit das Applikationsgerät (8) eine programmierte Bewegung über die Bauteiloberfläche (7) ausführt.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schaltpunktsteuerung (17) in die Robotersteuerung (16) integriert ist, und/oder b) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Software-Module in einer gemeinsamen Steuereinheit realisiert sind, oder c) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Hardware-Module in einer gemeinsamen Steuereinheit realisiert sind.
Beschichtungsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schaltpunktsteuerung (17) von der Robotersteuerung (16) getrennt ist, b) dass die Schaltpunktsteuerung (17) einerseits und die Robotersteuerung (16) andererseits als separate Hardware-Module realisiert sind, und/oder c) dass die Schaltpunktsteuerung (17) ein schnelleres Ansprechverhalten aufweist als die Robotersteuerung (16), um eine möglichst schnelle Reaktion auf die Schaltpunkte zu ermöglichen.
Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass zum Auffangen des Beschichtungsmittelstrahls (9) eine Auffangvorrichtung (30) vorgesehen ist, b) dass die Auffangvorrichtung (30) beweglich ist zwischen einer aktiven Auffangstellung und einer inaktiven Stellung, c) dass die Auffangvorrichtung (30) in der Auffangstellung den Beschichtungsmittelstrahl (9) aufnimmt und dadurch verhindert, dass der Beschichtungsmittelstrahl (9) die Bauteiloberfläche (7) erreicht, und d) dass die Auffangvorrichtung (30) in der inaktiven Stellung den Beschichtungsmittelstrahl (9) nicht aufnimmt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (9) die Bauteiloberfläche (7) erreicht.