DE102020128428A1 - Method and device for processing a wall or facade of a building - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Bearbeiten eine Fassade (F), wobei auf der Basis zuvor, vorzugsweise automatisch, ermittelter Begrenzungen einer zu bearbeitenden Wand oder Fassade (Fa) ein Arbeitsweg, vorzugsweise automatisch, bestimmt wird und automatisch eine Arbeitseinheit (8) entlang dieses vorgegebenen Arbeitsweges geführt wird, um die Wand oder Fassade (Fa) zu bearbeiten. Die Bearbeitungsvorrichtung (1) weist hierzu Mittel zur Bestimmung der zu bearbeitenden Fläche, eine Arbeitseinheit (8) zum Bearbeiten der Wand oder Fassade, ein Positioniersystem (7) für die Arbeitseinheit (8), eine Basisstation (2), welche das Positioniersystem (7) trägt, auf und verfügt über eine Prozessor- und Steuereinheit (6) mit einem Speicher für Programmcode und Daten, die mit der Vorrichtung (1) verbunden ist, um die Vorrichtung (1) zu steuern.The invention relates to a method and a device (1) for processing a facade (F), with a work route being determined, preferably automatically, and automatically a Working unit (8) is guided along this predetermined working path to edit the wall or facade (Fa). For this purpose, the processing device (1) has means for determining the surface to be processed, a working unit (8) for processing the wall or facade, a positioning system (7) for the working unit (8), a base station (2) which controls the positioning system (7 ) carries, and has a processor and control unit (6) with a memory for program code and data, which is connected to the device (1) to control the device (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Bearbeiten einer Wand oder Fassade eines Gebäudes.The invention relates to a method and a device for automatically processing a wall or facade of a building.

Aus der Druckschrift DE 10 2008 024 914 A1 ist eine Vorrichtung zum Führen von Werkzeug, insbesondere Malerwerkzeug, bekannt, wobei diese Vorrichtung ausgebildet ist, ein solches Werkzeug mit Hilfe eines motorischen Antriebs in exakte Richtungen zu führen. Diese Vorrichtung weist hierzu eine Standeinrichtung auf, an der zwei Führungsschienen und eine Halteeinrichtung mit gehaltenem Werkzeug auf, das in jede gewünschte Position geführt werden kann, wobei die Vorrichtung so gestaltet ist, dass an einer Führungsschiene die Halteeinrichtung mit dem gehaltenen Werkzeug bewegt und diese Führungsschiene an der anderen Führungsschiene, die an eine Standeinrichtung montiert ist, horizontal hin und her bewegt werden kann.From the pamphlet DE 10 2008 024 914 A1 a device for guiding tools, in particular painting tools, is known, this device being designed to guide such a tool in precise directions with the aid of a motor drive. For this purpose, this device has a standing device on which two guide rails and a holding device with a held tool that can be guided into any desired position, the device being designed in such a way that the holding device with the held tool moves on a guide rail and this guide rail on the other guide rail, which is mounted on a stand, can be moved back and forth horizontally.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 043 784 A1 ist eine automatische Maschine zum Auftragen von Farbe auf Flächen bekannt, welche eine fahrbare Standeinrichtung, eine vertikal ausgerichtete Führungsschiene, die mit der Standeinrichtung verbunden ist und vertikal ausgerichtet an verschiedene Positionen positionierbar ist, eine Bewegungseinrichtung zum Halten und Bewegen von Malerwerkzeug, und einen Farbvorrat mit einer motorischen Fördereinrichtung umfasst. Die fahrbare Standeinrichtung weist im oberen Bereich eine Messeinrichtung auf, welche die Entfernung zwischen der Standeinrichtung und einer Wand misst, wobei durch eine elektronische Steuerung ein gewünschter Abstand zwischen der Wand und der Standeinrichtung während der Fahrbewegungen der Standeinrichtung eingehalten wird, um sicherzustellen, dass die Standeinrichtung im Wesentlichen parallel zur Wand bewegt wird, wobei mit dem von der Bewegungseinrichtung gehaltenen Malerwerkzeug und der motorischen Fördereinrichtung Farbe auf Decken und Wände aufgetragen wird.From the pamphlet DE 10 2009 043 784 A1 an automatic machine for applying paint to surfaces is known, which has a mobile stand device, a vertically oriented guide rail which is connected to the stand device and can be positioned vertically aligned at various positions, a moving device for holding and moving painting tools, and a paint reservoir includes a motorized conveyor. The mobile stand has a measuring device in the upper area, which measures the distance between the stand and a wall, with an electronic controller maintaining a desired distance between the wall and the stand while the stand is moving, in order to ensure that the stand is moved essentially parallel to the wall, with paint being applied to ceilings and walls with the painting tool held by the moving device and the motorized conveyor device.

Ein wesentliches Problem der bekannten Vorrichtung zum Bearbeiten von Wänden eines Gebäudes ist allerdings, dass die jetzigen Vorrichtungen nicht flexibel und ausgereift genug sind, um einen zu bearbeitenden Bereich einer Wand oder Fassade eines Hauses selbständig weg- und zeitoptimiert zu bearbeiten.An essential problem of the known device for processing walls of a building is, however, that the current devices are not flexible and mature enough to process an area of a wall or facade of a house to be processed independently in a way and time-optimized manner.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu finden, welche es ermöglicht mit möglichst geringem personellen und materiellen Aufwand eine Wand oder Fassade eines Hauses zu bearbeiten.It is therefore the object of the invention to find a method and a device which make it possible to work on a wall or facade of a house with the least possible outlay in terms of personnel and material.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.This object is solved by the features of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are the subject matter of subordinate claims.

Der Erfinder hat erkannt, dass eine wesentliche Erleichterung bei der Bearbeitung einer Fassade oder einer Wand eines Hauses möglich ist, wenn zunächst eine zu bearbeitende Fläche mit ihren Koordinaten oder Relativkoordinaten zu einem Fixpunkt im Raum bestimmt wird, auf der Basis einer so definierten Fläche ein Arbeitsweg bestimmt wird, den eine Arbeitseinheit abfahren soll und anschließend dieser Arbeitsweg auf der zu bearbeitenden Fläche beziehungsweise mit einem vorgegebenen Abstand dazu mit der Arbeitseinheit prozessorgesteuert abgefahren wird. Hierbei kann ergänzend auf dem Arbeitsweg der Abstand zur Wand oder Fassade gemessen und zum Ausgleich möglicher Abweichungen der realen Oberfläche zur an Hand von Referenzpunkten stereometrisch ermittelten Oberfläche verwendet werden. Außerdem kann auch entsprechend der ausgeführten Arbeitsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit der Durchsatz eines durch die Arbeitseinheit aufzubringenden Mediums mit dem Ziel eines möglichst gleichmäßigen Auftrages gesteuert werden.The inventor has recognized that a significant simplification in the processing of a facade or a wall of a house is possible if first an area to be processed with its coordinates or relative coordinates to a fixed point in space is determined on the basis of an area defined in this way a work path it is determined which a working unit is to travel and then this working path is traversed in a processor-controlled manner on the surface to be worked on or at a predetermined distance thereto with the working unit. In addition, the distance to the wall or facade can be measured on the way to work and used to compensate for possible deviations of the real surface from the surface determined stereometrically using reference points. In addition, the throughput of a medium to be applied by the working unit can also be controlled in accordance with the operating speed of the working unit, with the aim of as uniform an order as possible.

Grundsätzlich ist es möglich zur Durchführung eines solchen Verfahrens eine stationäre Basiseinheit mit einer entsprechend der zu bearbeitenden Dimension angepassten Positionierungsvorrichtung zu verwenden. Wird diese Basiseinheit verfahrbar ausgestaltet, wobei auch die Bewegung relativ zur zu bearbeitenden Fläche oder den ermittelten Referenzpunkten bestimmt wird, so kann jede Bewegung der Basiseinheit bei der automatischen Bearbeitung der Fläche der Wand oder Fassade berücksichtigt werden, beziehungsweise notwendige Verschiebungen der Basiseinheit wegen einer nicht ausreichenden Reichweite der Positioniereinheit ausgeglichen werden.In principle, it is possible to use a stationary base unit with a positioning device that is adapted to the dimension to be processed in order to carry out such a method. If this base unit is designed to be movable, with the movement relative to the surface to be processed or the determined reference points being determined, then every movement of the base unit can be taken into account during the automatic processing of the surface of the wall or facade, or necessary displacements of the base unit due to an insufficient range of the positioning unit can be compensated.

In einer bevorzugten Ausführung wird allerdings vorgeschlagen entlang einer zu bearbeitenden Wand oder entlang der Fassade eines gesamten Hauses ein Schienensystem auszulegen, auf dem die Basiseinheit die Fassade zur Aufnahme von Referenzpunkten und zur anschließenden Bearbeitung abfahren kann. Hierbei können auch Wegemarkierungen im Schienensystem angeordnet sein, an denen sich die Basisstation bezüglich deren Positionierung orientiert.In a preferred embodiment, however, it is proposed to lay out a rail system along a wall to be processed or along the facade of an entire house, on which the base unit can travel over the facade for recording reference points and for subsequent processing. In this case, path markings can also be arranged in the rail system, on which the base station is oriented with regard to its positioning.

Entsprechend diesem Grundgedanken schlägt der Erfinder ein Verfahren zum automatischen Bearbeiten einer Wand oder Fassade eines Gebäudes vor, wobei die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden:

  • - Erfassen der Außengrenzen der zu bearbeitenden Wand oder Fassade,
  • - Erfassen der innerhalb der Außengrenzen liegenden Innengrenzen nicht zu bearbeitender Aussparungen,
  • - Bestimmen der Kontur einer zu bearbeitenden Arbeitsfläche auf der Basis der bestimmten Außengrenzen und der Innengrenzen,
  • - Bestimmen mindestens eines Arbeitsweges einer Arbeitseinheit zum Bearbeiten der Arbeitsfläche,
  • - automatisches Abfahren des mindestens einen Arbeitsweges und Bearbeiten der Wand oder Fassade mit der Arbeitseinheit entlang des vorbestimmten Arbeitsweges.
According to this basic idea, the inventor proposes a method for automatically processing a wall or facade of a building, the following method steps being carried out:
  • - Detection of the outer limits of the wall or facade to be processed,
  • - Detection of the inner borders of recesses that are not to be machined and are located within the outer borders,
  • - determining the contour of a work surface to be machined on the basis of the determined outer borders and the inner borders,
  • - Determination of at least one work route of a work unit for processing the work surface,
  • - Automatic departure of at least one working path and processing of the wall or facade with the working unit along the predetermined working path.

Grundsätzlich kann die Bestimmung der Außen- und Innengrenzen durch Bestimmung von markanten Referenzpunkten der Außen- und/oder Innengrenzen auf unterschiedliche Weise erfolgen. So kann hierzu eine Triangulation, also eine Positionsbestimmung durch gemessene Relativwinkel von zwei bekannten Fixpositionen aus oder eine Bestimmung der Entfernung und der Richtung im Raum von einem Fixpunkt aus zu Referenzpunkten der zu bearbeitenden Fläche, verwendet werden. Vorzugsweise werden solche Messungen mit Hilfe von Lasersystemen ausgeführt, die auf die Referenzpunkte ausgerichtet werden. Auf der Basis der so ermittelten Positionen lässt sich dann die Fassade eines Hauses vermessen und unter Berücksichtigung der auszusparenden Flächen die tatsächlich zu bearbeitende Fläche bestimmen.In principle, the outer and inner borders can be determined in different ways by determining prominent reference points of the outer and/or inner borders. For this purpose, a triangulation, ie a position determination by measured relative angles from two known fixed positions or a determination of the distance and the direction in space from a fixed point to reference points of the surface to be processed, can be used. Such measurements are preferably carried out using laser systems which are aligned with the reference points. On the basis of the positions determined in this way, the facade of a house can then be measured and, taking into account the areas to be left out, the area actually to be processed can be determined.

Eine andere ähnliche Variante besteht darin, dass die Außen- und/oder Innengrenzen durch auf der Basis einer Fotografie der Wand oder Fassade, perspektivischer Berechnungen und dem Standort der die Fotografie erzeugenden Kamera zum Zeitpunkt der Aufnahme bestimmt werden.Another similar variant is that the outer and/or inner borders are determined by based on a photograph of the wall or facade, perspective calculations and the location of the camera producing the photograph at the time of the photograph.

Eine weitere Möglichkeit besteht auch darin mit Hilfe eines differentiellen GPS-Systems einen damit arbeitenden GPS-Sensor physisch an die Position der Referenzpunkte zu bringen und dort die Geoposition unmittelbar aufzunehmen.Another possibility is to use a differential GPS system to physically bring a GPS sensor working with it to the position of the reference points and to record the geoposition there immediately.

Besonders vorteilhaft ist es allerdings, die Referenzpunkte direkt mit der Positioniervorrichtung und einem daran angeordneten Sensor anzufahren und deren Position mit den jeweiligen Einstellungsparametern der Positionsvorrichtung selbst zu beschreiben. Es können dabei mit weitaus weniger Berechnungsaufwand und unter direkter Messung die Außen- und/oder Innengrenzen mit Hilfe eines an einer entlang der Wand oder Fassade bewegten Sensors, dessen jeweilige Position bekannt ist, bestimmt werden. Hierdurch können auch durch andere Verfahren ungenau ermittelte Grenzen korrigiert werden.However, it is particularly advantageous to approach the reference points directly with the positioning device and a sensor arranged thereon and to describe their position with the respective setting parameters of the positioning device itself. The external and/or internal limits can be determined with far less computational effort and with direct measurement using a sensor that is moved along the wall or facade and whose respective position is known. In this way, limits determined inaccurately by other methods can also be corrected.

Besonders vorteilhaft ist es allerdings, wenn eine bekannt positionierbare Kamera aktuelle Aufnahmen der Wand oder Fassade auf ein Display überträgt, wobei sie entlang der Wand oder Fassade unter Kenntnis deren Position bewegt wird. Dabei kann mit Hilfe einer Lichtmarkierungsvorrichtung, insbesondere eines LASER-Pointers, oder einer Zielmarkierungseinblendung im Display die genaue Position auf der Wand oder Fassade angezeigt und die Außen- und/oder Innengrenzen bestimmt beziehungsweise bereits grob bekannte Grenzen korrigiert werden.However, it is particularly advantageous if a camera that can be positioned in a known manner transmits current recordings of the wall or facade to a display, with it being moved along the wall or facade while knowing its position. With the help of a light marking device, in particular a LASER pointer, or a target marking overlay on the display, the exact position on the wall or facade can be shown and the outer and/or inner limits can be determined or already roughly known limits can be corrected.

Bei den letzten beiden Ausführungsvarianten ist es dann besonders vorteilhaft, wenn der Sensor oder die Kamera an einer Positioniervorrichtung angeordnet ist, die später auch zum Tragen der Arbeitseinheit bestimmt ist. Hierdurch wird es besonders einfach die Relativkoordinaten zu ermitteln, da diese nicht mehr auf das Koordinatensystem der Positioniervorrichtung übertragen werden muss, sondern dieses bereits verwendet wird.In the case of the last two embodiment variants, it is particularly advantageous if the sensor or the camera is arranged on a positioning device which is later also intended to carry the working unit. This makes it particularly easy to determine the relative coordinates, since these no longer have to be transferred to the coordinate system of the positioning device, but this is already being used.

Erfindungsgemäß wird außerdem bezüglich der Bestimmung des Arbeitsweges der Arbeitseinheit vorgeschlagen, dass als zusätzlicher Parameter des mindestens einen Arbeitsweges auch ein Geschwindigkeitsprofil der Arbeitseinheit und/oder ein zum Arbeitsweg oder zur Arbeitsgeschwindigkeit korrespondierendes Profil an Materialdurchsatz an der Arbeitseinheit bestimmt wird. Hierdurch kann einerseits das verwendete Auftragsmedium besonders materialschonend, als mit besonders geringem Materialeinsatz, und andererseits auch besonders gleichmäßig aufgetragen werden.According to the invention, with regard to the determination of the working path of the working unit, it is also proposed that a speed profile of the working unit and/or a profile of material throughput on the working unit corresponding to the working path or working speed be determined as an additional parameter of the at least one working path. As a result, on the one hand the application medium used can be applied in a particularly material-friendly manner, as with a particularly small amount of material, and on the other hand it can also be applied particularly evenly.

Vorgeschlagen wird weiterhin, dass das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe der hier beschriebenen Varianten an Vorrichtungen ausgeführt wird. Vorzugsweise ist dabei in einem Speicher einer Prozessor- und Steuereinheit Programmcode gespeichert, der im Betrieb das Verfahren ganz oder teilweise ausführt oder zumindest zur halbautomatischen Ausführung unterstützt.It is also proposed that the method according to the invention described here be carried out with the aid of the variants of devices described here. Program code is preferably stored in a memory of a processor and control unit, which executes the method completely or partially during operation or at least supports semi-automatic execution.

Zweck der Arbeitseinheit ist es, automatisch entsprechend des zuvor bestimmten Arbeitsweges entweder ein Medium, insbesondere Verputz oder Farbe, auf die zu bearbeitende Fläche aufzutragen. Dies kann beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufspritzen oder auch durch Aufrollen oder Streichen geschehen, wobei die Arbeitseinheit entsprechend ausgestaltet ist und auch in entsprechender Weise das verwendete Medium zugeführt bekommt.The purpose of the working unit is to apply either a medium, in particular plaster or paint, to the surface to be worked on automatically according to the previously determined working path. This can be done, for example, by spraying or spraying on or also by rolling up or brushing, the working unit being designed accordingly and the medium used also being supplied in a corresponding manner.

Allerdings kann die Arbeitseinheit auch dazu ausgelegt sein, die Fläche zu reinigen, vorzugsweise indem ein Medium, also Flüssigkeit oder mit Partikel durchsetzte Luft, unter Druck ausgestoßen wird. Grundsätzlich kann die Arbeitseinheit allerdings auch als sonstige Reinigungsvorrichtung ausgebildet sein, die zum Beispiel mit einer, vorzugsweise rotierenden, Bürste einen Belag oder Schmutz von der Wand oder Fassade abradiert und/oder eine Saugöffnung aufweist, welche die Wand oder Fassade oder den abradierten Belag absaugt.However, the working unit can also be designed to clean the surface, preferably by ejecting a medium, i.e. liquid or air permeated with particles, under pressure. In principle, however, the working unit can also be designed as another cleaning device, which, for example, rubs a deposit or dirt off the wall or facade with a preferably rotating brush and/or has a suction opening that sucks off the wall or facade or the rubbed-off covering.

Im Rahmen der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Wand oder Fassade, vorzugsweise einer Außenwand, eines Gebäudes, vorgeschlagen, die zumindest die folgenden Merkmale aufweist:

  • - ein Mittel zur Bestimmung von Referenzpunkten von Außengrenzen der Wand oder Fassade und innerhalb der Außengrenzen liegender Begrenzungen von Aussparungen,
  • - eine Arbeitseinheit zum Bearbeiten der Wand oder Fassade,
  • - ein Positioniersystem, welches die Arbeitseinheit an der Wand oder Fassade in eine vorgegebene Arbeitsposition bringt,
  • - eine Basisstation, welche das Positioniersystem trägt,
  • - und über eine Prozessor- und Steuereinheit mit einem Speicher für Programmcode und Daten verfügt, die mit der Vorrichtung verbunden ist, um die Vorrichtung zu steuern.
Within the scope of the invention, a device for processing a wall or facade, preferably an outer wall, of a building is also proposed, which has at least the following features:
  • - a means of determining reference points of external boundaries of the wall or façade and boundaries of recesses lying within the external boundaries,
  • - a working unit for processing the wall or facade,
  • - a positioning system, which brings the working unit into a predetermined working position on the wall or facade,
  • - a base station that carries the positioning system,
  • - and having a processor and control unit with a memory for program code and data, connected to the device in order to control the device.

Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene Verbindung nicht notwendigerweise eine physische Verbindung zwischen der Vorrichtung und der Prozessor- und Steuereinheit sein muss, da auch eine funktechnische Verbindung zwischen der Vorrichtung und der Prozessor- und Steuereinheit ausreichend ist, um die gewünschten Berechnungen auszuführen und eine Steuerung der Vorrichtung zu verwirklichen. Insbesondere kann die Prozessor- und Steuereinheit auch in Form eines Laptops oder Tablets vorliegen und die Verbindung über WLAN, Bluetooth oder Ähnliches erfolgen.It is pointed out that the connection described above does not necessarily have to be a physical connection between the device and the processor and control unit, since a radio connection between the device and the processor and control unit is also sufficient to carry out the desired calculations and to realize a control of the device. In particular, the processor and control unit can also be in the form of a laptop or tablet and the connection can be made via WLAN, Bluetooth or the like.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Speicher Programmcode vorliegt, welcher im Betrieb auf der Basis vorgegebener Grenzen einer Arbeitsfläche automatisch einen, vorzugsweise zeit- und/oder wegoptimierten, Arbeitsweg berechnet und diesen automatisch mit der Arbeitseinheit abfährt. Bei Abfahren des Arbeitsweges kann die Arbeitseinheit in Betrieb sein und die ihr zugeordnete Aufgabe ausführen.It is particularly advantageous if there is program code in the memory which automatically calculates a work route, preferably optimized in terms of time and/or distance, during operation on the basis of predetermined limits of a work area and travels this automatically with the work unit. When traveling the work route, the work unit can be in operation and carry out the task assigned to it.

Besonders günstig ist es auch, wenn die Basisstation auf einem Schienen- oder Gleitsystem, welches vor der zu bearbeitenden Wand oder Fassade auf einem Untergrund ausgelegt ist, positioniert ist. Ein solches Schienensystem, auf dem eine oder mehrere Basisstation im Wesentlichen horizontal entlang der Wand oder der Fassade, gegebenenfalls auch um ein Haus herum, vorzugsweise auf Rädern, fahren kann, hat den Vorteil, dass die Basis sich auf einem klar definierten Höhenniveau und einem vorgegebenen Abstand zur Wand oder Fassade befindet. Außerdem kann mit dem Schienensystem auch ein Positionserkennungssystem verbunden sein, welches die horizontale Position der Basisstation erkennt. Beispielsweise können entlang der Schiene optisch erkennbare oder elektrisch oder magnetisch erkennbare oder auch mechanische Markierungen angebracht sein, an denen sich das Positionserkennungssystem orientieren kann.It is also particularly favorable if the base station is positioned on a rail or sliding system which is laid out on a subsurface in front of the wall or facade to be processed. Such a rail system, on which one or more base stations can move essentially horizontally along the wall or facade, possibly also around a house, preferably on wheels, has the advantage that the base is at a clearly defined height level and a predetermined one distance to the wall or facade. In addition, a position detection system can also be connected to the rail system, which detects the horizontal position of the base station. For example, optically recognizable or electrically or magnetically recognizable or also mechanical markings can be attached along the rail, by which the position detection system can be oriented.

Zum Vortrieb einer solchen Basisstation auf Schienen kann einerseits die Basisstation selbst einen Antrieb aufweisen, der die Räder antreibt, andererseits kann auch ein Ketten-, Riemen, oder Bandsystem mit der Basisstation verbunden sein und dieses für die Fortbewegung der Basisstation in definierter Weise und mit definierter Position verwendet werden.To propel such a base station on rails, on the one hand, the base station itself can have a drive that drives the wheels, on the other hand, a chain, belt, or belt system can be connected to the base station and this can be used to move the base station in a defined manner and with a defined position are used.

Wird die Basisstation ohne ein zuvor verlegtes Schienensystem eingesetzt, so kann es bei weichem Untergrund auch vorteilhaft sein, wenn die Basisstation auf Ketten angeordnet ist. Hierdurch reduziert sich der flächenspezifische Druck drastisch, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei ungünstigen Untergrundbedingungen um ein Haus herum eingesetzt werden kann.If the base station is used without a previously laid rail system, it can also be advantageous if the base station is arranged on chains if the ground is soft. This drastically reduces the area-specific pressure, so that the device according to the invention can also be used around a house in unfavorable underground conditions.

Alternativ kann die Basisstation im Rahmen der Erfindung auch stationär ausgebildet sein, so dass diese ausgehend von einer fixen Position vor der Wand oder Fassade die Bearbeitung ausführt.Alternatively, the base station can also be stationary within the scope of the invention, so that it carries out the processing starting from a fixed position in front of the wall or facade.

Zur flexiblen Positionierung der Arbeitseinheit wird vorgeschlagen, dass das Positioniersystem ein Hubsystem und/oder einen Gelenkarm und/oder einen Teleskoparm und/oder einen teleskopierbaren Gelenkarm aufweist, mit dem die Arbeitseinheit an beliebige Positionen an der Wand oder Fassade verfahren werden kann.For flexible positioning of the work unit, it is proposed that the positioning system has a lifting system and/or an articulated arm and/or a telescopic arm and/or a telescoping articulated arm with which the work unit can be moved to any position on the wall or facade.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Positioniersystem einen Sensor aufweist, welcher die Begrenzung der Wand und/oder die bei der Bearbeitung auszusparenden Flächen der Wand und/oder die zu bearbeitenden Flächen der Wand erfasst. Hierfür kann beispielhaft ein mechanischer und/oder optischer Sensor und/oder ein Ultraschallsensor eingesetzt werden. It is further proposed that the positioning system has a sensor which detects the boundary of the wall and/or the areas of the wall to be left out during processing and/or the areas of the wall to be processed. A mechanical and/or optical sensor and/or an ultrasonic sensor can be used for this purpose, for example.

Grundsätzlich ermöglicht die hier beschriebene Vorrichtung zum Bearbeiten einer Wand oder Fassade die Verwendung beliebiger Arbeitseinheiten, die entlang eines definierten Weges an der zu bearbeitenden Wand oder Fassade in definiertem Abstand vorbeigeführt wird. Wird die Vorrichtung ausschließlich für ein bestimmtes Arbeitsverfahren, also zum Beispiel nur für das Verputzen oder nur für den Farbauftrag, so kann das Arbeitssystem fest integriert werden. Günstig ist es allerdings auch, wenn unterschiedliche Arbeiten erledigt werden sollen, am Ende des Positioniersystems einen Wechseladapter für unterschiedliche Arbeitseinheiten vorzusehen.Basically, the device described here for editing a wall or facade allows the use of any work units along a defined path to processed wall or facade is passed at a defined distance. If the device is used exclusively for a specific work process, for example only for plastering or only for the application of paint, the work system can be permanently integrated. However, if different work is to be done, it is also advantageous to provide an interchangeable adapter for different work units at the end of the positioning system.

Die Arbeitseinheit kann beispielsweise als Farbauftrags- oder Verputzsystem ausgestaltet sein, wobei das Farbauftrags- oder Verputzsystem einen Pinsel, eine Rolle oder eine Sprüh- oder Spritzvorrichtung aufweisen kann.The working unit can be designed, for example, as a paint application or plastering system, wherein the paint application or plastering system can have a brush, a roller or a spray or spray device.

Ist die Arbeitseinheit als Sprüh- oder Spritzvorrichtung ausgebildet, so kann es vorteilhaft sein, zumindest eine seitliche Begrenzungsfläche zur Begrenzung der bearbeiteten Wand oder Fassade anzubringen.If the working unit is in the form of a spraying or spraying device, it can be advantageous to attach at least one lateral delimiting surface to delimit the wall or facade being processed.

Bei einer zu bearbeitenden Fassade wird es auch Flächen geben, die in einem, meist senkrechten, Winkel zur Fläche der Fassade stehen. Beispielsweise können dies herausstehende Vorsprünge oder Fenster- und Türlaibungen sein. Um diese zu bearbeiten wird vorgeschlagen eine spezielle Arbeitseinheit zu verwenden, welche dazu ausgebildet ist, solche in einem Winkel zur Fassade stehenden Flächen zu bearbeiten. Alternativ oder ergänzend kann auch ein zusätzliches Gelenk mit einer Verstellvorrichtung im Bereich der Befestigung oder des Wechseladapters der Arbeitseinheit, also zwischen Positioniervorrichtung und Arbeitseinheit, angeordnet werden. Damit kann zur Bearbeitung solcher im Winkel zur Fassade stehenden Flächen die jeweilige Arbeitseinheit in gewünschter Weise geschwenkt werden. Vorzugsweise kann die Verstellvorrichtung auch variabel steuerbar ausgeführt sein, so dass während des Arbeitsvorganges keine Unterbrechung für die Bearbeitung dieser Flächen notwendig wird.In the case of a facade to be processed, there will also be surfaces that are at an angle, usually vertical, to the surface of the facade. For example, these can be protrusions or window and door reveals. In order to process these, it is proposed to use a special working unit which is designed to process such surfaces that are at an angle to the facade. Alternatively or in addition, an additional joint with an adjustment device can be arranged in the area of the fastening or the changeover adapter of the working unit, ie between the positioning device and the working unit. The respective work unit can thus be swiveled in the desired manner for processing such surfaces which are at an angle to the facade. Preferably, the adjusting device can also be designed to be variably controllable, so that no interruptions are necessary during the working process for working on these surfaces.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere die Basisstation, mit mindestens einem Näherungs- oder Bewegungssensor ausgestattet werden, der eine unmittelbare Umgebung der Basisstation auf eine mögliche Annäherung von Personen oder gegebenenfalls auch Tieren überwacht. Im Falle einer Annäherung kann dann automatisch eine Notabschaltung der Vorrichtung aktiviert werden, um mögliche Verletzungen des sich Annähernden durch eine in Betrieb befindliche Vorrichtung zu vermeiden.Furthermore, the device according to the invention, in particular the base station, can be equipped with at least one proximity or motion sensor that monitors the immediate vicinity of the base station for possible approaches of people or animals. In the event of an approach, an emergency shutdown of the device can then be activated automatically in order to avoid possible injuries to the approaching person by an operating device.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass es auch zum Rahmen der Erfindung zählt, wenn gleichzeitig mehrere Arbeitseinheiten an der Positionierungsvorrichtung angeordnet sind, wobei je nach Bedarf eine oder mehrere der Arbeitseinheiten aktiviert werden können.In addition, it is pointed out that it is also part of the scope of the invention if several working units are arranged on the positioning device at the same time, one or more of the working units being able to be activated as required.

Entsprechend kann die Vorrichtung auch entweder an einer Bedieneinheit der Basisstation oder an einer Bedieneinheit, die zumindest kommunikationstechnisch mit der Basiseinheit verbunden ist, zum Beispiel ein Tablet, Mittel zur Auswahl und Aktivierung der spezifischen Arbeitseinheiten aufweisen.Correspondingly, the device can also have means for selecting and activating the specific working units either on an operating unit of the base station or on an operating unit that is at least communicatively connected to the base unit, for example a tablet.

Vorzugsweise führt die Prozessor- und Steuereinheit, welche die automatische Steuerung der Vorrichtung ausführt, aufgrund von im Speicher gespeicherten Programmcodes im Betrieb die hier geschilderten Verfahrensschritte im Betrieb aus.The processor and control unit, which carries out the automatic control of the device, preferably carries out the method steps described here during operation on the basis of program codes stored in the memory.

Bezüglich eines gegebenenfalls genutzten Schienensystems ist außerdem anzumerken, dass ein solches Schienensystem vorzugsweise am Gebäude fixiert werden sollte, also entsprechende Fixiervorrichtungen und Verbindungssysteme zwischen Gebäudewand und Schienensystem vorgesehen sein sollten, um entsprechende Stabilität und Unverrückbarkeit gegenüber dem Gebäude zu gewährleisten.With regard to any rail system used, it should also be noted that such a rail system should preferably be fixed to the building, i.e. appropriate fixing devices and connection systems should be provided between the building wall and rail system to ensure appropriate stability and immovability in relation to the building.

Weiterhin ist es günstig, ein solches Schienensystem höhenverstellbar auszuführen, damit Unebenheiten im Boden um das Gebäude ausgeglichen werden können. Vorteilhaft sollten die hierfür verwendeten Höhenverstellvorrichtungen mit unterschiedlichen gestalteten Füßen oder Bodenplatten versehen werden können, damit eine Anpassung an unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten möglich ist.Furthermore, it is favorable to make such a rail system adjustable in height, so that unevenness in the ground around the building can be compensated for. Advantageously, the height adjustment devices used for this should be able to be provided with differently designed feet or base plates, so that an adaptation to different soil conditions is possible.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Zu bemerken ist hierbei, dass die in diesen Ausführungsbeispielen gezeigten und beschriebenen Merkmale auch in Kombination mit den oben beschriebenen Vorrichtungsvarianten kombiniert werden können.The invention is described in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with the aid of the figures, with only the features necessary for understanding the invention being shown. It should be noted here that the features shown and described in these exemplary embodiments can also be combined with the device variants described above.

Es zeigen im Einzelnen:

  • 1: Gebäude mit umlaufendem Schienensystem und ermittelten Referenzpunkten;
  • 2: Fassade eines Gebäudes mit einer Variante eines automatisch bestimmten Arbeitsweges;
  • 3: Fassade eines Gebäudes mit einer sehr einfachen Variante eines automatisch bestimmten Arbeitsweges;
  • 4: Fassade eines Gebäudes mit einer weiteren Variante eines automatisch bestimmten Arbeitsweges;
  • 5: erfindungsgemäße Vorrichtung in Frontalansicht;
  • 6: erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht;
  • 7: erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht mit horizontal ausfahrbarer und teleskopierbarer Positioniervorrichtung;
  • 8: erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht mit schwenk- und teleskopierbarer Positioniervorrichtung;
  • 9: erfindungsgemäße stationäre Vorrichtung in Frontalansicht mit teleskopierbarem Gelenkarm als Positioniervorrichtung.
They show in detail:
  • 1 : building with rail system running around and determined reference points;
  • 2 : facade of a building with a variant of an automatically determined commute to work;
  • 3 : facade of a building with a very simple variant of an automatically determined commute to work;
  • 4 : facade of a building with another variant of an automatically determined commute to work;
  • 5 : device according to the invention in a front view;
  • 6 : device according to the invention in side view;
  • 7 : device according to the invention in side view with horizontally extendable and telescopic positioning device;
  • 8th : device according to the invention in side view with pivotable and telescoping positioning device;
  • 9 : stationary device according to the invention in a front view with a telescoping articulated arm as a positioning device.

Grundidee einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es, eine in drei Dimensionen arbeitende Vorrichtung oder Maschine zu schaffen, welche selbständig eine Außenfassade eines Gebäudes streichen kann. Hierzu misst die Vorrichtung, vorzugsweise selbständig, die Ecken des Gebäudes einschließlich gegebenenfalls vorhandener Vorsprünge, die Fensterlaibungen einschließlich der Türen und die Dachkonstruktion aus. Auf diese Weise wird die zu bearbeitende Fläche in ihren Außengrenzen und gegebenenfalls darin befindliche nicht zu bearbeitende Flächen mit ihren Innengrenzen bestimmt, so dass sich die Bearbeitung der Fassade ausschließlich auf die so bestimmte zu bearbeitende Fläche beschränkt. Also frei zu haltende Flächen, wie Fenster und Türen von der Bearbeitung, wie Streichen, Malen, Lackieren, Besprühen, etc., ausgespart werden.The basic idea of a special embodiment of the invention is to create a device or machine that works in three dimensions and can independently paint an outer facade of a building. For this purpose, the device measures, preferably independently, the corners of the building including any projections that may be present, the window reveals including the doors and the roof structure. In this way, the surface to be processed is determined in its outer borders and, if necessary, surfaces located therein that are not to be processed with their inner borders, so that the processing of the facade is limited exclusively to the surface to be processed determined in this way. So areas that are to be kept free, such as windows and doors, are left out of processing, such as brushing, painting, varnishing, spraying, etc.

In der hier gezeigten speziellen Ausführung bewegt sich die Basisstation auf einem Schienensystem, welches zumindest entlang einer Fassade eines Gebäudes oder um das zu bearbeitende Gebäude herum gelegt ist. Die hierfür verwendeten Schienen können in unterschiedlichen Längen und Größen zur Verfügung gestellt werden.In the special embodiment shown here, the base station moves on a rail system, which is placed at least along a facade of a building or around the building to be processed. The rails used for this can be made available in different lengths and sizes.

Zur Steuerung der Maschine kann ein darin verbautes Computersystem oder ein damit über elektrische Leitungen oder funktechnisch verbundenes Prozessorsystem, beispielsweise in Form eines Laptops oder Tablets, verwendet werden. Selbstverständlich ist zum Betrieb der Vorrichtung eine Stromquelle notwendig und vorgesehen, wobei es sich um einen einfachen bauseitigen Stromanschluss mit 240V oder 400V handeln kann oder einen an der Vorrichtung selbst verbauten Stromspeicher oder einen Stromgenerator, der den benötigten Strom selbst erzeugt, handeln kann.A computer system built into the machine or a processor system connected to it via electrical lines or radio technology, for example in the form of a laptop or tablet, can be used to control the machine. Of course, a power source is required and provided to operate the device, which can be a simple on-site power connection with 240V or 400V or a power storage device built into the device itself or a power generator that generates the required power itself.

In der 1 zeigt die perspektivische Darstellung eines Gebäudes G mit einer Fassade F, die auf zwei dem Betrachter zugewandten Seiten zu sehen ist. In der Fassade sind mehrere Fenster und eine Tür angeordnet. Um das Gebäude herum wurde ein Schienensystem S am Boden verlegt, auf dem die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 horizontal beweglich angeordnet ist und so das Gebäude umfahren kann. Zum Antrieb der Vorrichtung 1 kann das Schienensystem mit einem entlang oder zwischen den Schienen verlaufenden Antriebsband, -kette oder -riemen versehen sein, welches mit der Vorrichtung 1 gekoppelt ist und diese in definierter Weise am Gebäude positioniert.In the 1 shows the perspective view of a building G with a facade F, which can be seen on two sides facing the viewer. Several windows and a door are arranged in the facade. A rail system S was laid on the ground around the building, on which the device 1 according to the invention is arranged so that it can move horizontally and can thus bypass the building. To drive the device 1, the rail system can be provided with a drive belt, drive chain or drive belt running along or between the rails, which is coupled to the device 1 and positions it on the building in a defined manner.

In der 1 sind außerdem Referenzpunkte Ra für die Außengrenzen A und Eckpunkte der Fassade und Ri für die Innengrenzen I der bei der Bearbeitung auszusparenden Flächen eingezeichnet. Mit der Vorrichtung 1 und ihrer Positioniervorrichtung 2, ausgestattet mit einer entsprechenden Arbeitseinheit 3, nämlich einem Sensor zur Erkennung von Eckpunkten, beispielsweise einer Kamera mit einer Positionsmarkierungsvorrichtung, werden die Referenzpunkte abgefahren und so deren Position und damit die zu bearbeitende, schraffiert dargestellte, Fläche Fa bestimmt.In the 1 reference points Ra for the outer borders A and corner points of the facade and Ri for the inner borders I of the areas to be left out during processing are also drawn. With the device 1 and its positioning device 2, equipped with a corresponding working unit 3, namely a sensor for detecting corner points, for example a camera with a position marking device, the reference points are traversed and their position and thus the area Fa certainly.

Nach der Definition der zu bearbeitenden Fläche Fa wird ein günstiger, vorzugsweise der optimale, Weg zur Bearbeitung der Fläche Fa bestimmt, entlang dem die Arbeitseinheit 3 verfahren werden soll, um beispielsweise mit Hilfe eines Putzauftragssystems als Arbeitseinheit 3 den automatischen Auftrag eines Verputzes auf der Fläche Fa auszuführen.After defining the surface Fa to be processed, a favorable, preferably optimal, path for processing the surface Fa is determined, along which the working unit 3 is to be moved, for example with the aid of a plaster application system as the working unit 3 to automatically apply plaster to the surface to perform Fa.

Alternativ oder ergänzend kann beispielsweise als Arbeitseinheit 8 auch ein Hochdruckreiniger, ein Sandstrahler oder ein Farbauftragssystem eingesetzt werden.Alternatively or additionally, for example, a high-pressure cleaner, a sandblaster or a paint application system can also be used as the working unit 8 .

Die 2 zeigt die eine zu bearbeitende Fassadenfläche Fa aus der 1, wobei innerhalb der zu bearbeitenden Fassadenfläche Fa ein automatisch bestimmter Arbeitsweg W gestrichelt dargestellt ist. Die nicht zu bearbeitenden Flächen sind - ebenso wie in den 3 und 4 - kreuzschraffiert dargestellt.the 2 shows the one to be processed facade surface Fa from the 1 , wherein within the facade area Fa to be processed, an automatically determined working path W is shown in dashed lines. The areas not to be processed are - just like in the 3 and 4 - shown cross-hatched.

Bei der automatischen Festlegung dieses Arbeitsweges W wurde als Randbedingung definiert, dass der Arbeitsweg W die Arbeitseinheit zunächst auf möglichst kurzer, vorzugsweise kürzester, Strecke entlang der Außenkonturen führen soll. Auf dieser Teilstrecke kann beispielsweise bestimmt werden, dass die Arbeitsgeschwindigkeit reduziert wird, um ein exakteres Arbeiten an den Grenzen zu ermöglichen. Anschließend wird die verbliebene zu bearbeitende Fläche gefüllt, wobei mit höherer Geschwindigkeit und gleichzeitig entsprechend höherem Materialdurchsatz gefahren wird. Außerdem ist als Randbedingung angenommen, dass möglichst ein zusammenhängender Weg mit vornehmlich Auf- und Abbewegungen und wenig Seitwärtsbewegung bevorzugt wird. Eine solche Vorgabe eignet sich besonders für Vorrichtungsvarianten, wie sie in den 4 und 5 gezeigt ist. Also mit einer Positioniervorrichtung, die selbst keine Seitwärtsbewegung ausführt, sondern diese durch seitliches Verfahren der Basisstation bewirkt.In the automatic definition of this work route W, a boundary condition was defined that the work route W should initially lead the work unit along the outer contours over the shortest possible, preferably shortest, route. On this section, for example, it can be determined that the working speed is reduced in order to enable more precise working at the limits. The remaining area to be processed is then filled, with higher speed and a correspondingly higher material throughput being used at the same time. In addition, it is assumed as a boundary condition that, if possible, a continuous path with primarily up and down movements and little side forward movement is preferred. Such a default is particularly suitable for device variants, as in the 4 and 5 is shown. In other words, with a positioning device that itself does not move sideways, but causes it to move sideways by moving the base station.

Eine andere Variante eines automatisch bestimmten Arbeitsweges W für die eine zu bearbeitende Fassadenfläche Fa aus der 1 ist in der 3 dargestellt. Hier wurde zur Bestimmung des Arbeitsweges die zu bearbeitende Fläche Fa mit einer der bevorzugten Bewegungsrichtung der Arbeitseinheit entsprechenden Richtung schraffurartig mit einer Vielzahl paralleler Arbeitswege belegt, wobei die Arbeitseinheit, sobald sie über eine auszusparende Fläche verfährt, nichts aufträgt. Dies kann durch zeitweises Abschalten der Medienzufuhr oder durch Abheben eines Pinsels oder einer Auftragsrolle geschehen. Programmtechnisch ist es bei dieser Variante auch sehr einfach, jeweils am Ende einer Auf- oder Abbewegung der Arbeitseinheit, den räumlich nächstliegenden Beginn einer noch nicht bearbeitenden Teilstrecke zu suchen, die Arbeitseinheit ohne Materialauftrag dort hin zu bewegen und dann diese nächstgelegene Teilstrecke abzuarbeiten, bis alle Teilstrecken abgearbeitet sind.Another variant of an automatically determined work path W for a facade surface Fa to be processed from the 1 is in the 3 shown. To determine the working path, the area Fa to be processed was hatched with a number of parallel working paths in a direction corresponding to the preferred direction of movement of the working unit, with the working unit applying nothing as soon as it moves over an area to be left out. This can be done by turning off the media supply temporarily or by lifting a brush or applicator roller. In terms of programming, it is also very easy with this variant, at the end of an up or down movement of the work unit, to look for the spatially closest beginning of a section that has not yet been processed, move the work unit there without material application and then process this nearest section until all sections have been completed.

Die 4 zeigt eine Kombination der berechneten Arbeitswege aus den 2 und 3, wobei zunächst entsprechend der 2 die äußere Kontur und die inneren Grenzen möglichst genau und präzise bearbeitet werden und anschließend die noch verbleibende zu bearbeitende Fläche mit erhöhter Geschwindigkeit in einfachen Auf- und Abbewegungen ausgefüllt werden.the 4 shows a combination of the calculated work routes from the 2 and 3 , where initially according to the 2 the outer contour and the inner borders are machined as accurately and precisely as possible and then the remaining area to be machined is filled in at increased speed in simple up and down movements.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen besteht auch die Möglichkeit als bevorzugte Bewegungsrichtung anstelle der senkrechten Bewegung, wie sie in den 2 bis 3 gezeigt ist, eine horizontale Bewegung zu verwenden. Dies kann immer dann günstiger sein, wenn aus maschinellen Gründen günstiger ist, die Arbeitseinheit horizontal zu verfahren.Without departing from the scope of the invention, there is also the possibility as the preferred direction of movement instead of the vertical movement, as shown in FIGS 2 until 3 is shown using a horizontal movement. This can always be more favorable when, for mechanical reasons, it is more favorable to move the work unit horizontally.

Die 5 und 6 zeigen eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung 1 in einer Frontalansicht und einer Seitenansicht. Diese Bearbeitungsvorrichtung 1 weist eine Basisstation 2 mit einem Fahrgestell 3 auf, wobei in der Basisstation 1 - schematisch dargestellt - ein Stromversorgungseinheit 4, ein Antriebssystem 5 und ein Prozessorsystem 6 angeordnet sind. Außerdem verfügt die Bearbeitungsvorrichtung 1 über eine Positioniervorrichtung 7 und eine an der Positioniervorrichtung 7 angeordnete Arbeitseinheit 8. Die Arbeitseinheit 8 ist über einen Wechseladapter 9 mit der Positioniervorrichtung 7 und der Basisstation 2 verbunden.the 5 and 6 show a processing device 1 according to the invention in a front view and a side view. This processing device 1 has a base station 2 with a chassis 3, wherein in the base station 1 - shown schematically - a power supply unit 4, a drive system 5 and a processor system 6 are arranged. In addition, the processing device 1 has a positioning device 7 and a working unit 8 arranged on the positioning device 7 . The working unit 8 is connected to the positioning device 7 and the base station 2 via an interchangeable adapter 9 .

Nicht näher dargestellt ist auch ein Leitungs- und Pumpsystem, welches von den auf der Basisstation 2 angeordneten Vorratsbehältern 10 die darin aufbewahrten Medien, wie Putz, Farbe, Wasser, etc., zur Arbeitseinheit 8 fördert, um sie damit zu verarbeiten. Vorzugsweise wird die Förderung des Mediums automatisch entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit der Arbeitseinheit an der Wand geregelt.Also not shown in detail is a line and pump system, which conveys the media stored therein, such as plaster, paint, water, etc., from the storage containers 10 arranged on the base station 2 to the working unit 8 in order to process them therewith. The conveyance of the medium is preferably regulated automatically according to the feed speed of the working unit on the wall.

Anstelle des oder ergänzend zum Prozessorsystem 6 kann auch ein kabellos mit der Basisstation in Verbindung stehender Laptop oder Tablet für die Berechnungen und die Steuerung verwendet werden.Instead of or in addition to the processor system 6, a laptop or tablet connected wirelessly to the base station can also be used for the calculations and the control.

Die 7 zeigt die Bearbeitungsvorrichtung 1 in Seitenansicht, wobei eine erste Variante einer horizontalen Verschiebbarkeit der Positioniervorrichtung 7 relativ zur Basisstation 2 dargestellt ist. Die Positioniervorrichtung 7 ist hier teleskopartig ausgebildet, wobei die Bewegung durch den Teleskoparm lediglich in Auf- und Ab-Richtung geht. Um die Positioniervorrichtung 7 und damit auch die daran befestigte Arbeitseinheit 8 in Richtung auf die Hauswand zu und davon bewegen zu können, ist die Positioniervorrichtung 7 selbst über eine zusätzliche Hubvorrichtung 11 mit der Basisstation 2 verbunden, so dass eine horizontale Verschiebung in Wandrichtung erfolgen kann.the 7 shows the processing device 1 in a side view, with a first variant of a horizontal displaceability of the positioning device 7 relative to the base station 2 being shown. The positioning device 7 is telescopic here, with the movement by the telescopic arm only going in the up and down direction. In order to be able to move the positioning device 7 and thus also the work unit 8 attached to it in the direction of the house wall and away from it, the positioning device 7 itself is connected to the base station 2 via an additional lifting device 11, so that a horizontal displacement in the direction of the wall can take place.

Somit wird also über die gesteuerte Seitwärtsbewegung der Basisstation 2 auf dem Schienensystem S die horizontale Position entlang der Fassade F, über das Ein- und Ausfahren der teleskopierbaren Positioniervorrichtung 7 die Höhe und über die zusätzliche Hubvorrichtung 11 die Nähe der Arbeitseinheit 8 zur Fassade F eingestellt.Thus, the horizontal position along the facade F is adjusted via the controlled sideways movement of the base station 2 on the rail system S, the height is adjusted via the retraction and extension of the telescopic positioning device 7 and the proximity of the working unit 8 to the facade F is adjusted via the additional lifting device 11.

Ergänzend wird auch vorgeschlagen die Positioniervorrichtung 7 zusätzlich im unteren Bereich um eine, vorzugsweise parallel zur Fassade oder parallel zu den Achsen der Räder der Basisstation ausgerichtete, Schwenkachse 12 verschwenkbar auszuführen. Damit wird erreicht, dass der durch die Positioniervorrichtung 7 erreichbare Arbeitsbereich vergrößert wird und damit die Flexibilität der Bearbeitungsvorrichtung 1 verbessert wird.In addition, it is also proposed that the positioning device 7 be pivotable in the lower area about a pivot axis 12, preferably aligned parallel to the facade or parallel to the axes of the wheels of the base station. The result of this is that the working area that can be reached by the positioning device 7 is increased and the flexibility of the processing device 1 is thus improved.

Eine andere Variante einer Bearbeitungsvorrichtung 1 ist in der 8 dargestellt. Diese Bearbeitungsvorrichtung 1 unterscheidet sich zu der in 7 dargestellten dadurch, dass die Positioniervorrichtung 7 nun kippbar um eine im Bereich der Basisstation, vorzugsweise unten, liegende Schwenkachse 13 senkrecht zur Fahrtrichtung der Basisstation 2 ausgeführt ist. Auch hierdurch lässt sich der Abstand der Arbeitseinheit 8 an der Spitze der Positioniervorrichtung 8 von der Fassade F in gewünschter Weise einstellen.Another variant of a processing device 1 is in the 8th shown. This processing device 1 differs from that in 7 illustrated in that the positioning device 7 is now designed to be tiltable about a pivot axis 13 lying in the area of the base station, preferably at the bottom, perpendicular to the direction of travel of the base station 2 . This also allows the distance between the working unit 8 at the tip of the positioning device 8 and the facade F to be set in the desired manner.

Eine ähnliche Beweglichkeit der Positioniervorrichtung 7 an einer Basisstation 2 lässt sich auch erreichen, wenn die Positioniervorrichtung 7 unten um zwei Achsen oder um ein Kugelgelenk gelagert ist und weiter oben die Positioniervorrichtung 7 über zwei unabhängig voneinander steuerbare Teleskopstangen, die ein Dreieck aufspannen, mit der Basisstation 2 verbunden sind.A similar mobility of the positioning device 7 on a base station 2 can also be achieved if the positioning device 7 is mounted at the bottom around two axes or around a ball joint and higher up the positioning device 7 is connected to the base station via two independently controllable telescopic rods that span a triangle 2 are connected.

In der 9 ist schließlich eine Variante einer Bearbeitungsvorrichtung 1 dargestellt, welche stationär ausgeführt ist und dazu auf vier ausladenden Stützen 14 steht, die durch dem Untergrund angepasste Platten gegen verrutschen und einsinken geschützt sind. Die im Grundaufbau den Varianten aus den 5 bis 8 ähnelnde Bearbeitungsvorrichtung 1 weist allerdings anstelle der einfachen teleskopierbaren Positioniervorrichtung 7 eine als Gelenkarm ausgebildete Positioniervorrichtung 7 auf, deren Gelenkarme 7.1 und 7.2 jeweils ebenfalls teleskopierbar ausgebildet sind. Hierbei ist außerdem das untere Gelenk als Kugelgelenk ausgestaltet, so dass eine freie Beweglichkeit des Gelenkarms 7 in alle Richtungen gewährleistet ist.In the 9 Finally, a variant of a processing device 1 is shown, which is designed to be stationary and stands on four cantilevered supports 14, which are protected against slipping and sinking by plates adapted to the ground. The basic structure of the variants from the 5 until 8th However, a similar processing device 1 has, instead of the simple telescoping positioning device 7, a positioning device 7 designed as an articulated arm, the articulated arms 7.1 and 7.2 of which are also designed to be telescopic. In this case, the lower joint is also designed as a ball joint, so that free mobility of the articulated arm 7 in all directions is ensured.

Insgesamt wird mit der Erfindung also ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eine Fassade vorgeschlagen, wobei auf der Basis zuvor, vorzugsweise automatisch, ermittelter Begrenzungen einer zu bearbeitenden Wand ein Arbeitsweg, vorzugsweise automatisch, bestimmt wird und automatisch eine Arbeitseinheit entlang dieses vorgegebenen Arbeitsweges geführt wird, um die Wand zu bearbeiten. Die Bearbeitungsvorrichtung weist hierzu Mittel zur Bestimmung der zu bearbeitenden Fläche, eine Arbeitseinheit zum Bearbeiten der Wand, ein Positioniersystem für die Arbeitseinheit, eine Basisstation, welche das Positioniersystem trägt, auf und verfügt über eine Prozessor- und Steuereinheit mit einem Speicher für Programmcode und Daten, die mit der Vorrichtung verbunden ist, um die Vorrichtung zu steuern.Overall, the invention therefore proposes a method and a device for working on a facade, a working path being determined, preferably automatically, on the basis of previously determined, preferably automatically, boundaries of a wall to be worked on, and a working unit being guided automatically along this predetermined working path to edit the wall. For this purpose, the processing device has means for determining the surface to be processed, a working unit for processing the wall, a positioning system for the working unit, a base station which carries the positioning system, and has a processor and control unit with a memory for program code and data, connected to the device to control the device.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere beschränkt sich die Erfindung nicht auf die angegebenen Merkmalskombinationen, sondern es können auch für den Fachmann offensichtlich ausführbare andere Kombinationen und Teilkombinationen aus den offenbarten Merkmalen gebildet werden. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Ebenso liegt es auch im Rahmen der Erfindung, eine mechanische Umkehr der Funktionen der einzelnen mechanischen Elemente der Erfindung zu bewirken.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the invention is not limited to the specified combinations of features, but other combinations and sub-combinations that are obviously executable for a person skilled in the art can also be formed from the disclosed features. Embodiments are therefore also to be regarded as included and disclosed by the invention which are not explicitly shown or explained in the figures, but which result from the explained embodiments and can be generated by means of separate combinations of features. Likewise, it is also within the scope of the invention to cause a mechanical reversal of the functions of the individual mechanical elements of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

GG
Gebäudebuilding
Ff
Fassadefacade
Fafa
zu bearbeitende Flächesurface to be processed
RaRa
Referenzpunkte der Außengrenzen der FassadeReference points of the outer borders of the facade
RiRi
Referenzpunkte der Innengrenzen der auszusparenden FlächenReference points of the inner borders of the areas to be left out
SS
Schienensystemrail system
11
Bearbeitungsvorrichtungprocessing device
22
Basisstationbase station
33
Fahrgestellchassis
44
Stromquellepower source
55
Antriebssystemdrive system
66
Prozessorsystemprocessor system
77
Positioniervorrichtungpositioning device
88th
Arbeitseinheitunit of work
99
Wechseladapterinterchangeable adapter
1010
Vorratsbehälterreservoir
1111
Hubvorrichtunglifting device
1212
Schwenkachsepivot axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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  • DE 102009043784 A1 [0003]DE 102009043784 A1 [0003]

Claims (26)

Verfahren zum automatischen Bearbeiten einer Wand oder Fassade (F) eines Gebäudes (G), wobei die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: 1.1. Erfassen der Außengrenzen (A) der zu bearbeitenden Wand oder Fassade (F), 1.2. Erfassen der innerhalb der Außengrenzen (A) liegenden Innengrenzen (I) nicht zu bearbeitender Aussparungen, 1.3. Bestimmen der Kontur einer zu bearbeitenden Arbeitsfläche (Fa) auf der Basis der bestimmten Außengrenzen (A) und der Innengrenzen (I), 1.4. Bestimmen mindestens eines Arbeitsweges einer Arbeitseinheit (8) zum Bearbeiten der Arbeitsfläche (Fa) , 1.5. automatisches Abfahren des mindestens einen Arbeitsweges und Bearbeiten der Wand oder Fassade (F) mit der Arbeitseinheit (8) entlang des vorbestimmten Arbeitsweges.Method for automatically processing a wall or facade (F) of a building (G), the following method steps being carried out: 1.1. Detection of the outer limits (A) of the wall or facade (F) to be processed, 1.2. Detection of the inner borders (I) lying within the outer borders (A) of recesses that are not to be machined, 1.3. determining the contour of a work surface (Fa) to be machined on the basis of the determined outer boundaries (A) and inner boundaries (I), 1.4. Determining at least one working path of a working unit (8) for processing the work surface (Fa), 1.5. automatically moving along the at least one working path and processing the wall or facade (F) with the working unit (8) along the predetermined working path. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- und/oder Innengrenzen durch Triangulation oder Entfernungs- und Winkelbestimmung von einem Standpunkt zu Referenzpunkten der Außen- und/oder Innengrenzen (A, I) bestimmt werden.Procedure according to the above Claim 1 , characterized in that the outer and/or inner borders are determined by triangulation or distance and angle determination from a point of view to reference points of the outer and/or inner borders (A, I). Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- und/oder Innengrenzen (A, I) durch auf der Basis einer Fotografie der Wand oder Fassade (F), perspektivischer Berechnungen und dem Standort der die Fotografie erzeugenden Kamera zum Zeitpunkt der Aufnahme bestimmt werden.Procedure according to the above Claim 1 , characterized in that the outer and/or inner borders (A, I) are determined by on the basis of a photograph of the wall or facade (F), perspective calculations and the location of the camera producing the photograph at the time of taking the picture. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außen- und/oder Innengrenzen (A, I) mit Hilfe eines an einer entlang der Wand oder Fassade bewegten Sensors bestimmt oder korrigiert werden.Method according to any of the above patent claims 1 until 3 , characterized in that the outer and/or inner limits (A, I) are determined or corrected with the aid of a sensor moved along the wall or facade. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera, die aktuelle Aufnahmen der Wand oder Fassade auf ein Display überträgt, entlang der Wand oder Fassade unter Kenntnis deren Position bewegt wird und mit Hilfe einer Lichtmarkierungsvorrichtung, insbesondere eines LASER-Pointers, oder einer Zielmarkierungseinblendung in einem Display die Außen- und/oder Innengrenzen (A, I) bestimmt oder korrigiert werden.Method according to any of the above patent claims 1 until 4 , characterized in that a camera, which transmits current recordings of the wall or facade to a display, is moved along the wall or facade while knowing its position and with the aid of a light marking device, in particular a LASER pointer, or a target marking overlay in a display External and/or internal borders (A, I) are determined or corrected. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter des mindestens einen Arbeitsweges auch ein Geschwindigkeitsprofil der Arbeitseinheit (8) und ein hierzu korrespondierendes Profil an Materialdurchsatz an der Arbeitseinheit (8) bestimmt werden.Method according to any of the above patent claims 1 until 5 , characterized in that a speed profile of the working unit (8) and a corresponding profile of material throughput on the working unit (8) are also determined as parameters of the at least one working path. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung eine Vorrichtung gemäß einem der Vorrichtungsansprüche verwendet wird, wobei in der Prozessor- und Steuereinheit ein Programm gespeichert ist, welches das Verfahren mit Ausnahme der Merkmale zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, automatisch ausführt.Method according to any of the above patent claims 1 until 6 , characterized in that a device according to one of the device claims is used for the implementation, with a program being stored in the processor and control unit, which program executes the method, with the exception of the features, at least partially, preferably completely, automatically. Verfahren gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Sensor, vorzugsweise eine Kamera mit Display und Zielmarkierungseinblendung oder LASER-Pointer, verwendet wird.Procedure according to the above Claim 7 , characterized in that an optical sensor, preferably a camera with a display and target marking overlay or LASER pointer, is used. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (8) ein Medium auf die Fläche aufträgt.Method according to any of the above patent claims 1 until 8th , characterized in that the working unit (8) applies a medium to the surface. Verfahren gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (8) die Fläche reinigt, vorzugsweise mit einer ein Medium unter Druck ausstoßenden Vorrichtung.Method according to any of the above patent claims 1 until 9 , characterized in that the working unit (8) cleans the surface, preferably with a device ejecting a medium under pressure. Vorrichtung (1) zum Bearbeiten einer Wand oder Fassade (F), vorzugsweise einer Außenwand, eines Gebäudes, zumindest aufweisend: 11.1. ein Mittel zur Bestimmung von Referenzpunkten von Außengrenzen (A) der Wand oder Fassade (F) und innerhalb der Außengrenzen liegender Innengrenzen (I) von Aussparungen, 11.2. eine Arbeitseinheit (8) zum Bearbeiten der Wand oder Fassade (F), 11.3. ein Positioniersystem (7), welches die Arbeitseinheit (8) an der Wand oder Fassade (F) in eine vorgegebene Arbeitsposition bringt, 11.4. eine Basisstation (2), welche das Positioniersystem (7) trägt, 11.5. und über eine Prozessor- und Steuereinheit mit einem Speicher für Programmcode und Daten verfügt, die mit der Vorrichtung (1) verbunden ist, um die Vorrichtung (1) zu steuern.Device (1) for processing a wall or facade (F), preferably an outer wall, of a building, at least comprising: 11.1. a means for determining reference points of external boundaries (A) of the wall or façade (F) and internal boundaries (I) of recesses lying within the external boundaries, 11.2. a working unit (8) for processing the wall or facade (F), 11.3. a positioning system (7) which brings the working unit (8) into a predetermined working position on the wall or façade (F), 11.4. a base station (2) which carries the positioning system (7), 11.5. and has a processor and control unit with a memory for program code and data, which is connected to the device (1) to control the device (1). Vorrichtung (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher Programmcode vorliegt, welcher im Betrieb auf der Basis vorgegebener Grenzen einer zu bearbeitenden Fläche (Fa) automatisch einen, vorzugsweise zeit- und/oder wegoptimierten, Arbeitsweg berechnet und diesen automatisch mit der Arbeitseinheit (8) abfährt.Device (1) according to the preceding Claim 11 , characterized in that there is program code in the memory, which automatically calculates a work route, preferably optimized in terms of time and/or distance, during operation on the basis of predetermined limits of an area (Fa) to be processed and travels this automatically with the work unit (8). Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (2) auf einem Schienen- oder Gleitsystem (S), welches vor der zu bearbeitenden Wand oder Fassade (Fa) auf einem Untergrund ausgelegt ist, angeordnet ist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 12 , thereby characterized in that the base station (2) is arranged on a rail or sliding system (S) which is laid out on a substrate in front of the wall or facade (Fa) to be processed. Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (2) ein Fahrwerk (3) mit Rädern, Rollen, Reifen oder Ketten aufweist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 12 , characterized in that the base station (2) has a chassis (3) with wheels, rollers, tires or chains. Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (2) stationär angeordnet ist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 12 , characterized in that the base station (2) is arranged stationary. Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (7) ein Hubsystem und/oder einen Gelenkarm und/oder einen Teleskoparm und/oder einen teleskopierbaren Gelenkarm aufweist, um die Arbeitseinheit (8) an beliebige Positionen an der Wand oder Fassade (F) verfahren zu können.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 15 , characterized in that the positioning system (7) has a lifting system and/or an articulated arm and/or a telescopic arm and/or a telescopic articulated arm in order to be able to move the working unit (8) to any position on the wall or facade (F). . Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (7) einen Sensor aufweist, welcher die Begrenzung der Wand oder Fassade (F) und/oder die bei der Bearbeitung auszusparenden Flächen der Wand oder Fassade und/oder die zu bearbeitenden Flächen der Wand oder Fassade erfasst.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 16 , characterized in that the positioning system (7) has a sensor which detects the boundary of the wall or facade (F) and/or the surfaces of the wall or facade to be left out during processing and/or the surfaces of the wall or facade to be processed. Vorrichtung (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein mechanischer und/oder optischer und/oder ultraschallverwendender Sensor ist.Device (1) according to the preceding Claim 18 , characterized in that the sensor is a mechanical and/or optical and/or ultrasonic sensor. Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (8) ein Farbauftrags- oder Verputzsystem aufweist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 18 , characterized in that the working unit (8) has a paint application or plastering system. Vorrichtung (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbauftrags- oder Verputzsystem einen Pinsel oder eine Rolle oder eine Sprüh- oder Spritzvorrichtung aufweist.Device (1) according to the preceding Claim 19 , characterized in that the paint application or plastering system has a brush or a roller or a spray or spray device. Vorrichtung (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüh- oder Spritzvorrichtung zumindest eine seitliche Begrenzungsfläche zur Begrenzung der bearbeiteten Wand oder Fassade (Fa) aufweist.Device (1) according to the preceding Claim 20 , characterized in that the spraying or spraying device has at least one lateral delimiting surface for delimiting the processed wall or facade (Fa). Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüh- oder Spritzvorrichtung regulierbar ausgebildet ist.Device (1) according to any one of the preceding patent claims 20 until 21 , characterized in that the spray or spray device is adjustable. Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitseinheit (8) über einen Wechseladapter (9) mit der Positioniervorrichtung (7) verbunden ist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 22 , characterized in that the working unit (8) is connected to the positioning device (7) via an interchangeable adapter (9). Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Positioniervorrichtung (7) und der Arbeitseinheit (8) ein Gelenk mit einer Verstellvorrichtung angeordnet ist.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 23 , characterized in that a joint with an adjustment device is arranged between the positioning device (7) and the working unit (8). Vorrichtung (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Näherungs- oder Bewegungssensor angeordnet ist, der eine unmittelbare Umgebung der Basisstation (2) auf Annäherung von Personen überwacht.Device (1) according to any one of the preceding Claims 11 until 24 , characterized in that a proximity or movement sensor is arranged, which monitors the immediate vicinity of the base station (2) for approaching people. Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessor- und Steuereinheit (6) zur automatischen Steuerung der Vorrichtung (1), im Speicher Programmcode aufweist, welcher im Betrieb die Verfahrensschritte eines der Verfahrensansprüche 1 bis 10 ausführt.Device according to any of the preceding Claims 11 until 24 , characterized in that the processor and control unit (6) for the automatic control of the device (1), in the memory program code, which in operation, the method steps of one of the method claims 1 until 10 executes
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