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Die
Erfindung betrifft eine Zone einer Beschichtungsanlage sowie eine
Beschichtungsanlage mit derartigen Zonen. Insbesondere handelt es
sich um Lackierzonen oder andere Zonen einer Anlage für die serienweise
Beschichtung von Applikationsobjekten wie namentlich Fahrzeugkarossen
oder deren Anbauteilen unter Verwendung von Robotern einschließlich Lackier-
oder sonstigen Applikationsrobotern, sonstigen Manipulatoren beispielsweise
für Zusatzgeräte und/oder
von Handhabungsrobotern wie z.B. Tür- oder Haubenöffnern.
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In
konventionellen Lackierkabinen für
Fahrzeugkarossen mit Robotern sind deren Führungsschienen üblicherweise
seitlich am Kabinenboden montiert. Aus verschiedenen Gründen kann
aber die Anordnung von Roboterführungsschienen
oberhalb des Förderers
oder sogar oberhalb der Karossen zweckmäßiger sein, beispielsweise
weil sie dort die Sicht durch die Seitenwand der Kabine und die
Zugänglichkeit
zu den Karossen oder sonstigen Applikationsobjekten weniger beeinträchtigen,
und/oder weil die erhöht
angeordneten Roboter eine entsprechend verbesserte Bewegungsfreiheit
haben, und/oder weil die erhöht
angeordneten Führungsschienen
weniger durch Overspray verschmutzt werden, der durch die übliche Luftströmung in
den Kabinen nach unten abgeführt
wird. Ferner können
erhöht montierte
Roboter den Vorteil haben, dass sie die von der Kabinendecke nach
unten an den Karossenseiten entlang in den Kabinenboden fließende Luftströmung weniger
stören
als am Boden neben der Karosse befindliche Roboter, die den Luftweg
unmittelbar an der Karosse verengen, was zu unerwünschter
Erhöhung
der Strömungsgeschwindigkeit
führen
kann.
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Bei
einer aus der WO 2004/037430 A1 bekannten Lackieranlage befinden
sich jeweils mehrere Lackierroboter auf zwei parallelen Führungsschienen,
die ihrerseits auf einem im Innenraum der Kabine angeordneten Rahmengestell
mit vier ähnlich
wie bei den bekannten Portalroboterkonstruktionen durch Querstreben
miteinander verbundenen Standbeinen montiert sind.
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Aus
der
EP 1 263 535 B1 ist
auch bereits eine Lackierzone in einer Lackierkabine für Fahrzeugkarossen
mit Luftzufuhr durch die obere Deckenwand und je zwei an den Seitenwänden vertikal übereinander
angeordneten begehbaren Steuerbereichen bekannt, wobei erhöht oberhalb
des Förderers
angeordnete Roboterführungsschienen
in modulare vorgefertigte Seitenwandelemente der Kabine eingebaut
sind. Die Tragstrukturen der Führungsschienen
sind im Gegensatz zu dem Gestell nach der WO 2004/037430 A1 im Kabineninnenraum
voneinander getrennt, vermeiden also deren Querstreben im Kabineninnenraum
und mögliche
Probleme hinsichtlich der mechanischen Stabilität des bekannten Rahmengestells.
Am Boden dieser bekannten Lackierkabine, der wie üblich durch
eine Gitterkonstruktion zum Abführen
der vertikalen Luftströmung
gebildet ist, sind unterhalb der erhöht angeordneten Führungsschienen
neben dem unteren Steuerbereich zusätzliche Führungsschienen für weitere
Roboter montiert, wobei es sich bei den Robotern der unteren Ebene
um Lackierroboter und bei den oberen Robotern um Tür- oder
Haubenöffner
handelt.
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Lackierkabinen
für Fahrzeugkarossen
mit vertikal übereinander
an den Kabinenwänden
montierten Roboterführungsschienen
und mit mehreren entlang dem Transportweg des Förderers hintereinander angeordneten
Lackierzonen sind aus der
EP
0 745 429 A1 bekannt.
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Bei
den bekannten Lackierzonen mit hochgelegten Roboterführungsschienen
verlaufen die Seitenwände
der Lackierkabine von deren oberen Deckenwand senkrecht nach unten
zu der Bodenebene. Da die Lackierkabine einschließlich der
begehbaren Steuerbereiche in Hinblick auf den Bau- und Investitionsaufwand
nicht zu breit sein darf, ergeben sich hieraus prinzipielle Nachteile
der bekannten Lackierzonen. Zum einen ist der für die Steuerbereiche verfügbare Raum
unerwünscht
eng. Andererseits würden
bei gegebener Gesamtbreite und Vergrößerung der Steuerbereiche die
Wege für
die in der Kabine von der Deckenwand aus nach unten fließende Luftströmung unerwünscht eingeengt.
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Ein
anderes Problem ist die erforderliche Abstützung der erhöht angeordneten
Führungsschienen,
die naturgemäß schwieriger
erreichbar ist als bei Führungsschienen
am Kabinenboden. Ausreichende Stabilität von oberhalb des Förderers
an einer Kabinenwand montierten Führungsschienen insbesondere
ohne eigene Querträger
auf der Höhe
dieser Führungsschienen
war bisher nur mit unerwünscht
hohem Bauaufwand für
entsprechend stabile Seitenwände
erreichbar.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung einer Beschichtungs-oder sonstigen Zone
einer Beschichtungsanlage bzw. einer Anlage mit mehreren solchen
Zonen, in der bzw. denen die Erreichbarkeit des Applikationsobjekts
durch den oder die Roboter weiter verbessert wird. Vorzugsweise
sollen die Zonen sich durch gute Raumausnutzung bei möglichst guter
Luftströmung
und geringem Bauaufwand auszeichnen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird durch Kippen der Führungsschiene
insbesondere eines Lackierroboters und damit des Arbeitsbereichs
des Roboters um die Schienenlängsrichtung die
Erreichbarkeit des Applikationsobjekts wie namentlich einer Fahrzeugkarosse
vor allem in engen Lackierkabinen verbessert.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird die Führungsschiene in Förderrichtung
schräg angeordnet,
vorzugsweise mit einstellbarem Neigungswinkel, so dass der Roboter
sich je nach Einstellung und seiner jeweiligen Position in der Schienenlängsrichtung
unterschiedlich hoch neben oder über
der Karosse oder dem sonstigen Applikationsobjekt befinden kann.
Auch dadurch wird die Erreichbarkeit des Objekts verbessert.
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Diese
beiden Möglichkeiten
können
jeweils für
sich vorteilhaft sein, aber auch miteinander kombiniert werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung hat eine Beschichtungszone auf einer
oder vorzugsweise auf beiden Seiten des Förderwegs auf der Höhe hochgelegter
Roboterführungsschienen
einen oberen begehbaren Steuerbereich, der von dem Innenraum der
Beschichtungszone durch schräge
Seitenwände
getrennt ist, wodurch der Innenraum an diesem Bereich nach oben
fortschreitend schmaler wird. Dadurch entsteht auf der Außenseite
der schrägen
Seitenwände
ein entsprechend breiterer Raum des begehbaren Steuerbereichs, der
sowohl für Steuereinrichtungen
des oder der auf der hochgelegten Führungsschiene befindlichen
Roboter als auch für
das den Beschichtungsprozess beobachtende Personal und für Wartungsarbeiten
nutzbar ist. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung der Steuereinrichtungen
in der Nähe
der von ihnen gesteuerten Roboter sind hierbei die entsprechend
kurzen Schlauch- und Leitungsverbindungen.
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Zugleich
vergrößert sich
durch die schrägen Seitenwände der
für die
Luftströmung
zur Verfügung stehende
Strömungsquerschnitt
der Beschichtungszone nach unten, wodurch die Behinderung der Luftströmung durch
die Roboter in entsprechendem Maße ausgeglichen werden kann
und die Strömungsgeschwindigkeiten
sich innerhalb der Beschichtungszone weniger stark ändern als
bei von oben bis unten senkrechten Wänden. Es ergibt sich also beispielsweise
in einer Lackierkabine oder Lackierzone für Fahrzeugkarossen eine optimale
Luftverteilung auch dann, wenn die Seitenwände neben der Karosse senkrecht
verlaufen. Zu starke Luftströmung
an den Karossen oder sonstigen Applikationsobjekten würde z.B.
durch Mitnahme des zu applizierenden Beschichtungsmaterials den
Auftragungswirkungsgrad reduzieren.
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Vorzugsweise
haben die Seitenwände
nur an dem oberen begehbaren Steuerbereich schrägen Verlauf, während sie
an dem unteren begehbaren Steuerbereich, also an dem (typisch gitterartigen) Boden
der Beschichtungszone vorzugsweise bis über den oberen Rand der Applikationsobjekte
vertikal nach oben verlaufen können,
beispielsweise bis zu dem oberen Steuerbereich. Dadurch wird eine
unerwünscht
große
Gesamtbreite der Beschichtungszone im Bodenbereich vermieden.
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Wenn
nur eine hochgelegte Roboterführungsschiene
vorzugsweise auf beiden Seiten des Förderers vorhanden ist, kann
der untere begehbare Steuerbereich auf mindestens einer Seite des
Förderers
z.B. zum Beobachten des Beschichtungsprozesses ohne Sichtbehinderung
durch Roboter sowie für Wartungsarbeiten
usw. genutzt werden. Ebenso ist es aber möglich, am Boden der Beschichtungszone oder
in der Nähe
der Bodenebene an der Seitenwand der Beschichtungszone auf einer
oder vorzugsweise auf beiden Seiten des Förderers weitere Führungsschienen
für zusätzliche
Roboter zu montieren. Die Führungsschienen
können auf
jeder Seite der Beschichtungszone in einem solchen Abstand übereinander
angeordnet sein, dass die jeweiligen Roboter einander in der zu
dem Förderweg
parallelen Längsrichtung
passieren können.
Es können
auch mehr als zwei Führungsschienen
auf einer oder jeder Seite vorgesehen sein, insbesondere in unterschiedlichen Höhen, also
in drei oder mehr vertikal voneinander beabstandeten Ebenen. Für die Verteilung
jeweils mehrerer Roboter auf den Führungsschienen z.B. einschließlich Lackier-
und Handhabungsrobotern bestehen insbesondere die in den
DE 10 2004 030 858 und
DE 10 2004 056 493 (
EP 1 609 532 A1 )
beschriebenen Möglichkeiten,
deren vollständiger
Inhalt in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen
wird. Ferner ist es möglich,
auf einer oder beiden Seiten der Beschichtungszone und des Förderers
eine oder mehrere mit Abstand übereinander
angeordnete Führungsschienenanordnungen
zu montieren, die jeweils mehr als nur eine Schiene enthalten und
so konstruiert sein können,
dass auf den verschiedenen, räumlich
zueinander versetzten Schienen ein und derselben Führungsschienenanordnung
verfahrbare Roboter einander in der zu dem Transportweg des Förderers
parallelen Richtung passieren können.
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Die
im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung erwähnten Schienen
können
vorteilhaft auch für
auf ihnen verfahrbare Roboter für
Zusatzgeräte
genutzt werden, die zusätzlich
zu Applikationsrobotern mit Zerstäubern (Applikatoren) und/oder
zu Handhabungsrobotern (Handlern) vorhanden sein können. Beispiele
für Zusatzgeräte sind
beliebige Behandlungsgeräte
einschließlich
mobiler Trockner, die in an sich bekannter Weise die Applikationsobjekte
zum Trocknen mit IR- oder UV-Strahlung
bestrahlen können,
sowie Reinigungsgeräte
und insbesondere auch Sonden und Messgeräte, wie sie an sich zum Messen
von Beschichtungsergebnissen und Schichtqualitätsmerkmalen wie Schichtdicke, „wave scan", Farbton, Glanz,
Hellig keit usw. und zum Feststellen von Beschichtungsfehlern bekannt
und üblich sind.
Die Messungen können
online erfolgen, auch zur Online-Qualitätsmessung mit ggf. automatischer Fehlerkorrektur
bei nachfolgenden Applikationsobjekten beispielsweise gemäß
EP 0 874 213 B1 oder
EP 1 176 388 A2 .
Die Zusatzgeräte
können
sich in einer Beschichtungskabine oder auch in einer gesonderten
Reparatur- oder Kontrollzone befinden, wobei sie dann auch ohne
Applikationsroboter oder Türöffner od.
dgl. auf den erwähnten
Führungsschienen angeordnet
sein könne.
Die Zusatzgeräte
können zweckmäßig an eigenen
Robotern montiert sein oder mit Hilfe von Wechselköpfen auch
an universell als Träger
für unterschiedliche
Geräte
wie z.B. Zerstäuber,
Trockner, Messsysteme usw. dienenden Robotern. Wenn sich die Zusatzgeräte in einer
Beschichtungszone befinden, können
sie auf den Schienen der dort vorgesehenen Applikations- und/oder
Handhabungsroboter verfahrbar sein oder stattdessen auf eigenen
Schienen, die gegen die Schienen der Applikations- bzw. Handhabungsrotober
höhenversetzt sein
können.
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Der
hier verwendete Begriff "Roboter" ist allgemein im
Sinne eines freiprogrammierbaren mehrachsigen Automaten zu verstehen,
vorzugsweise in Knickarmbauweise mit mindestens sechs rotatorischen
Achsen (drei Haupt- und drei Handachsen), wobei der Grundkörper der
aufeinanderfolgenden Bewegungsachsen als Schlitten auf einer der
hier betrachteten Schienen verfahrbar sein kann, ähnlich der
Mitfahrachse (Achse 7) konventioneller Lackierroboter od. dgl. Es
ist aber auch möglich,
auf einem gemeinsamen, als Schlitten auf ein und derselben Schiene
verfahrbaren Grundkörper
mindestens zwei Roboterkonstruktionen mit beispielsweise jeweils zwei
oder drei Hauptachsen zu montieren, die je nach Anwendungsfall ähnlich wie
bei getrennt auf derselben oder gesonderten Schienen verfahrbaren Robotern gleiche
oder unterschiedliche Funktionen (Beschichten, Handling, Messen
usw.) haben können.
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Wie
eingangs schon erwähnt
wurde, sind für die
Montage der oberhalb des Förderers
und, wenn es zweckmäßig ist,
oberhalb der oberen Ränder
der Karossen oder sonstigen Applikationsobjekte angeordneten Führungsschienen
für ggf.
jeweils mehrere nebeneinander arbeitende Roboter besondere Tragstrukturen
erforderlich, die bisher entweder durch in die Beschichtungs-oder Behandlungszone gestellte
Rahmenkonstruktionen oder durch geeignete Ausbildung der Seitenwände selbst
realisiert wurden. Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung sind dagegen an mindestens einer und
vorzugsweise beiden Seitenwänden
der Beschichtungszone bzw. Kontroll- oder Reparaturzone angeordnete
und vorzugsweise fest mit ihnen verbundene Tragstrukturen vorgesehen,
die mit sich quer zu dem Transportweg des Förderers erstreckenden Stützelementen
z.B. auf oder unter dem Boden der Zone oder auch an der Deckenwand
abgestützt
sein können,
so dass die Seitenwände
selbst keine tragende Funktion übernehmen
müssen
und entsprechend einfach und beispielsweise zur Beobachtung des
Beschichtungsprozesses zu einem großen Teil auch im unteren Bereich transparent
ausgebildet sein können.
Diese Stützelemente
müssen
also kein Bestandteil der eigentlichen Seitenwand sein, sondern
können
von der Seitenwand entfernt sein und/oder sich quer zu dem Transportweg
(vorzugsweise in einer zu der Bodenebene parallelen Richtung) von
der Seitenwand weg erstrecken.
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Andererseits
haben die Tragstrukturen vorzugsweise (im Gegensatz zu den Querstreben
der Portalkonstruktion nach der eingangs erwähnten WO 2004/037430) keine
Stützelemente,
die sich über
der Oberseite der Applikationsobjekte wie z.B. Fahrzeugkarossen,
aber unterhalb der Deckenwand durch den Innenraum der Beschichtungszone
erstrecken und die vertikale Luftströ mung der Kabine stören und/oder
durch an ihnen haftende und sich wieder lösende Farb- oder sonstige Partikel
die Applikationsobjekte verschmutzen könnten.
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Besonders
zweckmäßig kann
es sein, wenn diese Tragstrukturen konstruktiv mit den Trag- oder Versteifungselementen
der an den Eintritts- und/oder Ausgangsenden der einzelnen Beschichtungszonen erforderlichen
und an sich üblichen
Trennwände ("Silhouetten") kombiniert werden.
Der Zweck dieser quer zu dem Förderweg
angeordneten Trennwände kann
z.B. darin bestehen, mehrere in einer Lackierkabine hintereinander
angeordnete Beschichtungszonen mit jeweils unterschiedlichem Lufthaushalt voneinander
zu isolieren, etwa eine Zone für
elektrostatische Applikation mit Rotationszerstäubern von einer Zone für Luftzerstäuber, in
denen unterschiedliche Luftsinkgeschwindigkeiten erforderlich sind,
wobei Luftmischung und Querströmungen
zwischen den Zonen möglichst
vermieden werden müssen. Außerdem haben
die Querwände
Sicherheitsfunktionen für
den Personenschutz.
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Eine
Möglichkeit
besteht beispielsweise darin, diese quer zu dem Förderweg
angeordneten Trennwände
unmittelbar an den Tragstrukturen der hochgelegten Roboterführungsschienen
zu befestigen, wodurch der Aufwand für eigene Halterungen der Trennwände entfällt. Insbesondere
kann aber eine Versteifungsstruktur der Trennwände auch als Trag- oder Stützstruktur
für die
Roboterführungsschienen
dienen. Die Trag- oder Stützstrukturen
der Schienen können
also integraler Bestandteil einer Versteifung der Trennwände sein,
oder umgekehrt können
die Versteifungen der Trennwände
integraler Bestandteil der Trag- oder Stützstrukturen der Führungsschienen
sein.
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Die
Applikationsobjekte können
im kontinuierlichen Durchlaufbetrieb mit in der Regel längs der Förderbahn
mitfahrenden Robotern oder stattdessen im Taktbetrieb, bei dem das
Objekt während
der Behandlung stillsteht, durch die betrachteten Zonen gefördert werden.
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An
den in der Zeichnung weitgehend schematisch und vereinfacht dargestellten
Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Beschichtungszone gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 eine
Beschichtungszone gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel;
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4 eine
Abwandlung des Ausführungsbeispiels
nach 3; und
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5 die
Anordnung eines Lackierroboters auf einer um ihre Längsrichtung
gekippten Führungsschiene.
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Für gleiche
oder einander entsprechende Elemente werden im Folgenden auch für die verschiedenen
Ausführungsbeispiele
gleiche Bezugszahlen verwendet.
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Die
in 1 dargestellte Beschichtungszone 1 für Fahrzeugkarossen 2 kann
einen Teil einer Lackierkabine bilden. Die hier und im Folgenden
beschriebenen und dargestellten Lackierzonen können aber eventuell auch innerhalb
einer breiteren Kabine angeordnet werden. Die Karossen können auf
einem konventionellen Bodenförderer 3 (vgl. 3,
in 1 nicht dargestellt) längs eines z.B. durch Schienen 4 (3)
definierten Transportwegs durch die Beschichtungszone 1 hindurchgefahren
werden. Die Beschichtungszone wird oben von einer horizontalen Deckenwand 5,
auf beiden Seiten von parallel zu dem Transportweg angeordneten
Seitenwänden 6 bzw. 6', unten von
dem horizontalen Boden 7 und an den Eintritts- und/oder
Austrittsenden durch quer zu dem Transportweg angeordneten senkrechten Trennwänden 8 bzw. 8' begrenzt. Beispielsweise
in derselben Lackierkabine können
sich auf den Außenseiten
der Trennwände 8 und/oder 8' entlang dem Transportweg
weitere ähnliche
oder andere Beschichtungszonen anschließen. In an sich üblicher Weise
wird im Betrieb eine im Wesentlichen vertikal abwärtsgerichtete
Luftströmung
durch die Beschichtungszone 1 geleitet, die beispielsweise
durch die zu diesem Zweck mit Durchlässen oder mit einer gesonderten
Belüftungseinrichtung
versehene Deckenwand eingeleitet werden und durch den beispielsweise
als Gitterkonstruktion ausgebildeten Boden 7 austreten
kann. Die Trennwände 8 und 8' sind dicht
abschließend
zwischen die sie umgebenden Wandelemente eingefügt, also insbesondere die Seitenwände 6 und 6' und nach Möglichkeit
ebenfalls dicht zwischen die Deckenwand 5 und den Boden 7,
um Luftmischung oder Querströmungen
insbesondere zwischen benachbarten Zonen mit unterschiedlichem Lufthaushalt
auf den beiden Seiten der jeweiligen Trennwand 8 bzw. 8' zu verhindern.
Auch Öffnungen 9 in
den Trennwänden 8 bzw. 8' für die Karossen 2 auf
dem Förderer 3 können aus
diesem Grund während
der Beschichtung verschließbar
sein. Ferner können
sich in den Seitenwänden 6, 6' und/oder Trennwänden 8, 8' verschließbare Türen (nicht
dargestellt) für
das Bedienungspersonal befinden, beispielsweise in einer vorzugsweise
metallischen Rahmenkonstruktion auf einer oder beiden Seiten der Trennwand 8,
wie sie in dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der 4 bei 43 dargestellt
ist. Dadurch ergeben sich Vorteile auch hinsichtlich der Sicherheit
wie Begehschutz bei gleichzeitiger Schaffung von Fluchtwegen.
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Darstellungsgemäß beispielsweise
etwa auf halber Höhe
der Seitenwände 6, 6' und vorzugsweise oberhalb
der Oberseiten der Karossen 2 sind an den Seitenwänden im
Innenraum der Beschichtungszone 1 jeweils Führungsschienenanordnungen 10 bzw. 10' für Roboter 11 angeordnet.
Die Roboter 11 können mit üblichen
Zerstäubern
oder sonstigen Applikatoren für
Beschichtungsmaterial bestückt
sein. Als Tragstruktur für
die Führungsschienen
dienen bei dem dargestellten Beispiel vertikale Träger 12,
die hängend
mit horizontal quer zu dem Transportweg liegenden Stützelementen 13 in
oder an der Deckenwand 5 verankert sind und mit unteren,
ebenfalls horizontal quer liegenden Stützelementen 14 ihrerseits die
Führungsschienenanordnungen 10 bzw. 10' tragen. Die
Träger 12 befinden
sich auf der dem Innenraum der Beschichtungszone 1 abgewandten
Seite der Führungsschienenanordnungen 10 bzw. 10' und der jeweiligen
Seitenwand 6 bzw. 6'.
Die Deckenwand 5 kann bei diesem Beispiel Bestandteil der
z.B. aus Beton bestehenden Deckenkonstruktion eines größeren Raumes
sein, in dem die Beschichtungszone 1 installiert ist.
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Die
Trennwände 8 und 8' sind zumindest
mit den Seitenwänden 6 und 6' fest verbunden
und können
mit ihrem Rahmen 19 auch unmittelbar an den Tragstrukturen
der Führungsschienenanordnungen 10 und 10' befestigt sein.
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Die
Beschichtungszone 1 hat auf der ihrem Innenraum abgewandten
Seite der Seitenwände 6 und 6' auf dem sich
bis dort fortsetzenden Boden 7 jeweils einen ersten begehbaren
Steuerbereich 15 bzw. 15' für das Bedienungspersonal 16.
Ferner ist vorzugsweise auf beiden Seiten der Beschichtungszone 1 oberhalb
des ersten Steuerbereichs 16 bzw. 16' auf der Oberseite
der die Führungsschienenanordnungen 10 bzw. 10' enthaltenden
Baukonstruktionen ebenfalls auf der Außenseite der Seitenwände 6 bzw. 6' jeweils ein
zweiter begehbarer Steuerbereich 17 bzw. 17' für das Bedienungspersonal 16 vorgesehen.
Zumindest in den oberen Steuerbereichen 17 und 17' können sich
(nicht dargestellte) Steuerschränke
und sonstige Steuer- und Versorgungseinrichtungen für die Roboter 11 befinden.
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Bei
dem dargestellten Beispiel enthält
die Beschichtungszone 1 nur die hochgelegten Roboterführungsschienenanordnungen 10 und 10', doch besteht
die Möglichkeit,
am Boden 7 zwischen den Karossen 2 und den Seitenwänden 6 bzw. 6' auf einer oder
beiden Seiten parallel zu den Führungsschienen
der Anordnungen 10 und 10' je eine weitere Führungsschiene
für zusätzliche
Roboter zu montieren.
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Die
Seitenwände 6 und 6' verlaufen darstellungsgemäß an dem
unteren Steuerbereich 15 bzw. 15' von dem Boden 7 aus senkrecht
nach oben bis zu der die Führungsschienenanordnungen 10 bzw. 10' enthaltenden
Baukonstruktionen und somit bei dem dargestellten Beispiel bis zu
einer Höhe
oberhalb der Karossen 2. Der an dem oberen begehbaren Steuerbereich 17 bzw. 17' von den Roboterführungsschienen
nach oben verlaufende Teil 18 der Seitenwände 6 und 6' ist dagegen
darstellungsgemäß schräg nach innen
geneigt, so dass der Innenraum der Beschichtungszone 1 an
diesen Steuerbereichen stetig schmaler wird. Der schräge Verlauf
der Seitenwände 6 und 6' kann darstellungsgemäß vor Erreichen
der Deckenwand 5 wieder in einen vertikalen Teil übergehen,
der jedoch in Vertikalrichtung kürzer
ist als der schräge
Teil 18. Die Lufteinlassöffnungen der Beschichtungszone
befinden sich in dem zwischen dem oberen Ende der Seitenwände 6 und 6' liegenden Bereich
der Deckenwand 5.
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Die
senkrechten unteren Teile der Seitenwände 6 und/oder 6' können beispielsweise
so hoch (ca. 2 m) sein, dass dort gerade Türen für das Bedienungspersonal 16 eingebaut
werden können.
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Die
Seitenwände 6 und 6' müssen selbst
keine Tragfunktion für
andere Bestandteile der Beschichtungszone haben und können zumindest
zum wesentlichen Teil aus transparentem Werkstoff wie Glas bestehen,
um dem Personal 16 die Sicht in den Innenraum zu ermöglich. Auch
die Trennwände 8 und 8' können transparent
sein.
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Bei
dem nur schematisch dargestellten Boden 7 kann es sich
um eine ihrerseits auf (nicht dargestellten) gesonderten Stützen gelagerte
Unter- oder Tragkonstruktion handeln, in oder unter der elektrische,
pneumatische und Versorgungsleitungsanordnungen für die betrachtete
Zone beispielsweise einschließlich
der Ringleitungen für
die Farbversorgung im Fall einer Lackierkabine verlaufen können. Für den Zugang
zu diesem Versorgungsbereich können
z.B. Klappen in dem Boden 7 vorgesehen sein.
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Besonders
zweckmäßig kann
ein modularer Aufbau der hier beschriebenen Zonen sein, die auch vollständig oder
wenigstens teilweise beim Anlagenhersteller vormontiert und in diesem
Zustand zu dem Anlagenbetreiber transportiert werden können, so dass
sich die u.a. in
EP
0 349 177 A erläuterten
Vorteile ergeben. Bei der Nachrüstung
bereits vorhandener älterer
Anlagen können
derartige, vorzugsweise vormontierte Module mit Hilfe der oben erwähnten Unter-
oder Tragkonstruktion als Boden auf bestehende Fundamente gestellt
werden.
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Die
Beschichtungszone 21 nach 2 entspricht
weitgehend dem Ausführungsbeispiel
nach 1, so dass sich z.B. hinsichtlich der Führungsschienenanordnungen 10 mit
den Robotern 11, der Seitenwände 6 mit den schrägen Teilen 18,
der Steuerbereiche 15 und 17 und hinsichtlich
der Trennwände 8 eine
erneute Beschreibung erübrigt.
Die Führungsschienen
sind hier aber nicht an einer stabilen Deckenwand aufgehängt, wie
in 1, sondern auf vertikalen Tragstützen 22 montiert.
Die Tragstützen können sich
ihrerseits mit nur schematisch bei 24 angedeuteten horizontalen
Querstützelementen
auf dem hier als stabil vorausgesetzten Boden 7 abstützen. Geeignete
Querstützelemente
können
sich auch unter dem Boden 7 befinden. Die luftdurchlässige Deckenwand 25 der
Beschichtungszone 21 kann wie bei konventionellen Lackierkabinen
ausgebildet sein.
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Die
in 3 dargestellte Beschichtungszone 31 kann
hinsichtlich der begehbaren Steuerbereiche und der zum Teil schrägen Seitenwände den
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
entsprechen, obwohl dies hier nicht dargestellt ist. Die Konstruktion gemäß 3 eignet
sich aber auch für
eine Beschichtungszone ohne diese Merkmale. Übereinstimmung mit 1 und 2 besteht
jedenfalls hinsichtlich oberhalb des Förderers 3 und ggf.
oberhalb der Karossen 2 angeordneter Führungsschienenanordnungen 10 für Roboter 11.
Der in 3 dargestellte Förderer 3 mit den Schienen 4 für die Karossen 2 kann
auch bei den Ausführungsbeispielen
nach 1 und 2 verwendet werden.
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Anders
als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind hier
insbesondere die Tragstrukturen für die hochgelegten Führungsschienenanordnungen 10 ausgebildet.
Diese Tragstrukturen bestehen im Wesentlichen aus Rahmenkonstruktionen 33 beispielsweise
der dargestellten rechteckigen Form mit zwei durch obere und untere
horizontale Querstützelemente 34 verbundenen
vertikalen Tragstützen 32.
Die Rahmenkonstruktionen 33 stehen bei diesem Beispiel
jeweils in einer vertikal quer zu den Förderschienen 4 liegenden
Ebene auf der dem Förderer 3 abgewandten
Seite der Führungsschienenanordnungen 10 der
Roboter 11 und damit auf der Außenseite der Seitenwände 36 auf
einem Bodenteil 37. Darstellungsgemäß kann unter jedem der Enden
der Führungsschienenanordnungen 10 angrenzend
an die Außenseite
der an dieser Stelle vertikalen Seitenwand 36 ein derartiger
Rahmen angeordnet sein, der sich mit dem unteren Querstützelement 34 auf
dem Bodenteil 37 abstützt
und auf seinem oberen Querstützelement
die Führungsschienenanordnung 10 trägt. Es können auch
(nicht dargestellte) weitere derartige Rahmen oder sonstige Stützen vorhanden
sein. Die beiden als Tragstrukturen für die Roboterführungsschienen
dienenden Rahmenkonstruktionen 33 an den Ein- und Ausgangsenden
der Beschichtungszone 31 können vorzugsweise in der Nähe der Bodenebene
und zweckmäßig unter
dem Förderer 3 durch
eine Querstrebe 35 verbunden sein. Derartige Querstreben
für die
Rahmenkonstruktionen 33 können auch auf der Höhe der Führungsschienenanordnungen 10 angeordnet
werden.
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Die
an den Ein- und/oder Ausgangsenden vorgesehenen Trennwände 8 der
Beschichtungszone 31 können
zweckmäßig zwischen
die parallel zu ihnen angrenzenden Rahmenkonstruktionen 33,
die hierbei neben ihrer Funktion als Tragstruktur für die Roboterführungsschienen
zugleich als Versteifungs- oder Rahmenkonstruktion der Trennwand
dienen können,
und ggf. die Querstreben 35 der Rahmenkonstruktionen 33 eingefügt sein.
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Die
in 4 dargestellte Beschichtungszone 41 ist
eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach 3,
von dem sie sich im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass
die als Tragstruktur für die
Führungsschienenanordnungen 10 der
Roboter dienenden, im Prinzip mit der Rahmenkonstruktion 33 übereinstimmenden
Rahmen 43 sich nicht auf die dem Förderer 3 abgewandte
Seite der Roboterführungsschienen
und der Seitenwände
erstrecken, sondern darstellungsgemäß auf der dem Förderer zugewandten
Seite angeordnet sind. Die Führungsschienen 10 liegen
hier darstellungsgemäß auf einer horizontal
nach außen
gerichteten Verlängerung
der oberen Querstützelemente 44 der
Rahmen 43 auf. Auch hier ist die Trennwand 48 dicht
abschließend zwischen
die als Versteifung der Trennwand dienenden Rahmen 43,
also die Tragstrukturen der Roboterführungsschienen eingefügt. Auch
die Rahmenkonstruktionen 43 (oder 33 in 3)
können
transparente oder sonstige Wandelemente enthalten.
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Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele können in
verschiedener Hinsicht abgewandelt werden, insbesondere auch hinsichtlich
der Schienenanordnungen. Beispielsweise kann es zweckmäßig sein,
innerhalb oder außerhalb
der Beschichtungszone (oder einer Kontroll- oder Reparaturzone im
Fall der erwähnten
Zusatzgeräte)
vor und/oder hinter dem Behandlungsbereich Querschienen anzuordnen,
beispielsweise senkrecht (Y-Richtung)
zu den parallel zu der Förderrichtung
(X-Richtung) der Applikationsobjekte verlaufende Schienen in der
Ebene bzw. den Ebenen der X-Schienen. Diese Querschienen können auch
oberhalb der Applikationsobjekte angeordnet sein und sind vorzugsweise
so mit der oder den zugehörigen
X-Schienen in derselben Ebene verbunden, dass die betreffenden Roboter
von der X-Schiene auf die Querschiene und umgekehrt und/oder zwischen
den X-Schienen auf entgegengesetzten Seiten des Förderwegs überwechseln
können,
beispielsweise in einer an sich aus der Fördertechnik bekannten Weise.
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Eine
andere Abwandlungsmöglichkeit
besteht darin, statt der beschriebenen linearen Schienenanordnungen
Führungsschienen
mit insbesondere horizontalem kreis- oder teilkreisförmigem oder beispielsweise
oval gekrümmtem,
vorzugsweise bezüglich
des Förderwegs
oder bezüglich
einer vertikalen Achse symmetrischem und vorzugsweise geschlossenem
Verlauf zu installieren. Auch hierbei kann eine Schienenanordnung
oberhalb der Applikationsobjekte wie z.B. Fahrzeugkarossen besonders vorteilhaft
sein.
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Derart
abgewandelte Schienenanordnungen können auch in Anlagen zweckmäßig sein,
in denen wesentliche Merkmale der hier beschriebenen Erfindung insbesondere
bezüglich
des schrägen
Verlaufs der Seitenwände
bzw. der besonderen Tragstruktur und ihrer Stützelemente nicht realisiert
sind, obwohl sie andererseits auch mit jedem der sonstigen Merkmale
der beschriebenen Erfindung kombiniert werden können. Insbesondere eignen sich
die X-Y-Schienenanordnungen mit Überwechselmöglichkeit
der Roboter sowie die Schienenanordnungen mit gekrümmtem oder
kreisförmigem
Verlauf auch für hängende Montage
in einer Beschichtungs-, Kontroll- oder Reparaturzone. Die hängende Montage
beispielsweise an einer Kabinendecke oder an einer schrägen Seitenwand
einer Kabine kann insbesondere in der in der Anmeldung
EP 06 111 359.3 beschriebenen Weise
realisiert werden, deren vollständiger
Inhalt in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen
wird.
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Auch
die erwähnte
Anordnung von Zusatzgeräten
auf Führungsschienen
kann mit jedem der sonstigen in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen
Merkmale kombiniert werden, ebenfalls ohne auf die genannten wesentlichen
Merkmale der Erfindung beschränkt
zu sein, da sie hiervon unabhängige Vorteile
wie z.B. gute Raumausnutzung und Reduzierung des Bauaufwands in
einer Beschichtungsanlage und bei Verwendung gemeinsamer Roboter
für verschiedene
Geräte
auch eine Reduzierung des Maschinen- und Steueraufwands hat.
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Generell
ist die Kombination jedes der in dieser Anmeldung beschriebenen
Merkmale mit einem oder mehreren anderen beschriebenen Merkmalen ohne
Beschränkung
auf sonstige Merkmale möglich und
je nach Realisierungsfall vorteilhaft.
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Die
beschriebenen Zonen können
in einer konventionellen Linien-Beschichtungsanlage hintereinander
angeordnet sein. Sie können
aber auch parallel zueinander angeordnet sein, wenn der Transportweg
der Applikationsobjekte in mehrere parallele Zweige verzweigt, in
denen jeweils mindestens eine der Behandlungszonen angeordnet ist,
wie es in der Patentanmeldung
DE
10 2006 022 335 beschrieben ist, deren vollständiger Inhalt
in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
der Erfindung mit Beschichtungszonen sollen die Roboterführungsschienen
vorzugsweise so gestaltet und angeordnet sein, dass die Schienen
und Roboter die Luftströmung
in der Kabine nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflussen.
Dies wird durch eine schlanke Bauform und/oder durch die Positionierung der
Schiene außerhalb,
insbesondere oberhalb des Lackierbereichs erreicht.
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5 zeigt
die Anordnung eines Lackierroboters
11 an seiner Führungsschiene
10,
die an sich eine Gestaltung und Konstruktion haben kann, wie sie
derzeit in der Praxis für
hochgelegte Lackierroboter üblich
ist (vgl. beispielsweise
EP 1
609 532 oder WO 2005/046880), mit dem dargestellten im
Querschnitt im Wesentlichen rechteckigen Profil, an dessen der Kabineninnenseite
zugewandten Seite der Grundkörper
51 des
Roboters
11 gleitend gelagert ist. Die Lage des Roboters
ist in der üblichen
Weise in Bezug auf die Achsen X, Y und Z des Kabinenraums definierbar,
wobei die X-Achse der Förderrichtung
entspricht, die Z-Achse vertikal nach oben verläuft und die Y-Achse sich horizontal
quer zur Kabinenwand
52 erstreckt. Auf dem von der Schiene
10 geführten Grundkörper
51 ist
die durch die Roboterarme gebildete Anordnung
50 um eine
gemeinsame erste Roboterachse (A1) drehbar gelagert, die in konventionellen
Anlagen üblicherweise
vertikal verläuft. Darstellungsgemäß ist jedoch
die Ebene der Unterseite des Schienenprofils gegen die Horizontalebene und
gegen die Z-Achse um die Schienenlängsrichtung gekippt, also um
die (nicht dargestellte, senkrecht zur Zeichenebene verlaufende)
X-Achse, beispielsweise um ungefähr
10°, so
dass die zwischen dem Schienenprofil und dem Grundkörper
51 befindliche
Führungsebene
und damit die zu der Führungsebene
parallele erste Achse (A1) des Roboters um denselben Winkel gegen
die zu der Förderrichtung parallele
Vertikalebene geneigt ist, vorzugsweise darstellungsgemäß in der
Kipprichtung, bei der die unterhalb der Schiene befindlichen Roboterteile
näher an
der Kabinenwand als die oberhalb befindlichen Teile. In der dargestellten
Position liegt auch die gemeinsame Ebene der beiden Roboterarme
parallel zu der geneigten Führungsebene.
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Die
Führungsschiene 10 ist
darstellungsgemäß auf der
Oberseite eines horizontal durch die Kabinenwand 52 reichenden
Trägers 53 montiert
und mit ihrem horizontal der Innenwand der Kabine abgewandten Ende 54 bis
nahe an die Kabinenwand 52 zurückgesetzt, um die gegebene
Kabinenbreite möglichst
gut auszunutzen.
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Der
maximale Drehwinkel des Grundkörpers 50 des
Roboters um die erste Roboterachse (A1) soll vorzugsweise größer sein
als 90°,
beispielsweise ungefähr
93°, was
durch entsprechende Modifizierung des zugehörigen Energiekettensystems
erreichbar ist.
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Bei
einer schmalen, z.B. wie dargestellt 4600 mm breiten Kabine wird
durch die gekippte Anordnung ein gewünschter Lackierprozess mit
den dafür notwendigen
Abständen
(beispielsweise 370 mm bzw. 338 mm) des Roboters 11 und
seines Zerstäubers 56 von
einer 1800 mm breiten Karosse ermöglicht.
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Die
wie beschrieben nach innen in die Sprühkabine gekippte Anordnung
von Führungsschienen und
damit des gesamten Robo ters kann auch bei Robotern ohne die erwähnte erste
Achse (A1) sinnvoll sein. Der Kippwinkel kann auch einstellbar sein.
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Der
eingangs erwähnte
zweite Aspekt der Erfindung wird anhand von 3 erläutert, wo
die Roboterführungsschienen 10 an
sich horizontal, also parallel zum Kabinenboden verlaufend dargestellt sind.
Erfindungsgemäß können die
Schienen 10 aber stattdessen um die Y-Achse (5)
gekippt, also in Förderrichtung
in einer hierzu parallelen Vertikalebene schräg angeordnet werden, wie bei 10' angedeutet
ist, so dass die Höhe
H der Schiene über
dem Kabinenboden am einen Ende geringer ist als die Höhe H' am anderen Ende
(oder umgekehrt). Ob die Schienen am Eingangsende oder am Ausgangsende
der Lackierzone höher
sind, hängt
von der jeweiligen Prozesstechnik ab. Die schrägen Schienen können fix
montiert sein. Vorzugsweise ist aber der Neigungswinkel der Schienen
verstellbar, beispielsweise durch hydraulische Verlängerung
bzw. Verkürzung ihrer
vertikalen Stützen 32, 33.
Die Schwenkachse kann hierbei am einen Schienenende oder stattdessen
auch an einer ggf. variablen mittleren Stelle in der Schienenlängsrichtung
liegen. Die Einstellbarkeit des Neigungswinkels soll von 0 (horizontale
Lage) bis zu einem sich in der Praxis als zweckmäßig erweisenden Winkelwert
reichen.
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Die
erläuterten
Kipp- und Neigungsanordnungen eignen sich u.a. für jede der verschiedenen oben
anhand von 1–4 beschriebenen
Lackierzonen.