EP0274322B1 - Installation de projection de produit de revêtement tel que par exemple une peinture et notamment installation de projection électrostatique de peinture à base d'eau - Google Patents
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- B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
Definitions
- the invention relates to an installation for spraying coating product such as paint, of the type in which the object to be coated, carried by a conveyor, passes opposite the area of activity of a robot manipulator called hereinafter automaton carrying a projector diffusing the coating product in the form of fine particles, see for example DE-C 3 340 614.
- the invention relates more particularly to a new arrangement making it possible both to solve the problem of color changes when the objects which follow one another in front of the automaton must be painted in different colors as well as the problem of the necessary galvanic isolation between the means for dispensing coating products and the spraying means when the paint used has a low resistivity (water-based paint) and when said spraying means incorporate a high-voltage source for the implementation of a electrostatic projection.
- a paint spraying installation in a production unit as large as an automobile manufacturing plant, for example, generally has several very long closed-loop paint distribution circuits (these circuits can cross a whole section from the factory) which establish the link between large paint tanks and the different projection booths. It is therefore necessary to provide such a circuit by color and another circuit of the same kind for the solvent or cleaning product. For obvious safety reasons, these circuits are connected to earth.
- the objects to be painted in this case automobile bodies in the example envisaged, are carried by conveyor means passing through the booth in which there is at least one PLC carrying a paint projector and capable of operating in a certain "activity area" inside the cabin.
- Automatons are commonly used with up to six or seven degrees of freedom or axes, in order to be able to orient the projector at will and make it penetrate into certain fractures of the object to be painted. For simple forms, one can be satisfied with an automaton comprising only three or four degrees of freedom.
- the projector can be electrostatic at high speed, pneumatic spraying or hydrostatic.
- the automaton most often comprises an arm of several segments articulated with respect to each other, this arm possibly being carried by a movable frame along the conveying means.
- One of the usual problems to solve in this type of installation is that of the color change between two consecutive objects. Indeed, in the automobile industry, in particular, there is no question of painting the bodies in series, according to the color. The most frequent case, on the contrary, is that where the color must practically be changed after each bodywork. This implies being able to implement rinsing and drying cycles of extremely rapid spraying means. For example, a color change can take place every minute or so and the time allowed to carry out all the operations necessary for the color change is of the order of ten seconds.
- all the coating product distribution circuits are connected, as well as a compressed air circuit and a cleaning product circuit, through controlled isolation valves, to a collector, one branch of which common output is connected to the projector.
- the collector can be placed fairly close to the projector, i.e. on one of the last articulated segments of the automaton, each coating product being supplied by a flexible conduit.
- the collector must then be placed at a fixed post, its outlet being connected by a single flexible conduit to the projector.
- the automata are subject to large displacements parallel to the largest dimension of the objects to be coated, for example five or six meters.
- the collector is very far away, for example ten meters, from the projector, which considerably increases the volumes of ducts to be cleaned, therefore the time for the color change sequences.
- We are often forced to double the supply circuits (collectors, valves, conduits) to use a projected part while the other part undergoes a cleaning and color change cycle.
- the quantities of coating product and cleaning product lost are large, of the order of several hundred cubic centimeters.
- the pressure regulator and the purge valve being in the immediate vicinity of the projector, in an area which may contain a flammable gas mixture and which can be brought to high-voltage when the projector is of the electrostatic type, the control of this device is usually done by compressed air, which requires additional pneumatic lines.
- the dielectric strength of these conduits must be sufficient, taking into account the high voltage applied.
- the quantity of product that they contain represents a relatively large electrical capacity capable of storing energy well above the tolerated limits.
- French Patent No. 2,572,662 suggests filling an intermediate reservoir with the amount of paint just necessary for each application.
- This intermediate tank is stationary, so that each color change requires cleaning not only the tank, but also all the conduits connected to it.
- the re-establishment of the isolation after filling is done by emptying and drying a sufficient portion of conduit, upstream of the intermediate tank. This operation requires a probihitive time each time the color changes.
- the invention proposes to solve the problems of color change by considerably simplifying the equipment located between the distribution circuits and the projector, whatever the type of coating product used.
- the invention also proposes to reduce the time necessary to carry out a color change, even when the number of different colors is large and the automaton responsible for moving the projector has to move great distances due to the size of the objects to be coated.
- the invention further proposes to solve in a particularly simple manner, the problem of insulation between the electrostatic projector and the distribution circuits of coating products, brought to the earth's potential.
- the invention mainly relates to an installation for spraying coating products comprising at least one automatic device of the multi-axis type, carrying a product projector, movable opposite a conveyor carrying objects to be coated, circuits for distribution of different coating products, being provided with respective first, similar connection means, grouped together at a fixed station in a zone of activity of said machine, characterized in that said machine carries a tank of coating product, at least during each phase projection, connected to supply said projector and in that this tank communicates with or is provided with first complementary connection means capable of cooperating with said first connection means of any one of the coating product distribution circuits.
- the coating product reservoir can be permanently mounted at the end of the arm of the controller.
- this arm it suffices for this arm to be able to orient itself, at each color change phase, towards the first aforementioned connection means as well as towards other means of connection of a cleaning product distribution circuit, for clean the tank and fill it with a coating product of another color.
- an intermediate solution may consist in using only two removable reservoirs, one of the reservoirs being carried by the arm of the automaton while the other is connected to the distribution circuits for coating product and cleaning to undergo a color change cycle.
- the quantity of coating product introduced into the tank for each projection phase does not need to be adjusted according to the dimensions of the object to be painted.
- the dimensions of the tank only depend on the ability of the machine to support and quickly move a certain mass of coating product. If the automaton cannot support a reservoir of sufficient dimensions to contain all the quantity of coating product necessary to completely paint the object, it is perfectly possible to consider recharging this reservoir one or more times during the idle times of the projection phase. If, on the other hand, the capacity of the reservoir makes it possible to accommodate more coating product than necessary for a spraying phase, the excess quantity is reinjected into the corresponding distribution circuit, at the start of the color change cycle.
- FIGS. 1 to 3 there is shown schematically a first embodiment of the invention, in a paint booth 11 crossed by conveyor means 12 circulating objects 13 to be painted (in this case here bodies automobile) near an automaton 14.
- This automaton is of the mufti-axes type, known per se; it mainly consists of a chassis 15 movable on a guide 16 extending over a certain distance along the conveying means and an arm 18 carried by the chassis, composed of several articulated segments 18a, 1 BQ, 18 Q one to another.
- the chassis 15 itself comprises two parts 15a, 15b connected by an articulation with a vertical axis, allowing it to pivot on itself, as seen in the comparison of FIGS. 1 and 2.
- We define as "zone of activity "of said automaton all the space of the cabin that can be reached by the automaton and more particularly by the last segment 18c of its arm.
- the segment 18c carries the means for spraying the coating product, in this case a projector 20, supplied with compressed air by a flexible duct 21 and according to the invention, a reservoir for coating product 22.
- the automaton may include a high-voltage generator 24 connected to the projection nozzle or to the bowl in the case of a sprayer at high speed of rotation.
- the high-voltage generator 24 is adjustable at will, that is to say in particular that its output voltage can be reduced to zero at any desired time and restored almost instantaneously under the action of control means. very classic. This possibility of adjusting the high voltage, although banal in itself, is of particular importance in the context of the invention, since the projector is, at each filling and / or cleaning sequence, connected to the distribution network of product connected to ground.
- the reservoir 22 is permanently mounted on the last segment of the automaton and communicates with the projector 20. If the reservoir is too large to be able to be mounted on the last segment, it can be mounted on the penultimate and connected by a flexible conduit to the projector.
- conduits forming part of different distribution circuits pass through the cabin 11; they are for example fixed along a wall 26 thereof.
- paint distribution circuits P1, P2 and P3 these are paints of different colors
- cleaning product distribution circuit N there is also provided a compressed air supply circuit A to which the conduit 21 is connected, by means of a controlled valve 25.
- the circuits P1, P2 and P3 are provided with first connection means 28a, respectively, similar, grouped in the activity area of the automaton defined above, that is to say in the vicinity of the wall 26.
- Each of these first means of connection of any of the circuits P1, P2, P3 is capable of cooperating with first complementary connection means 29a carried by the reservoir 22.
- said first connection means of each circuit P1, P2 or P3 are simply constituted, respectively, by a single cunt element nector of the “self-closing ball quick connector” type well known in the art while the first complementary connection means 29 are only constituted by another connector element, of complementary structure, capable of being plugged in tightly to one elements of the connector of circuits P1, P2 or P3.
- the cleaning product distribution circuit N and the waste evacuation circuit D respectively comprise connection means 28Q, 28c, to the reservoir 22, in this case identical to said first connection means of circuits P1 , P2 or P3 since they consist of the same connector elements. All the connection means 28a, 28b, 28c are grouped very close to each other in said activity zone of the automaton.
- a waste recovery receptacle 30 is also located in the activity area, not far from the connection means 28a, 28 L b and 28s. This receptacle is designed to receive any product (paint or cleaning product) rejected as a jet by the projector 20.
- the compressed air line 21 can communicate directly with the reservoir 22 if the automaton is programmed so as never to place the pressurization air supply at a level below the paint outlet, so as to avoid air being directly discharged from the projector when it is facing an object to be painted.
- a control system, known per se, of the quantity of paint sprayed makes it possible to never completely empty the tank during spraying. It is also possible to use another type of reservoir comprising a piston or a deformable member, arranged to divide the internal space of the reservoir into two chambers, one of the chambers receiving the product and the other being intended to receive air. under pressure.
- first complementary connection means 29a communicate with the chamber receiving the product and that the conduit 21 communicates with the other chamber, in order to push back the piston or the membrane as the evacuation of the product by the projector 20 or by the first complementary connection means 29a.
- the controller 15 pivots on itself to approach the reservoir 22 of the location of the cabin where the various connection means described above are located. If it is necessary to change the color of the paint, for example switching from the paint dispensed by P1 to the paint dispensed by P2, the machine first connects the reservoir to the circuit P1 so as to reinject the excess of paint or at least most of this excess by controlling the amount repelled to avoid injecting air into this circuit.
- the automaton puts the reservoir 22 in communication with the cleaning product distribution circuit N, the circuit 21, by virtue of the three-way valve 25 being vented to allow the tank to be filled.
- the automaton connects the tank, still by the same connection means, to the waste evacuation circuit D and the valve 25 is again connected to evacuate the cleaning product in this circuit.
- the two previous operations are possibly repeated several times, if necessary, until the tank is clean.
- the machine directs the projector 20 towards the receptacle 30 and compressed air is again injected to drain a small part of the cleaning product through the projector, so as to clean it.
- the automatic device connects the reservoir 22 to the distribution circuit P2 while the circuit 21, thanks to the valve 25, is again vented to allow the reservoir to be filled with the new paint.
- the automaton brings the projector 20 back to the receptacle 30 to project a small amount of product therein and thus eliminate the last traces of cleaning product. From this moment, the color change cycle is completed and the automaton can again pivot on itself to paint a new body.
- the high voltage is brought to zero before the start of the color change cycle and is not re-established until the end of the cycle. It is clear that during the entire projection period, the high-voltage is perfectly isolated from the various distribution circuits connected to the ground since there is no product conduit between them.
- FIGs 4 and 4 where the similar elements have the same alphanumeric references, illustrate a variant in which the color change cycle can be very significantly shortened, since it requires no cleaning.
- the installation is provided with as many coating product reservoirs 22 1 , 22 2 , 22 3 ... as there are distribution circuits P1, P2, P3 ...
- These reservoirs are therefore not permanently dismantled second connection means (not shown) carried on the automaton, but not connected thereto, capable of cooperating with second complementary connection means 34a, 34J B provided on each tank.
- These connection means are composed from the same connector elements as those used in the first embodiment described.
- the second connection means provided on the automaton consist of two connector elements spaced by a predetermined distance while the second complementary connection means 34a, 34b also consist of two corresponding connector elements spaced by the same distance for adapt to the elements carried by the automaton.
- each distribution circuit P1, P2 or P3 also consist of two connector elements 28ai, 29a 2 . These are spaced by a dis predetermined voltage on either side of a restriction 35 connected in series in the corresponding circuit P1, P2 or P3, this circuit being, as usual, of the continuous circulation type in closed loop.
- said first complementary connection means provided on each tank comprise two other connector elements 29a1, 29a2 spaced the same distance along said tank.
- the circuits P1, P2 and P3 have a height variation on either side of the restriction 35.
- the arrangement is such that the two connector elements 28a1, 28a2 are arranged at different levels, l connector element 28a1 placed at the highest level being downstream of the other connector element, with respect to the direction of circulation of the coating product in the corresponding distribution circuit.
- the connector element 28a1 placed downstream is connected to the distribution circuit via a three-way controlled valve 36, the other outlet of which communicates with a discharge circuit 37. The latter is common to all the valves 36. The operation is as follows.
- the variant of FIGS. 6 and 7 illustrates a solution halfway between the two preceding ones, insofar as it comprises only two reservoirs (or at least a pair of such reservoirs) and means for rinsing and drying.
- the two reservoirs 22 are similar to those of the variant of FIGS. 4 and 5. They therefore each comprise first complementary connection means 29ai, 29a2 and second complementary connection means 34a, 34b each comprising two connector elements.
- the automaton is provided with second connection means similar to those of the variant of FIGS. 4 and 5.
- the two tanks are designed to be "hooked" to respective receivers, each comprising first connection means 28a i , 28a2 mentioned above, capable of to cooperate with said first complementary connection means provided on the tanks.
- These first connection means also each comprise two connector elements.
- the installation comprises, as in the case of FIG. 1, distribution circuits for coating product P1, P2, P3, a distribution circuit for cleaning product N, a circuit for evacuating waste D and a circuit d compressed air supply A.
- the reservoirs are supplied sequentially and selectively by means of a manifold-distributor 40 comprising two outlets 41a, 41b connected by controlled valves 42 to the first connection means and a certain number of inputs, including three inputs 43 1 , 43 2 , 43 3 connected by controlled valves 44 to the circuits P1, P2, P3. It further comprises an inlet 45 connected by a controlled valve 46 to the cleaning product distribution circuit N and an inlet 47 connected by a controlled valve 48 to the compressed air supply circuit A.
- the two connector elements of the first connection means are connected for one (28a2) to an outlet 41a or 41b of the manifold and for the other (28ai) to the evacuation circuit of waste D by a controlled valve 50 and to the air supply circuit A, by a controlled valve 52.
- the manifold-distributor 40 further comprises another outlet 54 connected by a controlled valve 56 to the waste discharge circuit D
- the connector element (28a2) of said first connection means which is connected to the outlet of the manifold-distributor is at a level lower than that of the other connector element (28ai) connected to the circuit. waste outlet D and air supply circuit A.
- Each tank receiver can be provided with guides 60 facilitating the approach and the correct positioning of the tank in the case where the automaton does not have the required positioning precision.
- Such guides can be provided both in the vicinity of the reserovir supports and on the machine itself.
- Such guides can be adapted to installations in accordance with Figures 1 to 5. The operation of the variant of Figures 6 and 7 is as follows.
- the collector-distributor 40 proceeds to a cleaning cycle, and to filling the previous tank.
- the excess paint in this tank is first reinjected into the circuit P1, P2 or P3 of the corresponding color, by opening the corresponding valves 52, 42 and a valve 44.
- the reservoir is then sprayed by injection of cleaning product through the valve 46, the manifold-distributor and the same valve 42, the corresponding valve 50 being open and the corresponding valve 52 closed.
- said second complementary connection means of each reservoir comprise a connector element capable of cooperating with a connector element of the automaton in communication with a source of compressed air while the reservoir itself carries a specific projector. in communication with the interior of the tank.
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Description
- L'invention se rapporte à une installation de projection de produit de revêtement tel que de la peinture, du type dans laquelle l'objet à revêtir, porté par un convoyeur, passe en regard de la zone d'activité d'un robot manipulateur dénommé ci-après automate portant un projecteur diffusant le produit de revêtement sous forme de fines particules, voir par exemple DE-C 3 340 614.
- L'invention vise plus particulièrement un nouvel agencement permettant à la fois de résoudre le problème des changements de couleur lorsque les objets qui se succèdent en regard de l'automate doivent être peints dans des couleurs différentes ainsi que le problème du nécessaire isolement galvanique entre les moyens de distribution de produits de revêtement et les moyens de projection lor- que la peinture utilisée a une faible résistivié (peinture à l'eau) et lorsque lesdits moyens de projection incorporent une source de haute-tension pour la mise en oeuvre d'une projection électrostatique.
- Une installation de projection de peinture, dans une unité de production aussi importante qu'une usine de fabrication d'automobiles, par exemple, comporte généralement plusieurs circuits de distribution de peinture en boucle fermée, très longs, (ces circuits peuvent traverser toute une partie de l'usine) qui établissent la liaison entre de grands réservoirs de peinture et les différentes cabines de projection. Il faut donc prévoir un tel circuit par couleur et une autre circuit de même nature pour le solvant ou produit de nettoyage. Pour des raisons évidentes de sécurité, ces circuits sont connectés à la terre.
- Par ailleurs, dans une cabine de projection de peinture ainsi alimentée, les objets à peindre, en l'occurrence les carrosseries d'automobiles dans l'exemple envisagé, sont portés par des moyens de convoyage traversant la cabine dans laquelle se trouve au moins un automate portant un projecteur de peinture et susceptible d'évoluer dans une certaine "zone d'activité" à l'intérieur de la cabine. On utilise couramment des automates possédant jusqu'à six ou sept degrés de liberté ou axes, pour pouvoir orienter à volonté le projecteur et le faire pénétrer dans certaines enfractuosités de l'objet à peindre. Pour des formes simples, on peut se contenter d'un automate ne comportant que trois ou quatre degrés de liberté.
- Le projecteur peut être électrostatique à grande vitesse de rotation, à pulvérisation pneumatique ou hydrostatique. L'automate comporte le plus souvent un bras de plusieurs segments articulés les uns par rapport aux autres, ce bras étant éventuellement porté par un châssis mobile le long des moyens de convoyage. L'un des problèmes habituels à résoudre dans ce type d'installation est celui du changement de couleur entre deux objets consécutifs. En effet, dans l'industrie automobile, notamment, il n'est pas question de peindre les carrosseries par séries, en fonction de la couleur. Le cas le plus fréquent, au contraire, est celui où la couleur doit pratiquement être changée après chaque carrosserie. Ceci implique de pouvoir mettre en oeuvre des cycles de rinçage et séchage des moyens de projection extrêmement rapides. A titre d'exemple, un changement de couleur peut avoir lieu toute les minutes environ et le temps imparti pour réaliser toutes les opérations nécessaires au changement de couleur est de l'ordre d'une dizaine de secondes.
- Dans les installations classiques connues tous les circuits de distribution de produit de revêtement sont reliés, de même qu'un circuit d'air comprimé et un circuit de produit de nettoyage, à travers des vannes d'isolement commandées, à un collecteur dont une branche de sortie commune est reliée au projecteur.
- Pour changer de couleur, il faut fermer la vanne du circuit de produit de revêtement utilisé, un certain temps (calculé) avant la fin de la phase de projection en cours, puis ouvrir la vanne d'air comprimé pour pousse le produit restant vers le projecteur. Ensuite, l'automate est éloigné de l'objet et orienté vers un réceptacle de récupération. La vanne de produit de nettoyage s'ouvre jusqu'à ce que le collecteur et le projecteur soient propres. Puis cette vanne est refermée et la vanne d'air comprimé s'ouvre à nouveau pour pousser le produit de nettoyage contenu dans le collecteur, vers le réceptacle de récupération. L'ouverture de la vanne d'air comprimé est prolongé pour sécher les conduits puis, après fermeture, une autre vanne d'un autre circuit de produit de revêtement est ouverte pour remplir le collecteur et les conduits jusqu'à ce qu'un peu de produit de revêtement de la nouvelle couleur sorte du projecteur. L'automate est alors amené face au nouvel objet à revêtir.
- Lorsque l'installation ne compte qu'un petit nombre de produits de revêtement de couleurs différentes, par exemple trois ou quatre, le collecteur peut être placé assez près du projecteur, c'est-à-dire par exemple sur l'un des derniers segments articulés de l'automate, chaque produit de revêtement étant amené par un conduit souple. En revanche, lorsque les produits de revêtement différents sont trop nombreux (il peut y en avoir jusqu'à vingtaine) cette solution n'est plus praticable et le collecteur doit alors être placé à poste fixe, sa sortie étant reliée par un seul conduit souple au projecteur. Lorsque les objets à revêtir sont volumineux et c'est le cas des carrosseries d'automobiles, les automates sont sujets à de grands déplacements parallèlement à la plus grande dimension des objets à revêtir, par exemple cinq ou six mètres. Dans ce cas, le collecteur se trouve très éloigné, par exemple une dizaine de mètres, du projecteur, ce qui augmente considérablement les volumes de conduits à nettoyer, donc le temps des séquences de changement de couleur. On est alors souvent obligé de doubler les circuits d'alimentation (collecteurs, vannes, conduits) pour en utiliser une partie en projection pendant que l'autre partie subit un cycle de nettoyage et de changement de couleur. En outre, à chaque changement de couleur, les quantités perdues de produit de revêtement et de produit de nettoyage sont importantes, de l'ordre de plusieurs centaines de centimètres cubes.
- L'installation est en outre compliquée par le fait que, pour assurer un débit constant de produit de revêtement pendant la fin de la phase de projection où ledit produit de revêtement est poussé par l'air comprimé, il est nécessaire de prévoir un régulateur de pression, immédiatement en amont du projecteur, sur le circuit de produit de revêtement. Enfin, les projecteurs ayant généralement, pour assurer une bonne pulvérisation, des orifices de sortie de faible section, il n'est pas toujours possible d'éjecter tout le produit de nettoyage par ces orifices. En effet, pour que le nettoyage du collecteur et des conduits soit efficace et rapide, il est nécessaire d'entretenir un écoulement turbulent donc à grande vitesse, donc à grand débit. Pour ce faire, il est nécessaire de prévoir entre le régulateur de pression et le projecteur, une vanne de purge et un circuit de purge de forte section, assurant l'écoulement du produit de nettoyage vers le réceptacle de récupération. En outre, le régulateur de pression et la vanne de purge étant au voisinage immédiat du projecteur, dans une zone pouvant contenir un mélange gazeux inflammable et pouvant être portés à haute-tension lorsque le projecteur est du type électrostatique, la commande de ce dispositif se fait généralement par de l'air comprimé, ce qui nécessite des conduits pneumatiques supplémentaires.
- Dans le cas d'une installation électrostatique tous ces problèmes relatifs aux changements de couleur sont encore accentués lorsqu'on désire utiliser des produits de revêtement à faible résistivité, comme par exemple des peintures à base d'eau, tout en conservant les avantages d'une projection électrostatique. Dans ce cas, le projecteur est souvent porté à une haute-tension et il convient d'éviter le court-circuit entre ce projecteur et les circuits de distribution de produit de revêtement reliés à la terre. Pour que le courant de fuite soit acceptable avec les peintures à base d'eau actuellement utilisées, il faudrait utiliser des conduits isolants de rapport longueur/section inacceptable car conduisant à des temps de changement de couleur très longs et à des pertes de produits de revêtement et de produit de nettoyage, démesurées et irréalistes.
- En outre, lorsque les conduits d'alimentation des produits de revêtement et les circuits de purge sont remplis de produits conducteurs de l'électricité, il faut que la rigidité diélectrique de ces conduits soit suffisante, compte tenu de la haute-tension appliquée. En outre, la quantité de produit qu'ils renferment représente une capacité électrique relativement importante susceptible de stocker une énergie bien supérieure aux limites tolérées.
- Pour faire face aux problèmes spécifiques des changements de couleur avec produits de revêtement de faible résistivité, le brevet français N° 2 572 662 propose de remplir un réservoir intermédiaire de la quantité de peinture juste nécessaire à chaque application. Ce réservoir intermédiaire est à poste fixe, de sorte que chaque changement de couleur nécessite de nettoyer non seulement le réservoir, mais aussi tous les conduits qui s'y raccordent. De plus, dans l'une des variantes, le rétablissement de l'isolement après le remplissage se fait par vidange et séchage d'une portion suffisante de conduit, en amont du réservoir intermédiaire. Cette opération nécessite un temps probihitif à chaque changement de couleur.
- L'invention se propose de résoudre les problèmes de changement de couleur en simplifiant considérablement les équipements situés entre les circuits de distribution et le projecteur, quel que soit le type de produit de revêtement utilisé.
- L'invention se propose également de réduire le temps nécessaire pour réaliser un changement de couleur, même lorsque le nombre de couleurs différentes est important et que l'automate chargé de déplacer le projecteur doit se déplacer sur de grandes distances en raison de la taille des objets à revêtir.
- Dans le cas particulier de la projection électrostatique de produits de revêtement à faible résistivité, l'invention se propose en outre de résoudre de façon particulièrement simple, le problème de l'isolation entre le projecteur électrostatique et les circuits de distribution des produits de revêtement, portés au potential de la terre.
- Dans cet esprit, l'invention concerne principalement une installation de projection de produits de revêtement comprenant au moins un automate du type multi-axes, portant un projecteur de produit, mobile en regard d'un convoyeur portant des objets à revêtir, des circuits de distribution de produit de revêtement différents, étant munis de premiers moyens de raccordement respectifs, semblables, regroupés à poste fixe dans une zone d'activité dudit automate, caractérisée en ce que ledit automate porte un réservoir de produit de revêtement, au moins pendant chaque phase de projection, connecté pour alimenter ledit projecteur et en ce que ce réservoir communique avec ou est muni de premiers moyens de raccordement complémentaires susceptibles de coopérer avec lesdits premiers moyens de raccordement de l'un quelconque des circuits de distribution de produit de revêtement.
- Plusieurs modes de réalisation possibles correspondent à la définition qui précède. Ainsi, le réservoir de produit de revêtement peut être monté à demeure à l'extrémité du bras de l'automate. Dans ce cas, il suffit que ce bras puisse s'orienter, à chaque phase de changement de couleur, vers les premiers moyens de raccordement précités ainsi que vers d'autres moyens de raccordement d'un circuit de distribution de produit de nettoyage, pour assurer le nettoyage du réservoir puis son remplissage par un produit de revêtement d'une autre couleur. Il est également possible d'utiliser autant de réservoirs que de produits de revêtement différents. Dans ce cas, chaque réservoir peut être séparé du bras de l'automate et "raccroché" à son propre circuit de distribution pour y être rempli après utilisation. Cette variante dispense de la nécessité de nettoyer les réservoirs. Enfin, une solution intermédiaire peut consister à n'utiliser que deux réservoirs amovibles, l'un des réservoirs étant porté par le bras de l'automate tandis que l'autre se trouve connecté aux circuits de distribution de produit de revêtement et de produit de nettoyage pour y subir un cycle de changement de couleur.
- Dans tous les cas, il est à noter que la quantité de produit de revêtement introduite dans le réservoir pour chaque phase de projection n'a pas besoin d'être adjustée en fonction des dimensions de l'objet à peindre. Les dimensions du réservoir ne dépendent que de l'aptitude de l'automate à supporter et déplacer rapidement une certaine masse de produit de revêtement. Si l'automate ne peut supporter un réservoir de dimensions suffisantes pour renfermer toute la quantité de produit de revêtement nécessaire pour peindre totalement l'objet, il est parfaitement possible d'envisager de recharger une ou plusieurs fois ce réservoir pendant les temps morts de la phase de projection. Si au contraire, la capacité du réservoir permet d'accueillir davantage de produit de revêtement que nécessaire pour une phase de projection, la quantité excédentaire est réinjectée dans le circuit de distribution correspondant, au début du cycle de changement de couleur.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, de plusieurs installations de projection de peinture conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- - la figure 1 est une vue schématique d'une installation pendant un cycle de projection de peinture utilisant un automate à plusieurs degrés de liberté équipée des perfectionnements conformes à l'invention;
- - la figure 2 est une vue schématique analogue à la figure 1, montrant la position de l'automate pendant un cycle de changement de couleur;
- - la figure 3 est une vue de dessus de la figure 2;
- - la figure 4 est une vue schématique illustrant une variante de l'invention;
- - la figure 5 est une vue de dessus de la figure 4;
- - la figure 6 est une vue schématique illustrant une autre variante possible conforme à l'invention; et
- - la figure 7 est une vue de dessus de la figure 6;
- En se reportant aux figures 1 à 3, on a schématisé un premier exemple de réalisation de l'invention, dans une cabine de peinture 11 traversée par des moyens de convoyage 12 faisant circuler des objects 13 à peindre (en l'occurrence ici des carrosseries d'automobile) à proximité d'un automate 14. Cet automate est du type mufti-axes, connue en soi; il se compose principalement d'un châssis 15 mobile sur un guide 16 s'étendant sur une certaine distance le long des moyens de convoyage et d'un bras 18 porté par le châssis, composé de plusieurs segments 18a, 1 BQ, 18Q articulés les uns par rapport aux autres. Le châssis 15 comporte lui-même deux parties 15a, 15b reliées par une articulation d'axe vertical, lui permettant de pivoter sur lui-même, comme on le voit à la comparaison des figures 1 et 2. On définit comme "zone d'activité" dudit automate tout l'espace de la cabine pouvant être atteint par l'automate et plus particulièrement par le dernier segment 18c de son bras.
- Dans l'exemple le segment 18c porte les moyens de pulvérisation du produit de revêtement, en l'occurrence un projecteur 20, alimenté en air comprimé par un conduit souple 21 et selon l'invention, un réservoir de produit de revêtement 22. S'il s'agit d'une installation électrostatique, l'automate peut comporter un générateur de haute-tension 24 relié à la buse de projection ou au bol dans le cas d'un pulvérisateur à grande vitesse de rotation. De façon classique, le générateur haute-tension 24 est ajustable à volonté, c'est-à-dire notamment que sa tension de sortie peut être ramenée à zéro à tout moment voulu et rétablie quasi-instantanément sous l'action de moyens de commande très classiques. Cette possibilité d'ajuster la haute-tension, bien que banale en soi, revêt une importance particulière dans le cadre de l'invention, puisque le projecteur est, à chaque séquence de remplissage et/ou de nettoyage, relié au réseau de distribution de produit relié à la masse.
- Dans l'exemple décrit, le réservoir 22 est monté à demeure sur le dernier segment de l'automate et communique avec le projecteur 20. Si le réservoir est trop important pour pouvoir être monté sur le dernier segment, il peut être monté sur l'avant-dernier et relié par un conduit souple au projecteur.
- Par ailleurs, des conduits faisant partie de différents circuits de distribution, traversent la cabine 11; ils sont par exemple fixés le long d'une paroi 26 de celle-ci. Ainsi, dans l'exemple représenté, on compte trois circuits de distribution de peinture P1, P2 et P3 (il s'agit de peintures de couleurs différentes) un circuit de distribution de produit de nettoyage N et un circuit d'évacuation des déchets D. On prévoit en outre un circuit d'alimentation en air comprimé A auquel est connecté le conduit 21, par l'intermédiaire d'une vanne commandée 25. Les circuits P1, P2 et P3 sont munis de premiers moyens de raccordement 28a, respectifs, semblables, regroupés dans la zone d'activité de l'automate définie ci-dessus, c'est-à-dire au voisinage de la paroi 26. Chacun de ces premiers moyens de raccordement de l'un quelconque des circuits P1,P2,P3 est susceptible de coopérer avec des premiers moyens de raccordement complémentaires 29a portés par le réservoir 22. Dans l'exemple des figures 1 à 3, lesdits premiers moyens de raccordement de chaque circuit P1, P2 ou P3 sont simplement constitués, respectivement, par un seul élément de connecteur du type "raccord rapide auto-obturateur à bille" bien connu dans la technique tandis que les premiers moyens de raccordement complémentaires 29asont uniquement constitués par un autre élément de connecteur, de structure complémentaire, susceptible de se brancher de façon étanche à l'un des éléments du connecteur des circuits P1, P2 ou P3. De la même façon, le circuit de distribution de produit de nettoyage N et le circuit d'évacuation de déchets D comportent respectivement des moyens de raccordement 28Q, 28c, au réservoir 22, en l'occurrence identiques auxdits premiers moyens de raccordement des circuits P1, P2 ou P3 puisque constitués des mêmes éléments de connecteur. Tous les moyens de raccordement 28a, 28b, 28c sont regroupés très près les uns des autres dans ladite zone d'activité de l'automate.
- En outre, un réceptable de récupération de déchets 30 est également situé dans la zone d'activité, non loin des moyens de raccordement 28a, 28Lb et 28s. Ce réceptable est prévu pour recevoir tout produit (peinture ou produit de nettoyage) rejeté sous forme de jet par le projecteur 20.
- Il est à noter que le conduit 21 d'air comprimé peut communiquer directement avec le réservoir 22 si l'automate est programmé pour ne jamais placer l'arrivée d'air de pressurisation à un niveau inférieur à la sortie de peinture, de façon à éviter que de l'air soit directement rejeté par le projecteur, lorsqu'il se trouve en regard d'un objet à peindre. Un système de contrôle, connu en soi, de la quantité de peinture pulvérisée permet de ne jamais vider complètement le réservoir pendant la projection. On peut aussi utiliser un autre type de réservoir comportant un piston ou une membrance déformable, agencé pour diviser l'espace interne du réservoir en deux chambres, l'une des chambres recevant le produit et l'autre étant destinée à recevoir de l'air sous pression. Dans ce cas, il est bien évident que les premiers moyens de raccordement complémentaires 29a communiquent avec la chambre recevant le produit et que le conduit 21 communique avec l'autre chambre, pour repousser le piston ou la membrane au fur et à mesure de l'évacuation du produit par le projecteur 20 ou par les premiers moyens de raccordement complémentaires 29a.
- Le fonctionnement est le suivant. A la fin d'une phase de projection illustrée à la figure 1 où la vanne 25 est ouverte pour permettre à l'air sous pression de repousser le produit de revêtement vers le projecteur 20 où il est pulvérisé ou projeté vers l'objet à peindre, l'automate 15 pivote sur lui-même pour approcher le réservoir 22 de l'emplacement de la cabine où se trouvent les différents moyens de raccordement décrits ci-dessus. S'il y a lieu de changer la couleur de la peinture, par exemple passer de la peinture distribuée par P1 à la peinture distribuée par P2, l'automate commence par brancher le réservoir sur le circuit P1 de façon à y réinjecter l'excédent de peinture ou au moins la plus grande partie de cet excédent en contrôlant la quantité repoussée pour éviter d'injecter de l'air dans ce circuit. Puis, l'automate met le réservoir 22 en communication avec le circuit de distribution de produit de nettoyage N, le circuit 21, grâce à la vanne à trois voies 25 étant mis à l'air libre pour permettre le remplissage du réservoir. Lorsque le réservoir est rempli, l'automate connecte le réservoir, toujours par les mêmes moyens de raccordement, au circuit d'évacuation des déchets D et la vanne 25 est à nouveau connectée pour évacuer le produit de nettoyage dans ce circuit. Les deux opérations précédentes sont éventuellement renouvelées plusieurs fois, si nécessaire, jusqu'à ce que le réservoir soit propre. Après quoi, l'automate dirige le projecteur 20 vers le réceptable 30 et de l'air comprimé est à nouveau injecté pour vidanger une petite partie du produit de nettoyage à travers le projecteur, de façon à le nettoyer. Ensuite, l'automate branche le réservoir 22 au circuit de distribution P2 tandis que le circuit 21, grâce à la vanne 25 est à nouveau mis à l'air libre pour permettre le remplissage du réservoir avec la nouvelle peinture. Après quoi, l'automate ramène le projecteur 20 vers le réceptacle 30 pour y projeter une petite quantité de produit et éliminer ainsi les dernières traces de produit de nettoyage. A partir de ce moment, le cycle de changement de couleur est terminé et l'automate peut à nouveau pivoter sur lui-même pour peindre une nouvele carrosserie.
- Dans le cas d'une installation de projection électrostatique, la haute tension est ramenée à zéro avant le début du cycle de changement de couleur et n'est rétabilie qu'à la fin de celui-cei. Il est clair que pendant toute la période de projection, la haute-tension est parfaitement isolée des différents circuits de distribution reliés à la terre puisqu'il n'y a pas de conduit de produit entre eux.
- On apprécie également que les équipements portés par l'automate sont très simplifiés. Les classiques vannes de purge et circuit de purge sont supprimés puisque, lors du nettoyage du réservoir 22, pes produits sont introduits et évacués essentiellement par les moyens de raccordement décrits ci-dessus, qui présentent une section de passage beaucoup plus importante que celle du projecteur 20. Le produit de nettoyage n'est admis dans le pro- jectuer 20 qu'en très faible quantité, uniquement pour le nettoyage de ce dernier. De même, un régulateur de pression n'est pas nécessaire puisque l'installation ne comporte pas, de long tuyau dans lequel on pousse de la peinture avec de l'air sous pression à la fin de la période de pulvérisation. Ici, la peinture est poussée dans le réservoir où il n'y aucune variation des pertes de charge.
- Les figures 4 et 4 où les éléments analogues portent les mêmes références alphanumériques, illustrent une variante dans laquelle le cycle de changement de couleur peut être très sensiblement abrégé, car il ne nécessite aucun nettoyage. En effet, l'installation est pourvue d'autant de réservoirs de produit de revêtement 221, 222, 223 ... que de circuits de distribution P1, P2, P3 ... Ces réservoirs ne sont donc pas dmontées à demeure sur l'automate mais s'y raccordent pas des seconds moyends de raccordement (non représentés) portés par l'automate, susceptibles de coopérer avec des seconds moyends de raccordement complémentaires 34a, 34JB prévus sur chaque réservoir. Ces moyens de raccordement sont composés à partir des mêmes éléments de connecteur que ceux qui sont utilisés dans le premier mode de réalisation décrit. Cependant les seconds moyens de raccordement prévus sur l'automate se composent de deux éléments de connecteur espacés d'une distance prédéterminée tandis que les seconds moyens de raccordement complémentaires 34a, 34b sont également constitués de deux éléments de connecteur correspondants espacés de la même distance pour s'adapter aux éléments portés par l'automate. Une fois le réservoir en place sur l'automate, l'un des éléments de connecteur du réservoir est en liaison avec l'air comprimé tandis que l'autre est en liaison avec le projecteur. Chaque réservoir peut être du type décrit ci-dessus, à piston ou membrance déformable.
- Les premiers moyens de raccordement précités de chaque circuit de distribution P1, P2 ou P3 se composent aussi de deux éléments de connecteur 28ai, 29a2. Ces derniers sont espacés d'une distance prédéterminée de part et d'autre d'une restriction 35 connectée en série dans le circuit P1, P2 ou P3 correspondant, ce circuit étant, comme cela est habituel, du type à circulation continue en boucle fermée.
- De façon analogue, lesdits premiers moyens de raccordement complémentaires prévus sur chaque réservoir comportent deux autres éléments de connecteur 29a1, 29a2 espacés de la même distance, le long dudit réservoir.
- Selon un agencement avantageux, les circuits P1, P2 et P3 présentent une variation de hauteur de part et d'autre de la restriction 35. L'agencement est tel que les deux éléments de connecteur 28a1, 28a2 soient disposés à des niveaux différents, l'élément de connecteur 28a1 placé au niveau le plus haut étant en aval de l'autre élément de connecteur, par rapport au sens de circulation du produit de revêtement dans le circuit de distribution correspondant. De plus, l'élément de connecteur 28a1 placé en aval est connecté au circuit de distribution par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies commandée 36 dont l'autre sortie communique avec un circuit de décharge 37. Ce dernier est commun à toutes les vannes 36. Le fonctionnement est le suivant.
- Lorsque l'automate a fini de peindre un objet et qu'un changement de couleur est nécessaire, il vient "raccrocher" le réservoir auxdits premiers moyens de raccordement 28ai, 28a2 du circuit de distribution de la couleur correspondante. Puis, l'automate va prélever le réservoir connecté à un autre circuit correspondant à la nouvelle couleur. A partir de ce moment, l'automate est d'ores et déjà prêt à peindre l'objet suivant.
- Pendant ce temps, le réservoir qui vient d'être "raccroché" se remplit progressivement, la vanne 36 correspondante étant en communication avec le circuit de décharge 37. Du fait qu'une légère perte de charge est créée dans le circuit de distribution correspondant par la restriction 35, la peinture remplit le réservoir jusqu'à ce qu'une petite quantité en soit évacuée par le circuit de décharge 37. A partir de ce moment, le réservoir est plein et à nouveau prêt à l'empoi. La vanne 36 est alors commutée et la peinture continue à circuler lentement, en dérivation, dans le réservoir, jusqu'à ce que l'automate vienne à nouveau reprendre le réservoir. La circulation de la peinture, entretenue dans le réservoir, évite la sédimentation par gravité des différents constituants de celle-ci. Bien entendu, pendant toute phase de raccrochage d'un réservoir et de prélèvement d'un autre réservoir, la haute-tension est ramenée à zéro. On peut prévoir deux réservoirs pour chaque couleur, afin de limiter encore les temps morts si deux objets consécutifs sont de la même couleur ou si un réservoir n'a pas une capacité suffisante pour peindre entièrement un objet.
- La variante des figures 6 et 7 illustre une solution à mi-chemin entre les deux précédentes, dans la mesure où elle ne comporte que deux réservoirs (ou au moins une paire de tels réservoirs) et des moyens de rinçage et séchage. Les deux réservoirs 22 sont semblables à ceux de la variante des figures 4 et 5. Ils comportent donc chacun des premiers moyens de raccordement complémentaires 29ai, 29a2 et des seconds moyens de raccordement complémentaires 34a, 34b comportant chacun deux élémnets de connecteur. L'automate est prévu de seconds moyens de raccordement semblables à ceux de la variante des figures 4 et 5. Les deux réservoirs sont prévus pour être "accrochés" à des récepteurs respectifs comportant chacun des premiers moyens de raccordement 28ai, 28a2 précités, susceptibles de coopérer avec lesdits premiers moyens de raccordement complémentaires prévus sur les réservoirs. Ces premiers moyens de raccordement comportent aussi, chacun, deux éléments de connecteur.
- L'installation comporte, comme dans le cas de la figure 1, des circuits de distribution de produit de revêtement P1, P2, P3, un circuit de distribution de produit de nettoyage N, un circuit d'évacuation de déchets D et un circuit d'alimentation en air comprimé A. Les réservoirs sont alimentés séquentielle- ment et sélectivement par l'intermédiaire d'un collecteur-distributeur 40 comportant deux sorties 41a, 41b reliées par des vannes commandées 42 aux premiers moyens de raccordement et un certain nombre d'entrées, dont trois entrées 431, 432, 433 reliées par des vannes commandées 44 aux circuits P1, P2, P3. Il comporte en outre une entrée 45 reliée par une vanne commandée 46 au circuit de distribution de produit de nettoyage N et une entrée 47 reliée par une vanne commandée 48 au circuit d'alimentation en air comprimé A.
- Pour chacun des deux récepteurs de réservoir, les deux éléments de connecteur des premiers moyens de raccordement sont reliés pour l'un (28a2) à une sortie 41a ou 41b du collecteur-distributeur et pour l'autre (28ai) au circuit d'évacuation de déchets D par une vanne commandée 50 et au circuit d'alimentation en air A, par une vanne commandée 52. Le collecteur-distributeur 40 comporte en outre une autre sortie 54 reliée par une vanne commandée 56 au circuit d'évacuation de déchets D. Pour chaque récepteur de réservoir, l'élément de connecteur (28a2) desdits premiers moyens de raccordement qui est relié à la sortie du collecteur-distributeur est à un niveau inférieur à celui de l'autre élément de connecteur (28ai) relié au circuit d'évacuation de déchets D et au circuit d'alimentation en air A.
- Chaque récepteur de réservoir peut être muni de guides 60 facilitant l'approche et le positionnement correct du réservoir dans le cas où l'automate ne présente pas la précision de positionnement requise. De tels guides peuvent être prévus tant au voisinage des supports de réserovir que sur l'automate lui-même. Bien entendu, de tels guides peuvant être adaptés à des installations conformes aux figures 1 à 5. Le fonctionnement de la variante des figures 6 et 7 est le suivant.
- Lorsque l'automate a fini de peindre un objet, il vient "raccrocher" l'un des réservoirs 22 à l'un des deux emplacements prévus à cet effet. Il peut ensuite prélever le second réservoir avant de pivoter à nouveau pour peindre l'objet suivant. Pendant ce temps, le collecteur-distributeur 40 procède à un cycle de nettoyage, et de remplissage du précédent réservoir. Pour cela, la peinture en excès dans ce réservoir est d'abord réinjectée dans le circuit P1, P2 ou P3 de la couleur correspondante, par ouverture des vannes 52, 42 correspondantes et d'une vanne 44. Le réservoir est ensuite nottoyé par injection de produit de nettoyage à travers la vanne 46 , le collecteur-distributeur et la même vanne 42, la vanne 50 correspondante étant ouverte et la vanne 52 correspondante fermée. Après une phase de séchage du réservoir, par circulation d'air, grâce à la fermeture de la vanne 46 et l'ouverture de la vanne 48, celui-ci est mis en communication avec le circuit de la nouvelle peinture, par l'intermédiaire de l'une des vannes 44 et du distributeur 40, jusqu'à ce qu'un peu de peinture en excès soit évacuée dans le circuit D. Après la fermeture des vannes 42-44-50, le réservoir est alors prêt à être à nouveau utilisé. Le cycle se termine par un nettoyage et un séchage du collecteur-distributeur lui-même.
- Bien que les exemples de mise en oeuvre de l'invention aient été décrits dans le cas de la projection, électrostatique ou non, de produits liquides tels que des peintures, il va de soi qu'elle s'applique aussi aux produits pulvérulents tels, par exemple, que les peintures en poudre. Il suffit pour cela que le ou les réservoirs mobiles de stockage intermédiaire ainsi que les moyens de transport, de projection, de nettoyage, de récupération, etc..., soient adaptés, de façon connue en soi, par les spécialistes de la projection de poudre, aux produits pulvérulents. Ainsi, par exemple, il suffit de remplacer la pressurisation du réservoir par une fluidisation de la poudre à l'aide d'un apport d'air au travers d'un fond poreux, le nettoyage à l'aide d'un solvant par un soufflage à l'air comprimé, les raccords auto-obturateurs à bille par des vannes à manchon élastique également connues, le réceptacle de déchets par une hotte aspirante munie d'un filtre séparateur, etc...
- Dans ce qui précède, il a été fait presque exclusivement référence à des changements de couleur du revêtement, mais bien évidemment, ces changements peuvent aussi bien concerner la nature du produit constituant le revêtement.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux seules variantes décrites ci-dessus. En particulier, dans le cas où le projecteur de peinture est de structure relativement simple (projecteur à air) il est parfaitement possible de combiner ce projecteur ou une partie seulement de celui-ci au réservoir. Dans ce cas, lesdits seconds moyens de raccordement complémentaires de chaque réservoir comportent un élément de connecteur susceptible de coopérer avec un élément de connecteur de l'automate en communication avec une source d'air comprimé tandis que le réservoir porte lui-même un projecteur spécifique en communication avec l'intérieur du réservoir.
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