DE3409689C1

DE3409689C1 - Lackieranlage mit einem maschinell geführten Sprühorgan

Info

Publication number: DE3409689C1
Application number: DE19843409689
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Feinle; Walter Dipl.-Ing. 7125 Kirchheim Kirmse
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-03-16
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1985-06-05

Description

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung kön- nen den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigt Fig. 1 eine Schrägansicht einer automatisch arbeitenden Lackieranlage mit einer Strahlform-Kontrolleinrichtung, Fig.2 eine Seitenansicht auf die Strahlform-Kontrolleinrichtung nach F i g. 1 in Aufsprührichtung gesehen und F i g. 3 eine Ansicht auf die Strahlform-Kontrolleinrichtung nach F i g. 1 bzw. F i g. 2 quer zur Aufsprührichtung.
Die in F i g. 1 gezeigte Lackieranlage besteht aus einer nicht weiter angedeuteten Spritzkabine zur lagedefinierten Aufnahme des Werkstückes und dem Lackierroboter 1 mit einem Arbeitsarm 2, an dessen Außenende das Sprühorgan 3 beweglich angebracht ist. Der von ihm ausgehende Sprühstrahl 4 wird normalerweise über das Werkstück bewegt und dieses dabei lackiert. Bei einwandfrei arbeitender Sprühdüse für einen Rundstrahl muß der Sprühstrahl 4 rotationssymmetrisch hinsichtlich der Strahlform und der Sprühdichte ausgebildet sein. Neben Rundstrahldüsen sind auch Flachstrahldüsen verbreitet; grundsätzlich sind beliebige Strahlformen und entsprechende Sprühdüsen denkbar jedoch weniger häufig anzutreffen. Zur frühzeitigen Erkennung von Abweichungen von der vorgegebenen Strahlform ist eine Strahlform-Kontrolleinrichtung 20 in einer von dem Lackierroboter erreichbaren Nähe außerhalb des normalen Arbeitsbereiches des Lackierroboters angeordnet. Zur Überprüfung der Sprühstrahlform schwenkt der Lackierroboter mit seinem Arbeitsarm 2 in die in F i g. 1 dargestellte Probestellung 9, in der die Strahlform-Kontrolleinrichtung 20 von dem Sprühstrahl 4 beaufschlagbar ist. Denkbar wäre auch, eine Sprühstrahlauffangfläche in den normalen Arbeitsbereich des Lackierroboters hinein zu bewegen, dort eine Sprühprobe zu nehmen und die Sprühstrahlauffangwand wieder zurück in eine Auswertestellung zu ziehen.
In jedem Fall ist jedoch an der Strahlform-Kontrolleinrichtung eine Sprühstrahlauffangwand 6 bzw. 6' vorgesehen, auf die ein Sprühfleck 5 zu Kontrollzwecken »abgeschossen« wird; selbstverständlich muß die Sprühstrahlauffangwand zu jedem neuen Kontrollvorgang kurzfristig und vollständig von früherer aufgesprühter Farbe gereinigt werden können. Hierauf soll weiter unten noch näher eingegangen werden. Die Sprühstrahlauffangwand kann anschließend in eine Gegenüberstellung zu einer Bildaufnahmeeinrichtung 10 gebracht werden, an die eine nicht dargestellte Bildauswerteeinrichtung angeschlossen ist. Dadurch kann das Bild des Sprühfleckes 5 systematisch in mehrerlei Hinsicht ausgewertet und mit einer Sollform verglichen werden. In der Auswertestellung ist auch eine Beleuchtung 11 der Sprühstrahlauffangwand 6 wirksam.
Das Reinigen der Sprühstrahlauffangwand ist auf mehrerlei Weise möglich. Beispielsweise ist es denkbar, ein Rakel und/oder einen linienförmig verlaufenden Schwamm relativ zur Sprühstrahlauffangwand zu bewegen und sie dabei mit Lösungsmittel einzusprühen.
Bei harten und glatten Sprühstrahlauffangwänden beispielsweise aus Glas können dabei sicher ohne großen Verbrauch von Hilfsmitteln gute Reinigungsergebnisse erzielt werden, insbesondere dann, wenn das versprühte Lösungsmittel aufgefangen und beispielsweise durch Zentrifugieren die Farbpigmente daraus wieder entfernt werden und das Lösungsmittel wieder verwendet wird. Minimale Rest-Verunreinigungen auf der Sprühstrahlauffangwand sind für eine Auswertung des Sprühstrahlfleckes unerheblich.
Eine andere Möglichkeit der Reinigung der Sprühstrahlauffangwand kann auch darin bestehen, daß diese mit einem Vorratsblock an Papierblättern oder dergleichen versehen ist und das jeweils verbrauchte oberste Papierblatt entfernt und ein neues Blatt freigelegt wird.
Umgekehrt wäre es auch denkbar, stets ein neues Blatt auf die Sprühstrahlauffangwand beispielsweise durch Aufspießen aufzubringen, wobei das zuvor benutzte alte Blatt vorher entfernt werden kann; allerdings wäre es auch denkbar, die Altblätter auf der Sprühstrahlauffangwand zu belassen und nur nach längeren Intervallen die angesammelten Altblätter zu entfernen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein dritter Weg der Reinigung der Sprühstrahlauffangwand 6 gewählt. Und zwar ist sie mit einem ausgespannten Band vollständig überdeckt, welches von einer Vorratsrolle 12 für frisches Band abgewickelt und auf eine Vorratsrolle 13 für verbrauchtes Band aufgewickelt werden kann; die beiden Vorratsrollen 12 und 13 sind an zwei gegenüberliegenden Querseiten der Sprühstrahlauffangwand 6 angebracht. Um einen automatischen Ablauf des Reinigungsvorganges zu ermöglichen, sind die beiden Vorratsrollen mit einem elektromotorischen Antrieb versehen, der beispielsweise im Inneren des Wikkeldornes angeordnet sein kann. Zum Schutz des frischen Bandes auf der Vorratsrolle 12 gegen Farbnebel ist zumindest diese Vorratsrolle farbnebeldicht gekapselt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei untereinander gleiche Sprühstrahlauffangwände 6 und 6' vorgesehen, die wechselweise in die dem Sprühorgan zugekehrt liegende Probestellung 7 bzw. in die der Beleuchtung 11 zugekehrt liegende Auswertestellung 8 bewegbar sind. Während der Auswertung der einen Sprühstrahlauffangwand steht dann immer eine andere Sprühstrahlauffangwand in der Probestellung zur Aufnahme eines Sprühfleckes bereit.
Grundsätzlich sind mehrere Arten des Austausches der Sprühstrahlauffangwand zwischen einer Probestellung und einer Auswertestellung denkbar. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für diesen Austausch eine Verdrehbarkeit der Sprühstrahlauffangwand um eine parallel zu ihr liegende Drehachse 17, gebildet durch die Schwenklager 19,vorgesehen. Dadurch baut die Strahlform-Kontrolleinrichtung besonders platzsparend.
Bei einer durchsichtigen Ausgestaltung der Sprühstrahlauffangwand 6 und 6' und/oder des sie bildenden bzw. überziehenden Materials kann die Bildaufnahmeeinrichtung 10 ebenfalls in platzsparender Bauweise orstfest zwischen beiden Sprühstrahlauffangwänden im Bereich der Drehachse 17 angeordnet sein. Diese Ausgestaltung ist nicht nur wegen der platzsparenden Bauweise zweckmäßig, sondern es kann dann auch eine die Bildaufnahmeeinrichtung vor Farbnebel und dergleichen schützende Kapselung 16 vorgesehen werden, in die die Sprühauffangwände 6 und 6' einbezogen sind.
Wegen der explosiven Lösungsmitteldämpfe innerhalb der Lackieranlage ist es zweckmäßig, diese Kapselung in explosionsschützender Weise auszugestalten. Die Verbindungsleitung 18 von der Bildaufnahmeeinrichtung zu der weiter weg installierten Bildauswerteeinrichtung verläuft durch das Zentrum eines der Schwenklager 19 hindurch.
Die gekapselte Anordnung macht eine Bildauswer- tung des Sprühfleckes 5 im Durchlichtverfahren erforderlich, bei der die Bildaufnahmeeinrichtung 10 auf der Rückseite und die Beleuchtung auf der Aufsprühseite der Sprühstrahlauffangwand angeordnet ist. Selbstverständlich ist auch die Beleuchtung in explosionsgeschützter Weise ausgeführt.
Die Bildaufnahmeeinrichtung 10 ist in Form einer hochauflösenden Videokamera mit Weitwinkelobjektiv ausgebildet, so daß auf kurze Entfernung auch ein großer Farbfleck 5 bis in den Randbereich hinein erfaßt werden kann.
Die Strahlformkontrolle wird eingeleitet, indem das Sprühorgan 3 zu dem Strahlform-Kontrollgerät 20 geschwenkt wird. Über einen zeitlich genau festgelegten Impuls wird eine bestimmte Menge Lack auf die Sprühstrahlauffangwand in der Probestellung aufgesprüht.
Die Kapselung 16 wird anschließend mit der besprühten Sprühstrahlauffangwand in die Auswertestellung 8 geschwenkt, so daß das Strahlform-Kontrollgerät wieder aufnahmebereit für eine neue Probe ist. Die Video-Aufnahme des im Durchlicht beleuchteten Sprühfleckes wird in der Bildauswerteeinrichtung hinsichtlich folgender Kriterien ausgewertet: Sprühfleckdurchmesser Geometrische Form des Sprühfleckes, insbesondere Abweichungen von der Sollform beispielsweise von der Kreisform Tröpfchengröße und Tröpfchenverteilung.
Als Ergebnis wird dann optisch angezeigt, ob die Form des Sprühstrahles noch einer vorgegebenen Form entspricht bzw. ob die Abweichungen noch innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfeldes liegen. Falls unzulässig große Abweichungen der Sprühstrahlform festgestellt werden, werden die Abweichungen hinsichtlich der Auswertekriterien aufgezeigt und nach außen hin optisch und/oder akustisch Alarm gegeben. Dadurch ist rasche Abhilfe für das Wartungspersonal möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Lackieranlage mit einem maschinell geführten Sprühorgan, gekennzeichnet durch eine vom Sprühstrahl (4) beaufschlagbare Strahlform-Kontrolleinrichtung (20) mit folgender Merkmalskombination: a) es ist eine in Probestellung (9, 7) der Lackieranlage quer zur Strahlachse stehende Sprühstrahlauffangwand (6, 6') vorgesehen, die kurzfristig und vollständig von aufgesprühter Farbe reinigbar (21,12,13) ist; b) es ist eine Auswertestellung (8) der Lackieranlage oder der Sprühstrahlauffangwand (6,6') herstellbar, in der eine Bildaufnahmeeinrichtung (10) mit angeschlossener Bildauswerteeinrichtung in Gegenüberstellung zur Sprühstrahlauffangwand (6,6') bringbar ist; c) es ist eine zumindest in der Auswertestellung (8) wirksame Beleuchtung (11) der Sprühstrahlauffangwand (6,6') vorgesehen.
2. Lackieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühstrahlauffangwand mit einer relativ zu ihr bewegbaren Rakel- und/oder Abwischeinrichtung und einer Lösungsmittelsprüheinrichtung versehen ist.
3. Lackieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühstrahlauffangwand mit einer Einrichtung zum Aufbringen oder Freilegen unbesprühter Blätter versehen ist.
4. Lackieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühstrahlauffangwand (6, 6') mit einem sie vollständig überdeckenden Band (21) überspannt und an zwei gegenüberliegenden Querseiten mit Vorratsrollen (12, 13) für frisches bzw. verbrauchtes Band (21) versehen ist.
5. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung (11) und die Bildaufnahmeeinrichtung (10) stillstehend angeordnet sind und daß die Sprühstrahlauffangwand (6, 6') zwischen der Probestellung (7) und der Auswertestellung (8) hin- und herbewegbar ist.
6. Lackieranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei untereinander gleiche wechselweise in die Probe- (7) und in die Auswertestellung (8) bewegbare Sprühstrahlauffangwände (6, 6') vorgesehen sind.
7. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühstrahlauffangwand (6, 6') und/oder ein blattartiger Überzug (21) durchsichtig ist bzw. sind und daß zumindest in Auswertestellung (8) der Lackieranlage oder der Sprühstrahlauffangwand (6,6') die Bildaufnahmeeinrichtung (10) auf der der Aufsprühseite (14) gegenüberliegenden Rückseite (15) und die Beleuchtung (11) auf der Aufsprühseite (14) der Sprühstrahlauffangwand (6,6') angeordnet ist.
8. Lackieranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrichtung (10) von einer die Sprühstrahlauffangwand (6,6') enthaltenden, vorzugsweise explosionsschützenden Kapselung (16) umgeben ist.
9. Lackieranlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselung (16) und die Sprühstrahlauffangwand (6, 6') um eine parallel zu letzterer (6, 6') liegende Drehachse (17) und um die Bildaufnahmeeinrichtung (10) herum zwischen Probe-(7) und Auswertestellung (8) hin- und herschwenkbar ist.
10. Lackieranlage nach Anspruch 6 und nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sprühstranlauffangwände (6,6') an diametral gegenüber liegenden Umfangsseiten der Kapselung (16) angeordnet sind und daß die Probe- (7) und die Auswertestellung (8) der Sprühstrahlauffangwände (6, 6') durch zwei um 1800 zueinander verschwenkte Stellungen der Kapselung (16) gebildet sind.
11. Lackieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrichtung (10) eine hochauflösende Videokamera mit Weitwinkelobjektiv ist.

Die Erfindung betrifft eine Lackieranlage mit einem maschinell geführten Sprühorgan nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise mehr und mehr in der industriellen Fertigung von Serienteilen eingesetzt wird.

Bei der automatischen Lackierung von Werkstücken ist eine wesentliche Schwachstelle die Veränderung des Sprühstrahles durch Düsenverschmutzung, durch antrocknende Lackreste an der Düse oder durch Beschädigungen der Düse durch wenn auch nur geringfügige Kollisionen mit dem zu lackierenden Objekt. Bei manuellen Lackierarbeiten übt der Lackierer ständig unwillkürlich eine Kontrolle des Sprühstrahles aus, so daß derartige Sprühstrahlveränderungen von ihm rechtzeitig wahrgenommen und beseitigt werden können. Die Sprühstrahlform hat nämlich einen wichtigen Einfluß auf die Schichtdickenverteilung, die Lackmaterialausnutzung und den Lackschichtdickenverlauf. Nachteilig bei den bisherigen automatisch arbeitenden Lackieranlagen war, daß derartige Sprühstrahlveränderungen nicht oder nur zu spät festgestellt werden konnten, wenn nämlich die Werkstücke bereits fertig lackiert und der aufgetragene Lack eingebrannt war, so daß Fehlstellen nachlackiert werden mußten. Bei weniger gut geübten Spritzlackierern kann es auch vorkommen, daß im Laufe der Zeit der Sprühstrahl sich allmählich verändert, ohne daß dies vom Lackierer wahrgenommen wird und er zur Erzielung eines guten Lackierergebnisses zunehmende Schwierigkeiten hat, ohne dafür die Ursachen angeben zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie auch ohne die Aufmerksamkeit geübter Spritzlackierer gleichbleibend gute Lackierergebnisse über längere Zeiträume hinweg erzielt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Dank der selbsttätig arbeitenden Strahlformkontrolleinrichtung können Sprühstrahlveränderungen frühzeitig erkannt und gegebenenfalls aufgrund eines entsprechenden Alarmsignales beseitigt werden. Häufig vorkommende Ursachen für Sprühstrahlveränderungen, z. B. Düsenverschmutzungen können bei einer automatischen Lackieranlage unter Umständen sogar selbsttätig durch Ablaufenlassen eines vorprogrammierten Reinigungsprogrammes beseitigt werden. Eine Sprühstrahlkontrolle kann in regelmäßigen Intervallen selbsttätig durchgeführt werden.