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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Station zum Produktwechsel
in einer Sprühanlage
für Beschichtungsprodukt.
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Es
ist beispielsweise aus der EP-A-0 274 322 bekannt, einen an dem
Ende eines Arms eines Mehrachsenroboters befestigten Behälter zur
Versorgung eines von diesem Arm getragenen Projektors mit Beschichtungsmaterial,
insbesondere im Falle einer Sprühanlage
für ein
elektrisch leitendes Beschichtungsmaterial mittels eines elektrostatischen Projektors
zu verwenden. Dieser Stand der Technik sieht vor, einen an dem Arm
des Roboters feststehenden Projektor zu verwenden, ihn zu reinigen
und mit neuem Beschichtungsprodukt abhängig von den Bedürfnissen
zu füllen.
Entsprechend einer Variante ist der Behälter in lösbarer Weise an dem Projektor befestigt
und mehrere Behälter
werden abhängig
von dem gewählten
Beschichtungsprodukt verwendet. Schließlich werden entsprechend einer
zweiten Variante zwei Behälter
alternierend verwendet.
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In
allen Fällen
ist es notwendig, den Projektor, der ständig auf dem Roboterarm befestigt
ist, zu reinigen und mit neuem Beschichtungsprodukt zu beginnen.
Diese Operationen der Reinigung und des Beschickens des Projektors
sind relativ lang, während
das Zeitintervall, das dem Wechsel des Beschichtungsprodukts zugestanden
wird, eine Tendenz zur Verringerung aufweist. Tatsächlich ist
im Falle einer Produktionskette für Kraftfahrzeuge die Tendenz,
die Produktionskadenzen und somit die Fördergeschwindigkeiten der Förderer zu
erhöhen, wobei
der Wechsel für
Beschichtungsprodukt in einem Zeitraum entsprechend dem Zeitraum,
der zwei aufeinander folgende Fahrzeugkarosserien trennt, durchgeführt wird,
wobei die verfügbare
Zeit umso geringer ist als die Fördergeschwindigkeit
zunimmt.
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Es
sind diese Probleme, auf die die Erfindung antworten will, indem
ein neues Verfahren und eine neue Station zum Wechseln von Beschichtungsprodukt
vorgeschlagen wird, die einen schnellen Wechsel gestatten, während die
durchgeführte
Reinigungsqualität
optimal beibehalten wird.
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In
diesem Sinne betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Produktwechsel
in einer Sprühanlage
für Beschichtungsprodukt
mit mindestens einem Roboter, der geeignet ist einen ersten Projektor
und einen ersten zugeordneten Behälter in Gegenüberstellung zu
den zu beschichtenden Gegenständen
zu verschieben, wobei dieses Verfahren einen Zuführschritt dieses Behälters zu
einer Zone umfasst, die an eine Station zur Reinigung/Füllung angepasst
ist, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht:
- – eine
Untergruppe, die den ersten Behälter
und den ersten Projektor umfasst in Bezug auf den Roboter zu trennen;
- – eine
analoge zweite Untergruppe, die einen zweiten Behälter und
einen zweiten Projektor umfasst, mit diesem Roboter zu verbinden,
wobei diese zweite Untergruppe geeignet ist, für das Aufsprühen von
Beschichtungsprodukt während der
Reinigung und/oder Füllung
des ersten Behälters
und des ersten Projektors verwendet zu werden und
- – die
Reinigung und/oder Füllung
des ersten Behälters
und des ersten Projektors in dieser Zone durchzuführen.
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Mittels
der Erfindung kann man die Reinigung und die Füllung mit neuem Beschichtungsprodukt
des ersten Behälters
in der maskierten Zeit durchführen.
Man kann gleichfalls in der maskierten Zeit die Reinigung des Projektors
und seine Versorgung mit neuem Beschichtungsprodukt durchführen, derart,
dass die einzigen Schritte des Verfahrens zur Reinigung/Füllung, die
in der Berechnung der Dauer des Wechsels an Produkten in Betracht
gezogen werden müssen,
die Schritte des Trennens der ersten Untergruppe und des Befestigens
der zweiten Untergruppe an dem Roboterarm sind. Mit anderen Worten
gesagt, die Zeit, die bisher für
die Reinigung des Projektors und sein Versorgen mit neuem Beschichtungsprodukt
verbraucht wurde, ist jetzt für
die Projektion mittels der zweiten Untergruppe verfügbar, da
diese Operationen in der maskierten Zeit an der ersten Untergruppe
stattfinden, während
die zweite Untergruppe in der Benutzung ist.
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Nach
einem ersten vorteilhaften Aspekt der Erfindung besteht das Verfahren
darin, die erste Untergruppe in der angepassten Zone der Station
zur Reinigung/Füllung
vor ihrer Trennung von dem Roboter mit Luft, Reinigungsmittel und/oder
Beschichtungsprodukt zu versorgen. So können bestimmte Funktionen des
Projektors und/oder des Behälters erhalten
bleiben und dies auch bei der Trennung dieser Untergruppe vom Roboter.
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Nach
einem anderen vorteilhaften Aspekt der Erfindung versorgt man die
Untergruppe mit Luft, mit elektrischem Strom, Reinigungsmitteln
und/oder Beschichtungsprodukt mittels zweier beweglicher Einheiten,
wobei eine erste Einheit an die Untergruppe vor ihrer Trennung von
dem Roboter angeschlossen wird, während eine zweite Einheit an
die Untergruppe nach ihrer Trennung von dem Roboter anstelle des
Verbindungsteils des Roboters angeschlossen wird.
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Insbesondere
kann man vorsehen, den Projektor ständig mit Luft zur Bildung eines
Lagers zwischen den in relativer Bewegung befindlichen Teilen des
Projektors zu versorgen, was besonders vorteilhaft im Falle eines
rotierenden Projektors ist, da die kontinuierliche Versorgung des
Lagers jede Gefahr des Klemmens oder Fressens dieses Lagers vermeidet.
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Die
Erfindung betrifft gleichfalls eine Station zum Produktwechsel in
einer Sprühanlage
für Beschichtungsprodukt,
die die Durchführung
des zuvor beschriebenen Verfahrens ermöglicht. Diese Station, die
mindestens zwei Zonen zur Reinigung/Füllung eines Behälters umfasst,
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen geeignet sind, jeweils
eine Untergruppe, die aus einem Behälter und einem Projektor besteht,
aufzunehmen, wenn diese Untergruppe vom Roboter getrennt ist, wobei
Mittel zum Reinigen und/oder Füllen
des Behälters
und des Projektors in jeder dieser Zonen vorgesehen sind.
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So
können
die Reinigung und/oder die Füllung
jeder Untergruppe in der maskierten Zeit stattfinden, während eine
analoge Untergruppe an dem Roboter in Benutzung ist.
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Nach
einem ersten vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfassen die Mittel
zum Reinigen/Füllen des
Behälters
und des Projektors zwei mobile Einheiten, die geeignet sind, unabhängig an
zwei Verbindungszonen der Untergruppe angeschlossen zu werden, wobei
eine erste Einheit an die an dem Roboter befestigte Untergruppe
anschließbar
ist, während eine
zweite Einheit anstelle des Verbindungsteils des Roboters an die
Untergruppe anschließbar
ist. Die erste Einheit umfasst vorteilhafterweise Mittel zum Verbinden
zwischen einer Druckluftquelle und einem in dem Projektor gebildeten
Lager zwischen zwei sich in relativer Bewegung befindlichen Teilen.
Auf diese Weise kann das Lager ständig versorgt werden, was die
Gefahren des Fressens oder Klemmens dieses Lagers vermeidet.
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Die
zweite Einheit kann insbesondere einen Zylinder umfassen, dessen
Stange zum Betätigen
eines Kolbens des Behälters,
insbesondere zur Reinigung des Behälters ausgebildet ist.
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Nach
einem anderen vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfasst die Station
Verriegelungsmittel einer Untergruppe in jeder der Zonen der Reinigung/Füllung durch
Drehung eines diese Untergruppe umgebenden Ringes, der geeignet
ist, mit Erhöhungen
dieser Untergruppe zusammenzuarbeiten, um sie in Bezug auf den Roboter
in Drehung zu verschieben. Dieser Ring ist vorteil hafterweise zur
Verschiebung zwischen einer Position der Verriegelung und einer
Position der Entriegelung der Untergruppe durch einen Zylinder gesteuert.
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Die
Erfindung wird besser verstanden und andere Vorteile derselben werden
klarer im Lichte der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer
Station zum Produktwechseln und seines Verfahrens zur Durchführung entsprechend
der Erfindung erscheinen, die lediglich beispielhaft angegeben ist
und Bezug nimmt auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
schematische Prinzipdarstellung einer Sprühanlage für Beschichtungsprodukt während des
Betriebes ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht mit Teilschnitten der Station zum Produktwechseln
der Anlage nach 1 während eines ersten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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3 eine
Ansicht analog zur 2 während eines zweiten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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4 ein
Schnitt entsprechend der Ebene IV in der 3 ist;
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5 ein
analoger Schnitt zur 4 während eines dritten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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6 eine
analoge Ansicht zu 2 während eines vierten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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7 eine
Ansicht analog zur 2 während eines fünften Schrittes
des Verfahrens nach der Erfindung ist;
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8 eine
Ansicht analog zur 2 während eines sechsten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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9 eine
Ansicht analog zur 2 während eines siebenten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist;
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10 ein
Schnitt entsprechend der Ebene X in der 9 ist; und
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11 eine
Ansicht analog zur 2 während eines achten Schrittes
des Verfahrens der Erfindung ist.
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In
der 1 ist ein Automat oder Roboter 1 in der
Nähe eines
Förderers 2 angeordnet,
der zu beschichtende Gegenstände,
im vorliegenden Fall Karosserien 3 von Kraftfahrzeugen
transportiert. Der Roboter ist ein Mehrachsenroboter und umfasst
ein auf Schienen 5 bewegbares Chassis 4, wobei
die Schienen sich parallel zur Förderrichtung
X-X' erstrecken.
Ein Arm 6 wird von dem Chassis 4 getragen und
umfasst mehrere Segmente 6a, 6b und 6c,
die aneinander angelenkt sind. Das Chassis 4 besteht ebenfalls
aus Teilen 4a und 4b, die zueinander um eine im
Wesentlichen vertikale Achse Z angelenkt sind.
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Das
Segment 6c des Arms 6 trägt eine Untergruppe 7,
in der ein Behälter 8 für Beschichtungsprodukt
und ein Projektor 9 vorgesehen sind. Der Projektor 9 ist ein
elektrostatischer und rotierender Projektor und er trägt eine
Schale 9a, die dazu dient, zu hohen Geschwindigkeiten durch
eine in dem Projektor 9 vorgesehene Luftturbine angetrieben
zu werden.
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Wenn
eine Automobilkarosserie 3 an dem Roboter 1 in
Stellung ist, wird die Untergruppe 7 gegenüberliegend
zur Karosserie verschoben und der Projektor 9 wird aktiviert,
um diese Karosserie mit dem in dem Behälter 8 enthaltenen
Produkt zu beschichten. Die Menge des in dem Behälter 8 vorgesehenen
Produkts ist an die zu beschichtende Fläche der Karosserie 3 angepasst.
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Nach
der Beendigung der Beschichtung einer Karosserie und wenn eine zweite
Karosserie zu dem Roboter 1 bewegt wird, wird dieser zu
einer Station zur Reinigung/Füllung 10 gerichtet,
die in seiner Nähe
im Inneren der Sprühkabine
angeordnet ist.
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Wie
es genauer aus 2 hervorgeht, ist diese Station
mit zwei Zonen 11 und 12 zur Aufnahme von Untergruppen
entsprechend der Untergruppe 7 versehen. Genauer gesagt,
ist die Zone 11 leer und bereit, die Untergruppe 7 aufzunehmen,
während
die Zone 12 eine analoge Untergruppe 7' enthält, die
einen Behälter 8' und einen Projektor 9' analog zu denen
der Untergruppe 7 umfasst. Die Untergruppen 7 und 7' können alternierend
auf dem Segment 6c des Arms 6 montiert werden,
wie es aus den folgenden Erläuterungen
hervorgeht.
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Im
Verfahrensschritt nach 2, ist der Arm in einer Annäherungsphase,
in der er die Untergruppe über
die Zone 11 der Station 10 bringt. Von der in der 2 dargestellten
Position drückt
der Arm 6 der Un tergruppe 7 eine nach unten gehende
vertikale Bewegung auf, die durch den Pfeil F1 dargestellt
ist, die die Untergruppe 7 in die Zone 11 bringt,
wie es in 3 dargestellt ist.
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Ein
Zylinder 13 ermöglicht
die Steuerung einer Stange 14, die Bestandteil von zwei
Schwingarmen 15 und 16 ist, die ihrerseits Bestandteil
von Ringen 17 und 18 sind, die jeweils um die
Mündungen 11a und 12a der
Zonen 11 und 12 angeordnet sind. Tatsächlich werden
die Zonen 11 und 12 von Aufnahmebehältern 11b und 12b gebildet,
die eine an die Außenform
der Untergruppen 7 und 7' angepasste Innenform aufweisen
und die über
Entleerungsleitungen 11c und 12c mit einem nicht
dargestellten Ablass verbunden sind.
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Die
Untergruppe 7 ist auf dem Segment 6c des Arms 6 mittels
eines Ringes 7a montiert, der eine Drehbewegung um Achse
X1 der Untergruppe 7 durchführen kann.
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Wenn
die Untergruppe 7 in der Zone 11 in Stellung ist,
wird der Zylinder 13 in der Weise aktiviert, dass die Stange 14 axial
verschoben wird, wie durch den Pfeil F2 in
der 3 gezeigt wird, was die Wirkung hat, die Schwingarme 15 und 16 anzutreiben
und die Ringe bzw. Kronen 17 und 18 um die Achsen
X11 und X12 der
Zonen 11 und 12 drehen zu lassen. Die Kronen 17 und 18 sind
auf ihren jeweiligen Innenflächen
mit Reliefs bzw. Erhöhungen 17a und 18a versehen.
Diese Reliefs sind in der Lage, mit korrespondierenden Reliefs 7b und 7'b zusammenzuarbeiten,
die auf den Ringen 7a und 7'a der Untergruppen 7 und 7' vorgesehen
sind. Somit ermöglicht die
Betätigung
des Zylinders 13 eine Drehung des Ringes 7a der
in der Zone 11 vorhandenen Untergruppe 7 um die
Achse X1 und man kann vorsehen, dass dieses
die Trennung der Un tergruppe 7 vom Arm 6 des Roboters 1 ermöglicht.
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Man
ist damit in der Position der 6, in der das
Segment 6c des Armes 6 angehoben ist, wie durch
den Pfeil F3 angedeutet ist, dann wird es
in Richtung der Zone 12 verschoben, wie durch den Pfeil
F4 angedeutet ist und dann in Richtung der
Untergruppe 7' abgesenkt,
wie durch den Pfeil F5 dargestellt ist.
Es ist dann möglich,
erneut den Zylinder 13 zu betätigen, um auf die Krone 18 eine
Drehbewegung um Achse X3 auszuüben, wie
durch den Pfeil F6 in der 7 dargestellt
ist, derart, dass der Ring 7'a eine
Verriegelung der Untergruppe 7' mit dem Segment 6c des
Arms 6 ermöglicht,
wobei die Untergruppe 7' dann
von dem Roboter 1 verwendet werden kann, um eine neue Karosserie
zu beschichten, nachdem die Station 10 verlassen worden
ist, wie durch den Pfeil F7 in der 8 dargestellt
ist.
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Die
oberen Flächen 7c und 7'c der Untergruppen 7 und 7' bilden tatsächlich Verbindungsebenen,
die die Montage dieser Untergruppen alternierend auf dem Arm 6 des
Roboters 1 gestatten. Insbesondere sind Durchgangsöffnungen 7d und 7'd für Fluid
vorgesehen sowie elektrische Verbinder 7e und 7'e und im Mittelteil
eine Durchgangsöffnung 7f oder 7'f für eine Betätigungsstange
eines Kolbens 8a des Behälters 8.
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Wie
es aus der 4 hervorgeht, wird, wenn die
Untergruppe 7 in der Zone 11 aufgenommen ist und
bevor der Zylinder 13 betätigt wird, eine Einheit 21,
die radial in Bezug auf die Achse X11 beweglich ist,
in einer Entfernung d angeordnet, die ausreicht, um nicht bei der
Einführungsbewegung
der Untergruppe 7 in den Aufnahmebehälter 11b zu stören. Diese
Einheit 21 wird dann durch einen Zylinder 22 verschoben,
wie dies durch den Pfeil F8 in der 4 dargestellt
ist, derart, dass sie auf einer Verbindungszone 7g der
Untergruppe 7 angeschlossen wird, wie in der 5 dargestellt
ist.
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Die
Einheit 21 ist mit einem Block zum Wechseln von Beschichtungsmaterial 23 über eine
biegbare Leitung 24 verbunden. Die Einheit 21 ist
gleichfalls über
eine biegsame Leitung 25 an eine nicht dargestellte Druckluftquelle
und über
eine elektrische Leitung 26 an eine elektronische Steuereinheit,
gleichfalls nicht dargestellt, angeschlossen. Somit ermöglicht die
Einheit 21, wenn sie mit der Zone 7g der Untergruppe 7 verbunden
ist, wie in 5 dargestellt ist, die Versorgung
des Behälters 8 und
des Projektors 9 mit Beschichtungsmaterial, mit Strom und
mit Luft. Insbesondere kann ein in dem Projektor 9 gebildetes
Luftlager so versorgt werden, bevor das Segment 6c des
Arms von der Untergruppe 7 getrennt wird, derart, dass
dieses Luftlager ständig
ausreichend "starr" ist, um die beweglichen
Teile entfernt zu halten und somit eine Interferenz untereinander
zu vermeiden.
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Eine
zweite Einheit 27, analog zur Einheit 21 ist gegenüberliegend
zur Zone 12 vorgesehen.
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Außerdem umfasst
der Aufbau der Station 10 einen beweglichen Wagen 30 entsprechend
einer Richtung, parallel zu einer Ebene, die die Achsen X11 und X12 enthält. Der
Wagen 30 wird von im Wesentlichen horizontalen Schienen 31 und 32 gelagert
und trägt
einen Zylinder 30, der in der Lage ist, eine Platte 34 vertikal,
d. h. senkrecht zu der Verschiebungsrichtung des Wagens 30 zu
verschieben, wobei die Platte selbst eine Verbindungsanordnung 35 trägt, die Öffnungen 35d und
Verbinder 35e umfasst, die zur Zusammenarbeit mit den Öffnungen 7d, 7d' und den Verbindern 7e und 7e' der Untergruppen 7 und 7' vorgesehen
sind. Tatsächlich
sind die Elemente 35d und 35e entsprechend der
gleichen Konfiguration wie die entsprechenden Elemente in dem Segment 6c des Arms 6 angeordnet.
Die Platte 35 trägt
gleichfalls einen Zylinder 33, der eine Stange 37 betätigen kann, die
in der Lage ist, in die Öffnungen 7f oder 7'f einer der
Untergruppen 7 und 7' einzugreifen.
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Wenn
somit der Wagen 30 in Richtung der Zone 11 verschoben
wird, wie in der 9 durch den Pfeil F9 dargestellt
ist, und wenn die Platte abgesenkt wird, wie auf dieser Figur durch
den Pfeil F10 gezeigt wird, werden die Öffnungen 35d und
die Verbinder 35e,, die durch ein biegsames Rohr- und Kabelbündel, das
in einem Abwickler 39 aufgenommen ist, mit nicht dargestellten
Versorgungsanordnungen verbunden, die die Steuerung der Untergruppe 7 anstelle
des Roboters 1 ermöglichen.
Insbesondere ist die Stange 37 geeignet, in die Untergruppe 7 einzudringen,
wie in der 11 dargestellt, um den Kolben 8a des
Behälters 8 zur
Reinigung des Behälters
zu drücken.
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Die
Vorgänge
für die
Reinigung des Behälters 8 und
des Projektors 9 können
entsprechend einer zuvor aufgestellten Sequenz besonders über die Einheit 21 stattfinden,
wobei die Steuerung der Funktionsparameter des Behälters 8 und
des Projektors 9 über
die Verbindungsanordnung 35 durchgeführt werden kann, so als ob
die Untergruppe an dem Roboter 1 montiert wäre. Beispielsweise
kann die Drehgeschwindigkeit einer Turbine des Projektors 9 mittels
eines Tachometers gesteuert werden.
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Die
Füllung
des Behälters 8 findet
durch die Einheit 21 statt, da dieser in der Position der 11 am
nächsten
zu dem unteren Teil des Behälters 8 angeordnet
ist, was bedeutet, dass die Innenleitungen der Verbindungszone 7g kurz
sind, Die Einheit 21 erlaubt gleichfalls, den Projektor 9 zu
reinigen, indem ein Reinigungsprodukt in ihm zirkuliert wird und
dann ihn mit einem neuen Beschichtungsmaterial zu füllen, indem
in ihm eine kleine Menge des neuen Beschichtungsprodukts zirkuliert
wird, das dann in den Boden des Aufnahmebehälters 11 gegossen
und über
die Leitung 11c entfernt wird.
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Wenn
diese Operationen beendet sind und wie in der 11 dargestellt
ist, wird die Verbindungsanordnung 35 von der Untergruppe 7 getrennt, die
Platte wird angehoben, wie durch den Pfeil F11 dargestellt
ist und der Wagen 30 wird in eine mittlere Position zwischen
den Zonen 11 und 12 gebracht, wie durch den Pfeil
F12 dargestellt ist, wobei der Arm des Roboters
die Untergruppe 7' in
die Aufnahmezone 12 zurückbringt,
wie durch den Pfeil F13 dargestellt ist.
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Unter
Berücksichtigung
des zuvor Gesagten ist die Zeit, die für die Reinigung und die Füllung des in
der Untergruppe 7 enthaltenen Behälters 8 und Projektors 9 zur
Verfügung
steht kleiner oder gleich der Benutzungszeit der Untergruppe 7', nämlich ungefähr eine
Minute im Fall einer Sprühanlage
für Beschichtungsprodukt
auf Fahrzeugkarosserien während
des Vorbeifahrens.
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Diese
Zeit ist recht größer als
die üblicherweise
zur Verfügung
stehende Zeit, derart, dass diese Operationen der Reinigung, der
Füllung
des Behälters
und des Einsetzens des Projektors mit der größten Sorgfalt durchgeführt werden
können,
wobei der Wechsel der Untergruppe, wie es in den 6 und 7 dargestellt
ist, besonders schnell ist und folglich die Produktionskadenzen
erhöht
werden können.