DE102017208103A1 - Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen Beschichtung eines Substrats - Google Patents

Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen Beschichtung eines Substrats Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen Beschichtung eines Substrats, insbesondere eines Fahrzeug-Karosseriebauteils oder eines Fahrzeuganbauteils, umfassend zumindest die Schritte Beschichten des Substrats mit der Beschichtung, automatisches Überprüfen der Beschichtung, Erkennen von Fremdkörpern in der Beschichtung und Ermitteln der Position der Fremdkörper, automatisches Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) in der flüssigen Beschichtung, bevor die Beschichtung getrocknet und verfestigt ist und Trocknen, Nachkontrolle nach dem automatischen Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) und vor dem Verfestigen der Beschichtung, bei der die Beschichtung auf verbleibende Fremdkörper geprüft wird, sowie Verfestigen der Beschichtung nachdem der/die Fremdkörper entfernt wurde(n).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen bzw. nicht ausgehärteten Beschichtung eines Substrats, insbesondere eines Fahrzeug-Karosseriebauteils oder Fahrzeuganbauteils.
  • Im Stand der Technik sind verschiedene Methoden zur Vermeidung von Beschichtungsfehlern bekannt. Diese korrigieren die Beschichtung meist erst nach dem Aushärten bzw. Verfestigen der Beschichtung. Insbesondere im Bereich der Automobilindustrie ist es von großer Bedeutung Substrate, wie beispielsweise Fahrzeug-Karosseriebauteile, fehlerfrei zu beschichten. Die Beschichtung ist hierbei meist ein Lack oder eine Grundierung für einen Lack, die fehlerfrei auf das Substrat, das Karosseriebauteil oder ein bereits beschichtetes Karosseriebauteil aufgebracht werden soll. Die Fehlerfreiheit der Beschichtung ist ausschlaggebend für sowohl die ästhetische Wahrnehmung als auch für die Nutzung technischer Effekte, wie zum Beispiel das Strömungsverhalten des Fahrzeugs. Daher werden zur Korrektur möglicher Beschichtungsfehler in der Produktion oft eigene Prozessflächen bereitgestellt, auf denen Personal nach Beschichtungsfehlern sucht und diese, falls Beschichtungsfehler gefunden werden, entfernt. Dies sind meist manuelle Prozesse, die aufgrund der Personalkosten, der bereitzustellenden Flächen und der jeweiligen Fähigkeiten des Personals teuer, zeitaufwändig und unzuverlässig sind.
  • Hinzukommt, dass aufgrund der für die Fehlerkorrektur verwendeten Werkzeuge bzw. Werkzeugvorrichtungen, wie beispielsweise in der DE 195 39 065 A1 vorgeschlagen, nur einfache Flächen ohne komplexe geometrische Umformungen korrigierbar sind. Das in der Druckschrift vorgeschlagene Werkzeug muss auf dem Substrat aufgesetzt werden, sodass für einen Beschichtungsfehler, der beispielsweise in einer Umformfläche liegt, das Werkzeug auf die jeweilige Fläche angepasst werden müsste, was teuer und zeitintensiv ist. Desweiteren ist mit dem vorgeschlagenen Verfahren der Druckschrift nur eine Fehlerkorrektur an einer ausgehärteten Beschichtung möglich, da durch die Positionierung der Werkzeugvorrichtung auf dem Substrat zusätzliche Beschichtungsfehler in die noch unvernetzte bzw. nicht ausgehärtete Beschichtung eingebracht werden.
  • Durch die verschiedenen Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, werden Beschichtungsfehler im allgemeinen nicht behoben, sondern lediglich kaschiert, indem nur Teile des Beschichtungsfehlers entfernt werden oder ganze Bereiche der Beschichtung entfernt und neu aufgetragen werden.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorbesagten Nachteile zu überwinden und ein Verfahren zu automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer Beschichtung bereitzustellen, das günstig, einfach und schnell durchzuführen ist und durch das Beschichtungsfehler rückstandsfrei korrigiert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird hierzu ein Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen Beschichtung eines Substrats vorgeschlagen. Das Substrat, insbesondere ein Fahrzeug-Karosseriebauteil, kann dabei selbst bereits mit einer unter der jeweiligen Beschichtung liegenden vorausgegangenen Beschichtung beschichtet sein. Fremdkörper, die in dem fertig beschichteten Substrat nach der Verfestigung bzw. der Trocknung oder der Aushärtung der Beschichtung Beschichtungsfehler verursachen können, sind beispielsweise Fasern, Haare, Staubpartikel, Luftblasen sowie Klumpen bzw. Anhäufungen des Materials der Beschichtung, die auf oder in der Beschichtung liegen.
  • Das Verfahren für die automatische Entfernung umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    • • Beschichten des Substrats mit der Beschichtung;
    • • Automatisches Überprüfen der Beschichtung, Erkennen von Fremdkörpern in der Beschichtung und Ermitteln der Position der Fremdkörper;
    • • Automatisches Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) in der flüssigen Beschichtung, bevor die Beschichtung getrocknet und verfestigt ist;
    • • Nachkontrolle nach dem automatischen Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) und vor dem Verfestigen der Beschichtung, bei der die Beschichtung auf verbleibende Fremdkörper geprüft wird;
    • • Trocknen und Verfestigen der Beschichtung nachdem der/die Fremdkörper entfernt wurde(n).
  • Insbesondere die Schritte nach der Beschichtung des Substrats und vor dem Trocknen und Verfestigen der Beschichtung können mehrfach bzw. iterativ durchgeführt werden, bis alle erkannten Fremdkörper bzw. alle entfernbaren Fremdkörper entfernt bzw. korrigiert wurden. Um das Verfahren vollständig zu automatisieren und eine Nachkontrolle durch Personal überflüssig zu machen, wird nach dem automatischen Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) und vor dem Verfestigen bzw. Trocknen der Beschichtung eine automatische Nachkontrolle durchgeführt. Die Nachkontrolle erfolgt auch nach dem optionalen Auffüllen und kontrolliert, ob zumindest alle erkannten Fremdkörper entfernt wurden, wodurch die Beschichtung auf eventuell verbleibende Fremdkörper überprüft wird. Bei der Nachkontrolle wird eine Klassifikation der einzelnen Bereiche in denen Beschichtungsfehler erkannt wurden durchgeführt und eine Wiederholung der vorangehenden Schritte ausgelöst, wenn die Bereiche als „nicht in Ordnung“ klassifiziert werden. Falls der jeweilige Fremdkörper nicht entfernbar ist bzw. andere Beschichtungsfehler erkannt werden, wird das Substrat bei der Nachkontrolle automatisch als Ausschuss klassifiziert oder zur manuellen Nachbehandlung ausgeschleust. Mögliche Klassifikationen sind „in Ordnung“, „nicht in Ordnung“ und „Ausschuss“.
  • Vorteilhaft für das Verfahren ist ferner, dass die Fremdkörper bei dem Erkennen der Fremdkörper und der Ermittlung ihrer Position nach ihrer Größe, ihrer Form und/oder ihrer Art klassifiziert werden. In Abhängigkeit der Klassifizierung kann nachfolgend ein auf den jeweiligen Fremdkörper abgestimmtes Verfahren zu seiner Entfernung und einer eventuellen anschließenden Weiterbehandlung, wie beispielsweise Auffüllen, bestimmt werden. Durch die Klassifikation nach ihrer jeweiligen Art, kann beispielsweise das dafür am besten geeignete Werkzeug ausgewählt werden. Zur Entfernung von Fasern ist beispielsweise ein Mikrogreifer ein passendes Werkzeug, wohingegen Lufteinschlüsse in der Beschichtung mit einem pipetten- oder spritzenartigen Werkzeug aus der Beschichtung entfernbar sind. Insbesondere Lufteinschlüsse können durch eine Doppelspritzenanordnung korrigiert bzw. entfern werden, indem durch eine erste Nadel des spritzenartigen Werkzeugs die Luft entfernt und durch eine direkt benachbart zu der ersten Nadel angeordnete zweite Nadel ein Füllmaterial eingespritzt wird, wobei die Volumina der entfernten Luft und des eingebrachten Füllmaterials identisch sind. Durch die Doppelspritzenanordnung sind Unterdruck- und Füllwerkzeug in einem Werkzeug integriert, sodass zwischen den jeweiligen Schritten des Verfahrens kein Werkzeugwechsel notwendig ist und das Verfahren dadurch genauer und schneller durchgeführt werden kann. Die jeweilige Größe eines Fremdkörpers bestimmt die Größe des Werkzeugs zur Entfernung des Fremdkörpers, sodass in der unvernetzten bzw. der noch flüssigen Beschichtung ein minimaler Eingriff erfolgen kann, wodurch die Beschichtung nur im Bereich des Fremdkörpers bearbeitet werden muss. Als Alternative zum Auffüllen ist die Beschichtung im Bereich des entfernten Fremdkörpers durch andere Nachbehandlungsverfahren egalisierbar. Beispielsweise können durch eine oder mehrere Druck- oder Heißluftdüse(n) ein Luftstrahl bzw. Luftstrahlen auf den Bereich aufgebracht werden, sodass die Beschichtung gezielt egalisiert werden kann. Insbesondere durch eine oder mehrere Heißluftdüse(n) ist die Viskosität der Beschichtung in dem betreffenden Bereich erniedrigbar, sodass sich die Oberfläche der Beschichtung durch das Fließverhalten des Beschichtungsmaterials egalisiert.
  • In Abhängigkeit des entfernten Fremdkörpers kann es dazu kommen, dass die Beschichtung sich nicht von alleine egalisiert. Dadurch ist es möglich, dass die Beschichtung in dem Bereich, aus dem der Fremdkörper entfernt wurde, nicht eben ausgebildet ist und Einsenkungen zurück bleiben. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht daher nach dem Entfernen des Fremdkörpers und vor dem Trocknen ein Auffüllen der Beschichtung mit einem Füllmaterial vor. Das Auffüllen ist abhängig von der Klassifikation des bzw. der Fremdkörper(s) und/oder von der Klassifikation des Bereichs in dem der bzw. die Fremdkörper entfernt wurden. Das Auffüllen erfolgt nur, falls Einsenkungen in der Beschichtung zurückbleiben würden und eine solche Nachbehandlung daher nötig ist, um eine ebene Oberfläche der Beschichtung nach dem Trocknen bzw. Aushärten auszubilden. Das Füllmaterial entspricht jeweils einem Material der Beschichtung aus der der Fremdkörper entfernt wurde und stammt vorzugsweise aus derselben Liefercharge oder weist zumindest gleiche oder sehr ähnliche optische und/oder chemische Eigenschaften auf, um Abweichungen in Färbung oder optischer Wirkung gegenüber der umliegenden Beschichtung zu vermeiden und die Verbindung des Füllmaterials mit dem Material der umliegenden Beschichtung zu begünstigen. Die Beschichtung wird jeweils nur an der Position aufgefüllt bzw. nachbehandelt, an der der Fremdkörper entfernt wurde, um eine minimale Veränderung der ursprünglichen Beschichtung zu erreichen. Das Füllmaterial wird, in Abhängigkeit des jeweiligen Klassifikation des entfernten Fremdkörpers oder der Klassifikation des Bereichs aus dem der Fremdkörper entfernt wurde, beim Auffüllen durch ein Füllwerkzeug, beispielsweise ein pipetten- oder spritzenartiges Werkzeug, in die Beschichtung ein- oder auf die Oberfläche der Beschichtung aufgebracht.
  • Um einen minimalen Eingriff in die ursprüngliche Beschichtung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft das jeweilige Werkzeug zur Entfernung des Fremdkörpers auf den Fremdkörper anzupassen und daher in einer Weiterbildung des Verfahrens jeweils verschiedene Werkzeuge für verschiedene Fremdkörper vorzusehen. Beispielsweise wird ein Fremdkörper beim Entfernen durch Unterdruck in ein Unterdruckwerkzeug, wie ein pipetten- oder spritzenartig ausgebildetes Werkzeug, gesaugt oder durch ein Greifwerkzeug, wie ein pinzetten- oder mikrogreiferartiges Werkzeug, gegriffen und entfernt, indem das Unterdruck- oder Greifwerkzeug auf die Position des Fremdkörpers bewegt wird und der Fremdkörper eingesaugt oder gegriffen wird. Für das Verfahren stehen jeweils verschiedene Werkzeuge, wie beispielsweise Unterdruckwerkzeuge oder Greifwerkzeuge, in verschiedenen Größen zur Verfügung. Zur Entfernung eines Fremdkörpers, der beispielsweise als metallisch klassifiziert ist, ist die Entfernung durch ein magnetisierbares Greifwerkzeug möglich.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Unterdruckwerkzeug oder das Greifwerkzeug zur Entfernen des Fremdkörpers in Abhängigkeit von der Klassifikation des Fremdkörpers gewählt wird, sodass für jeden Fremdkörper bei dessen Entfernung das dafür passende Werkzeug verwendet wird.
  • Das Erkennen und/oder das Entfernen des Fremdkörpers werden/wird bei einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vollautomatisch von zumindest einem Roboter durchgeführt. Der Roboter nimmt hierfür in Abhängigkeit des jeweils durchgeführten Schrittes und der Klassifikation des Fremdkörpers das Füllwerkzeug, die Sensorvorrichtung, das Unterdruckwerkzeug und/oder das Greifwerkzeug an einem Ende eines Roboterarms auf, bringt das jeweilige Werkzeug abhängig von dem durchzuführenden Verfahrensschritt von einer Bereithalte- in eine Bearbeitungsposition und führt das jeweilige Werkzeug an die zur Durchführung des Schrittes nötige Position. Beispielsweise greift der Roboter durch ein Greifwerkzeug bei der Entfernung des Fremdkörpers den Fremdkörper und entfernt diesen aus bzw. von der Beschichtung. Die Werkzeuge werden in einer Bereithalteposition in einer Werkzeugvorrichtung an einem Roboterarm des Roboters gehalten und durch Rotation in die Bearbeitungsposition gebracht. Alternativ sind die Werkzeuge in einem Werkzeugmagazin angeordnet und befinden sich dort in ihrer Bereithalteposition. Die Werkzeuge können dann von ihrer Bereithalteposition im Werkzeugmagazin von dem Roboter aufgenommen und so in ihre Bearbeitungsposition gebracht werden. Um eine Vermischung von Beschichtungsmaterialien zu vermeiden, die an den jeweiligen Werkzeugen anhaften können, werden die Werkzeuge, zumindest nach der Durchführung des Schrittes in dem sie jeweils benötigt werden, gereinigt.
  • Zur Vereinfachung der Positionsbestimmung von Fremdkörpern ist das Überprüfen der Beschichtung und Erkennen von Fremdkörpern bei einer Weiterbildung des Verfahrens in eine Groberkennung und eine Feinerkennung unterteilt. Die Groberkennung ermittelt zunächst die ungefähre Position eines oder möglichst vieler Fremdkörper(s). Die Feinerkennung kann direkt darauf folgend für alle erkannten Fremdkörper erfolgen oder jeweils für einen Fremdkörper direkt vor der Entfernung des jeweiligen Fremdkörpers durchgeführt werden. Die Grob- und die Feinerkennung werden automatisch durch ein Kamerasystem, das aus einer oder mehreren Kamera(s) bestehen kann, durchgeführt. Das Kamerasystem kann gegenüber dem Substrat fest montiert sein, beispielsweise in einer dafür vorgesehenen Bearbeitungszelle, oder kann als Werkzeug von dem Roboter aufgenommen werden. Das Kamerasystem ist vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor Nebel aus dem Beschichtungsmaterial wie Lacknebel, geschützt ausgebildet. Die Positionen der Fremdkörper werden jeweils so bestimmt, dass sie in ein Koordinatensystem des Roboters transformierbar sind, sodass dem Roboter die Positionen der Fremdkörper mitgeteilt werden können und dieser die Positionen anfahren kann.
  • Zur Beschleunigung der Positionsbestimmung sind für Grob- und Feinerkennung unterschiedliche Genauigkeiten vorteilhaft. Bei der Groberkennung wird bzw. werden daher ein oder mehrere Fremdkörper auf dem Substrat erkannt, wobei jeweils ein Bereich mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 cm ermittelt wird, in dem die der jeweilige Fremdkörper positioniert ist. Die Position der erkannten Fremdkörper ist dadurch näherungsweise bekannt und kann bei der Feinerkennung genauer bestimmt werden.
  • In einer Weiterbildung wird bei der Feinerkennung der bei der Groberkennung ermittelte Bereich verkleinert und dadurch ein Feinbereich mit einem Durchmesser unter 0,2 cm bestimmt, in dem der jeweilige Fremdkörper positioniert ist. Der Feinbereich hat vorzugsweise einen Durchmesse zwischen 1 mm und 0,5 mm, sodass kleinste Staubpartikel oder Lufteinschlüsse entfernbar sind.
  • Zur Klassifikation und/oder der Auswahl eines passenden Werkzeugs bei der Entfernung eines Fremdkörpers und/oder dem Auffüllen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens bei dem Überprüfen und Erkennen vor, dass eine Tiefe des Fremdkörpers in der Beschichtung und/oder Höhe des Fremdkörpers gegenüber der Beschichtung durch eine Sensorvorrichtung erkannt wird. Die Sensorvorrichtung kann hierbei das Kamerasystem zur Positionsbestimmung oder ein zusätzlicher Sensor, wie beispielsweise ein Ultraschallsensor, sein. Durch die Bestimmung der Höhe bzw. Tiefe kann die optimale Position zum Ansetzten des Werkzeugs bei der Entfernung des Fremdkörpers berechnet werden.
  • Zur Erleichterung des Erkennens von Fremdkörpern in der Beschichtung und/oder der Nachkontrolle beleuchtet bzw. beleuchten eine oder mehrere Lichtquelle(n) die Beschichtung, insbesondere streifenförmig, sodass Beschichtungsfehler durch die Reflexion und Brechung des Lichtes der Lichtquelle(n) auf der Beschichtung leichter und schneller erkannt werden. Die Beschichtungsfehler, bei dem Erkennen von Fremdkörpern oder der Nachkontrolle, werden durch eine oder mehrere stationäre oder robotergeführte Kameras automatisch erkannt und anschließend wird ihre Position bestimmt.
  • Das Kamerasystem, die Kameras und alle weiteren Sensoren oder Sensorvorrichtungen sind mit einem Steuerungsrechner verbunden, der die Informationen, die durch die Kameras, die Sensoren und Sensorvorrichtungen gesammelt werden, weiterverarbeitet und den Roboter, der mit dem Steuerungsrechner steuerungstechnisch verbunden ist, steuert.
  • Das Verfahren ist bei allen Arten von Beschichtungen anwendbar, beispielsweise sowohl bei solchen, die durch ein herkömmliches Lackierverfahren erzeugt wurden, als auch bei solchen die durch ein Tauchbad oder KTL-Verfahren (kathodische Tauchlackierung) erzeugt wurden.
  • Das Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern erfolgt jeweils vorzugsweise direkt nach dem Beschichten des Substrats und integral in einer Lackier- oder Trockenzelle, sodass für das Verfahren bzw. die Bearbeitung durch den Roboter kein zusätzlicher Bearbeitungsbereich bereitzustellen ist.
  • Die Schritte zur Entfernung von Fremdkörpern können je Fremdkörper nacheinander stattfinden oder alternativ kann jeweils ein Schritt an jedem der Fremdkörper durchgeführt werden bevor der nächste Schritt an jedem der Fremdkörper folgt.
  • Mehrere Fremdkörper können je nach ihrer Klassifikation zu einer Gruppe von Fremdkörpern zusammengefasst und gemeinsam entfernt werden. Beispielsweise können mehrere Lufteinschlüsse in der Beschichtung durch ein pipettenartiges Werkzeug entfernt werden.
  • Unter Werkzeugen als Oberbegriff sind die verschiedenen Ausbildungsalternativen von Füllwerkzeugen, Unterdruckwerkzeugen sowie Greifwerkzeugen zusammengefasst.
  • Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • 1 a bis d verschiedene Fremdkörper in bzw. auf einer Beschichtung;
    • 2 a bis c verschiedene Werkzeuge zur Durchführung des Verfahrens;
    • 3 a bis d jeweils einen Schritt bei der Durchführung des Verfahrens.
  • Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
  • Die 1 a bis d zeigen jeweils ein Fahrzeug-Karosseriebauteil 1, das mit mehreren Schichten beschichtet ist. Auf dem Substrat bzw. dem Fahrzeug-Karosseriebauteil 1 ist jeweils eine Grundierschicht 2 angeordnet, die in einem KTL-Verfahren auf dem Fahrzeug-Karosseriebauteil 1 aufgebracht wurde. Auf der Grundierschicht 2 ist eine Füllschicht 3 zum Ausgleich kleinster Unebenheiten der Grundierschicht 2 aufgebracht, sodass die Füllschicht 3 für die Basislackschicht 4 einen ebenen Untergrund bildet. Auf der Basislackschicht 4, die mit einem herkömmlichen automatisierten Lackierverfahren aufgebracht wurde, ist eine Klarlackschicht 5 angeordnet. Jede der 1 a bis d weist in bzw. auf ihrer jeweiligen Klarlackschicht 5 einen Fremdkörper auf. Der jeweilige Fremdkörper ist durch die Transparenz der Klarlackschicht 5 gut sichtbar, sodass der Fremdkörper die ästhetische Erscheinung des beschichteten Substrats stört.
  • In der Klarlackschicht 5 der 1 a ist eine Luftblase 6 eingeschlossen, welche durch ein spritzenartiges Werkzeug 13, wie es in 2 c gezeigt ist entfernt werden kann, indem das spritzenartige Werkzeug 13 von einem Roboter über den Roboterarm 10 geführt mit der Nadel in die Luftblase 6 gestoßen wird und das Luftvolumen der Luftblase 6 durch Unterdruck abgesagt wird.
  • Ist der Fremdkörper in der Klarlackschicht 5 eine Faser 7 wie in 1 b, kann die Faser 7 aus der Klarlackschicht 5 durch einen Mikrogreifer 11 wie er in 2 a dargestellt ist entfernt werden. Der Mikrogreifer 11, der an dem Roboterarm 10 montiert ist, wird von dem Roboter an die Faser 7 herangeführt, ohne in die Klarlackschicht einzutauchen, und greift die Faser 7 an seinem aus der Klarlackschicht 5 hervorstehenden Abschnitt, um es aus der Klarlackschicht 5 herauszuziehen. Bleibt an der Stelle des Fremdkörpers eine Lackanhäufung zurück, sodass die Klarlackschicht 5 in dem Bereich, aus dem die Faser 7 entfernt wurde, einen Vorsprung ausbildet, wird die Lackanhäufung durch ein pipettenartiges Werkzeug 12, wie es 2 b dargestellt ist, abgesaugt, sodass die Klarlackschicht 5 eine ebene Fläche ausbildet.
  • Der Fremdkörper in 1 c ist ein Staubpartikel 8, der mit einem pinzettenartigen Greifer 14 wie er in den 3 a bis d dargestellt ist entfernt werden, um die Klarlackschicht 5 möglichst gering zu beeinflussen.
  • Der Metallpartikel 9 haftet in 1 d an der Klarlackschicht 5 an. Er kann durch einen magnetisierbaren Greifer entfernt werden, sodass die Klarlackschicht von dem Greifer nicht berührt und dadurch nur minimal beeinflusst wird. Kommt es beim Entfernen des Metallpartikels 9 zu einer Fadenbildung zwischen der Klarlackschicht 5 und dem Metallpartikel 9, kann die Klarlackschicht 9 in einem Nachbehandlungsschritt durch eine Heißluftdüse erwärmt und dadurch egalisiert werden.
  • Die 3 a bis 3 d zeigen jeweils einen Schritt oder Teilschritt zur Korrektur eines Beschichtungsfehlers auf einem Substrat, das wie in den 1 a bis d aufgebaut ist. Der Staubpartikel 8 liegt in unmittelbarer Nähe zu einem Umformungsbereich des Fahrzeug-Karosseriebauteils 1. 3 a zeigt den pinzettenartigen Greifer 14, der durch den Roboterarm 10 robotergesteuert über den Staubpartikel 8 geführt wurde. Der pinzettenartige Greifer 14 taucht in die Klarlackschicht 5 ein und greift den Staubpartikel 8, was in der 3 b gezeigt ist. Der pinzettenartige Greifer 14 wird durch den Roboterarm 10 mit dem Staubpartikel 8 aus der Klarlackschicht 5 gefahren, wodurch eine Irritation der Klarlackschicht 5 in einem Bereich zurück bleibt, aus dem der Staubpartikel 8 entfernt wurde. Um eine egalisierte Oberfläche der Klarlackschicht 5 herzustellen, wird der pinzettenartige Greifer von dem Roboter gegen ein spritzenartiges Werkzeug 13 getauscht und das spritzenartige Werkzeug 13 mit einem Füllmaterial 20 gefüllt. Das Füllmaterial 20 entspricht dem Material der Klarlackschicht 5 und entstammt derselben Liefercharge, sodass es dieselben chemischen und optischen Eigenschaften wie die Klarlackschicht 5 aufweist. Das Füllmaterial 20 wird von dem spritzenartigen Werkzeug 13 in die von dem Entfernen des Staubpartikels 8 zurückbleibende Irritation eingebracht und die Klarlackschicht egalisiert, sodass diese eine ebene Oberfläche ausbildet. Das Füllmaterial 20 verbindet bzw. vernetzt sich mit der noch nicht ausgehärteten Klarlackschicht 5 und bildet nach dem aushärten bzw. trocknen eine integrale Einheit mit ihr, sodass der Bereich in dem der Staubpartikel 8 angeordnet war, gegenüber dem umliegenden Bereich optisch nicht zu unterscheiden ist.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise könnte die Durchführung der verschiedenen Schritte von mehreren, auch teils parallel agierenden, Robotern oder anderen Werkzeugmaschinen durchgeführt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19539065 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren zur automatischen Entfernung von Fremdkörpern aus einer flüssigen Beschichtung eines Substrats, insbesondere eines Fahrzeug-Karosseriebauteils, umfassend zumindest die folgenden Schritte: • Beschichten des Substrats mit der Beschichtung; • Automatisches Überprüfen der Beschichtung, Erkennen von Fremdkörpern in der Beschichtung und Ermitteln der Position der Fremdkörper; • Automatisches Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) in der flüssigen Beschichtung, bevor die Beschichtung getrocknet und verfestigt ist; • Nachkontrolle nach dem automatischen Entfernen des bzw. der Fremdkörper(s) und vor dem Verfestigen der Beschichtung, bei der die Beschichtung auf verbleibende Fremdkörper geprüft wird; • Trocknen und Verfestigen der Beschichtung nachdem der/die Fremdkörper entfernt wurde(n).
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörper bei dem Erkennen der Fremdkörper und der Ermittlung ihrer Position nach ihrer Größe, ihrer Form und/oder ihrer Art klassifiziert werden.
  3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verfahren nach dem Entfernen des Fremdkörpers und vor dem Trocknen ein Auffüllen der Beschichtung mit einem Füllmaterial (20) umfasst, wobei das Auffüllen abhängig von der Klassifikation des bzw. der Fremdkörper(s) ist, das Füllmaterial (20) einem Material der Beschichtung entspricht oder zumindest gleiche optische und/oder chemische Eigenschaften aufweist, die Beschichtung an der Position aufgefüllt wird, an der der Fremdkörper entfernt wurde, und das Füllmaterial (20) beim Auffüllen durch ein Füllwerkzeug in die Beschichtung eingebracht oder auf die Oberfläche der Beschichtung aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Fremdkörper beim Entfernen durch Unterdruck in ein Unterdruckwerkzeug gesaugt oder durch ein Greifwerkzeug gegriffen und entfernt wird, indem das Unterdruck- oder Greifwerkzeug auf die Position des Fremdkörpers bewegt wird und der Fremdkörper eingesaugt oder gegriffen wird.
  5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdruckwerkzeug oder das Greifwerkzeug zur Entfernen des Fremdkörpers in Abhängigkeit von der Klassifikation des Fremdkörpers gewählt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei das Erkennen und/oder das Entfernen des Fremdkörpers vollautomatisch von zumindest einem Roboter durchgeführt wird und der Roboter das Füllwerkzeug, die Sensorvorrichtung und das Unterdruckwerkzeug oder das Greifwerkzeug aufnimmt, führt und das jeweilige Werkzeug abhängig von dem durchzuführenden Verfahrensschritt von einer Bereithalte- in eine Bearbeitungsposition bringt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überprüfen der Beschichtung und Erkennen von Fremdkörpern in eine Groberkennung und eine Feinerkennung unterteilt ist.
  8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Groberkennung ein oder mehrere Fremdkörper auf dem Substrat erkannt wird/werden und jeweils ein Bereich mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10 cm ermittelt wird, in dem die der jeweilige Fremdkörper positioniert ist.
  9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feinerkennung der bei der Groberkennung ermittelte Bereich verkleinert wird und dadurch ein Feinbereich mit einem Durchmesser unter 0,2 cm bestimmt wird, in dem der jeweilige Fremdkörper positioniert ist.
  10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Überprüfen und Erkennen eine Tiefe des Fremdkörpers in der Beschichtung und/ oder Höhe des Fremdkörpers gegenüber der Beschichtung durch eine Sensorvorrichtung erkannt wird.
  11. .Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Erkennen von Fremdkörpern in der Beschichtung und/oder der Nachkontrolle wird die Beschichtung durch eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere streifenförmig, beleuchtet wird und eine oder mehrere stationäre oder robotergeführte Kameras Fremdkörper in der Beschichtung automatisch erkennen.
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