EP0467380A1 - Verfahren und Einrichtung zum automatischen Erzeugen von paralellen Bahnen - Google Patents
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- EP0467380A1 EP0467380A1 EP91112069A EP91112069A EP0467380A1 EP 0467380 A1 EP0467380 A1 EP 0467380A1 EP 91112069 A EP91112069 A EP 91112069A EP 91112069 A EP91112069 A EP 91112069A EP 0467380 A1 EP0467380 A1 EP 0467380A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
- B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
- B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
- B05B13/0463—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length
- B05B13/0468—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length with reciprocating or oscillating spray heads
- B05B13/0473—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to moving work of indefinite length with reciprocating or oscillating spray heads with spray heads reciprocating along a straight line
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for performing this method.
- the application member In known devices for the serial application of material webs on workpieces continuously moved by a conveying device, the application member is periodically moved back and forth in directions perpendicular to the conveying direction of the workpiece.
- the number of sheets applied per workpiece length gives a value for the sheet overlap, which in turn is decisive for the uniformity of the layer thickness and, for example, the color tone of the applied layer.
- the machines guiding the application member are preferably mounted stationary in the workpiece conveying direction. There are also machines “moving” in the conveying direction, but they have to move back to their original position in the opposite direction to the conveying direction before each new application cycle.
- stationary ie not "moving” machines
- the object of the invention is to provide a method and a corresponding device which, with fully automatic control and without the need for application organs running in parallel with the conveying direction, allow all the webs produced to be as parallel as possible to one another and result in a uniform overlap or overlap.
- a major advantage of the invention is therefore the possibility of a coating that is uniform over the workpiece width with sufficient overlap or overlap of the individual webs without the need to run the machine guiding the application device after each cycle, e.g. after completion of a workpiece, to have to return to the starting position against the conveying direction.
- the device shown in Fig. 1 can be part of a coating system for workpieces 1, which is produced in series by a conveyor device (not shown) in a known manner, e.g. can be moved horizontally in the direction of arrow 2 by a substantially closed cabin 3. It is assumed that the upper side of the workpiece 1 is to be coated by an application element 4, which can be moved by an automatic (preferably not program-controlled) machine (not shown) along a guide structure 5 which extends horizontally over the workpiece 1 in this example.
- the application member 4 coats the workpiece surface with webs of a given width b and a certain effective length l, which, assuming a more or less curved and rounded workpiece surface, can be somewhat larger than the workpiece width shown.
- the path length is limited by switching the application element 4 on and off at the correct time during its periodic movements along the guide structure 5.
- the guide structure 5 can be an elongated, for example rail-like beam element which extends obliquely to the direction of conveyance of the workpiece 1 corresponding to the arrow 2 in a guide direction which forms a predetermined angle ⁇ ⁇ 90 ° with the conveying direction.
- the angle ⁇ should preferably be greater than 45 °.
- the quantities mentioned are illustrated in the vector diagram in FIG. 1, which contains the vector of the actual speed V B of the application member measured along the guide construction 5 as the third quantity. As can be seen from this diagram, the vector of the speed V B lying parallel to the guide construction 5 corresponds to the resulting vector from the conveying speed V F and the vector perpendicular to the conveying direction of the effective speed V Be of the application member 4.
- the Angle ⁇ is set according to the above-mentioned shape, the applied tracks run perpendicular to the conveying direction.
- the angle can also be calculated on the basis of the actual speed V B of the application member along the guide construction.
- the guide structure 5 is therefore pivotally mounted about an axis perpendicular to the conveying direction and to the guide direction, such that the angle ⁇ can be set by an automatic control device by pivoting the guide structure at least in the range 90 °> ⁇ > 45 °.
- a first possibility is to mount the guide structure 5 pivotably about an axis lying outside the workpiece 1, in the example assumed in FIG. 1 about a vertical axis at a fixed point A on one side of the cabin 3.
- the point B at the other end of the guide structure 5 on the opposite side of the cabin moves when adjusting the angle ⁇ generally along the arrow 7 and at the same time in the transverse direction relative to the attachment point on the support structure 8 carrying the guide structure 5, which is made possible by a joint or the like indicated at 9 becomes.
- the application member 4 only works in one direction of its periodic movements, namely during its movements from right to left in FIG. 1, in which it has a movement component in accordance with the conveying speed V F Has direction of conveyance according to arrow 2. After the application of a web and before the production of the next web, the application member 4 is moved back along the guide structure 5 to its other position on the other side of the workpiece at increased speed.
- the two directions of movement of the application member 4 are indicated by the double arrow 6.
- the guide structure 5 is pivotable about a vertical axis in the example under consideration, which is at least approximately in a plane running through the center of the workpiece parallel to the conveying direction, i.e. around the point at which in FIG Ordering body 4 is shown.
- the application member 4 can generate a path between the points A and B during its periodic back and forth movements in both directions according to the double arrow 6.
- the guide structure 5 is periodically pivoted in each case before the start of the coating in such a way that its angle formed with the conveying direction changes between + ⁇ and - ⁇ (or between ⁇ and 180 ° - ⁇ ).
- the guide structure must have that of its two swivel positions in accordance with the basic principle of the invention, in which the application member 4 receives a movement component in the conveying direction.
- the above-mentioned setting of the angle ⁇ (or - ⁇ ) to take variable speeds into account takes place independently and separately from the periodic pivoting movements by appropriate limitation, that is to say by determining the pivoting end points.
- this angle should preferably be only a little smaller than 90 °, in particular in the range from about 70 ° to 88 °, so that the gap between the center lines of the path at the end of one path and the beginning of the next path after pivoting the guide structure 5 is not too large for the desired web overlap.
- FIG. 2 explains the mode of operation of the device according to FIG. 1 by means of schematic representations of the layers or webs with the width b applied to the workpiece 1 by the application element 4.
- the angle ⁇ between the guide direction of the guide structure 5 and the conveying direction according to arrow 2 has been automatically calculated and set by the computing and control device of the system depending on the given or set conveying speed V F and / or the desired coating speed so that the webs generated on the workpiece run perpendicular to the conveying direction, as can be seen in the web 10 just produced by the application member 4.
- the angle, the conveying speed and the speed of the application member 4 along the guide structure 5 are coordinated with one another such that successive webs overlap one another and the desired, predetermined overlap width of adjacent webs remains the same over the workpiece length (in the conveying direction).
- the relative displacement of the workpiece between two webs i.e. in the simplest embodiment during the time of the coating-free return movement of the application member 4 until the coating starts again, is half a web width in the example shown, that is to say b / 2, so that there is one scale-like overlap of likewise b / 2 and thus result in a double coating by 100%.
- a conveyor speed that changes, for example, from day to day may be desirable in certain cases for better control of the production process.
- other process parameters such as e.g. the material flow rate of the application member are adjusted so that the layer thickness and / or other properties of the coating remain uniform.
- a device according to another embodiment of the invention is shown schematically, which enables the creation of paths in both directions, that is, in the drawing both from right to left and from left to right, without periodic pivoting of the guide structure 5 between + ⁇ and - ⁇ , as is required in the exemplary embodiment explained with reference to FIG. 1.
- a second application member 4 ' is provided on a second, additional guide structure 5', the direction of which has the same direction - ⁇ (in the sense explained above) with the conveying direction according to the opposite angle to the angle ⁇ of the guide structure 5 Arrow 2 forms.
- both guide constructions can correspond to the embodiment according to FIG. 1, in particular the respective angles can be adjusted in the manner described by automatic control according to the arrows 7 and 7 '.
- the movements of the application elements 4, 4 'represented by the two oppositely identical vector diagrams in FIG. 3 also correspond to those according to FIG. 1.
- the two application members 4, 4 'thus work simultaneously in opposite directions.
- the two respective path sections produced by the application members to the center of the workpiece, at which they are currently shown, are shown in FIG. 3.
- the movements of the two application elements can advantageously be synchronized with one another, as is indicated schematically by a rope 13 connecting the two application elements via a roller 12.
- the synchronization can be implemented by appropriate program control of the machines that guide the application organs.
- a double coating of 100% which is uniform over at least the largest part of the workpiece surface, is possible.
- the two application members can each overlap the webs that arise at the same time by half a web width, whereupon the workpiece is moved on by a piece corresponding to a web width before the next webs are generated.
- a coverage of 100% is theoretically also possible if the two webs are created with a mutual distance of about a web width (or an integer multiple thereof).
- the embodiment according to FIG. 3 has the advantage that the coating speed can be low for a given conveying speed.
- the application elements to be coated generally have neither continuously flat nor exactly perpendicular surfaces, it may be necessary for the application elements to carry out corresponding special movements in addition to the normally linear movement along their guide construction 5.
- the application element 4 can be moved vertically upwards or downwards or in other directions towards or away from the workpiece during its periodic back and forth movements along the upper side of the workpiece in accordance with the surface contour.
- the invention was explained on the assumption of a coating on the top of a horizontally moving workpiece.
- the invention is also suitable in the same way for the production of parallel tracks on the side surfaces, front and rear sides and possibly undersides of workpieces.
- the guide direction of the application member runs in a vertical plane lying generally parallel to the side surface with the above-defined angle of inclination ⁇ against the vertical.
- the guide direction in vertical planes parallel to the conveying direction is inclined by the angle ⁇ relative to the vertical.
- a typical application example of the invention is the industrial serial coating of motor vehicle bodies with e.g. electrostatic spraying devices, which are guided by roof and side machines or painting robots that are customary per se.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
Zum automatischen Erzeugen von zueinander parallelen, einander gleichmäßig überlappenden Bahnen auf Gegenständen (1), die in einer gegebenen Förderrichtung bewegt werden, wird ein Auftragungsorgan (4) maschinell in einer Richtung (10) geführt, die mit der Förderrichtung (2) einen bestimmten Winkel bildet, der in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit der Gegenstände (1) und von der effektiven Geschwindigkeit des Auftragungsorgans relativ zu den Gegenständen (1) errechnet wird. <IMAGE>
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
- Bei bekannten Einrichtungen zum serienweisen Auftragen von Materialbahnen auf kontinuierlich von einer Fördervorrichtung bewegte Werkstücke wird das Auftragungsorgan periodisch in zur Förderrichtung des Werkstücks senkrechten Richtungen hin und her bewegt. Die Anzahl der dabei aufgetragenen Bahnen pro Werkstücklänge ergibt einen Wert für die Bahnüberlappung, die ihrerseits ausschlaggebend für die Gleichmäßigkeit der Schichtstärke und beispielsweise des Farbtons der aufgebrachten Schicht ist.
- Vorzugsweise sind die das Auftragungsorgan führenden Maschinen in Werkstück-Förderrichtung ortsfest montiert. Es gibt zwar auch in Förderrichtung "mitlaufend" bewegte Maschinen, die jedoch vor jedem neuen Auftragzyklus entgegengesetzt zur Förderrichtung wieder in ihre ursprüngliche Position zurückfahren müssen. Bei dem Betrieb mit ortsfesten, d.h. nicht "mitlaufenden" Maschinen ergibt sich andererseits das Problem, daß der Materialauftreffpunkt auf dem Werkstück je nach Antriebskinematik im wesentlichen periodische Bahnen von Sägezahn- bis Sinusoidencharakter beschreibt, deren in Förderrichtung gemessene Periodenlänge von der Hubfrequenz und der Fördergeschwindigkeit abhängt. Derart erzeugte Bahnen ergeben in der Werkstückmitte andere Abstände der Bahnmittelachsen und damit andere Überlappungen als in den Werkstückrandzonen, also eine über die Werkstückbreite ungleichmäßige Beschichtung. In der Praxis unterdrückt man diese Erscheinung durch die Vorgabe von an sich unnötig hohen Werten der Bahnüberlappungen, die eine hohe Hubfrequenz und damit eine hohe Auftraggeschwindigkeit zur Bedingung haben. Man weiß aber, daß hohe Auftraggeschwindigkeiten den Auftragwirkungsgrad herabsetzen und Verluste an Beschichtungsmaterial zur Folge haben können.
- Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer entsprechenden Einrichtung, die es bei vollautomatischer Steuerung und ohne die Notwendigkeit parallel zur Förderrichtung mitlaufend geführter Auftragungsorgane ermöglichen, daß alle erzeugten Bahnen möglichst genau parallel zueinander liegen und sich eine gleichmäßige Überlappung oder Überdeckung ergibt.
- Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren bzw. die in weiteren Ansprüchen gekennzeichnete Einrichtung gelöst.
- Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist also die Möglichkeit einer über die Werkstückbreite gleichmäßigen Beschichtung bei ausreichender Überlappung oder Überdeckung der einzelnen Bahnen ohne die Notwendigkeit, die das Auftragungsorgan führende Maschine nach jedem Zyklus, z.B. jeweils nach Fertigstellung eines Werkstücks, entgegen der Förderrichtung in die Ausgangsposition zurückfahren zu müssen.
- Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Beschichtungseinrichtung zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der Erfindung;
- Fig. 2
- eine ähnliche Darstellung der Einrichtung nach Fig. 1 während des Auftragens der gewünschten Bahnen; und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Beschichtungseinrichtung gemäß der Erfindung.
- Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung kann es sich um einen Teil einer Beschichtungsanlage für Werkstücke 1 handeln, die serienweise von einer (nicht dargestellten) Fördervorrichtung an sich bekannter Art kontinuierlich z.B. horizontal in Richtung des Pfeils 2 durch eine im wesentlichen geschlossene Kabine 3 bewegt werden. Es sei angenommen, daß die Oberseite des Werkstücks 1 von einem Auftragungsorgan 4 beschichtet werden soll, das von einer (nicht dargestellten) automatisch, vorzugsweise programmgesteuerten Maschine längs einer Führungskonstruktion 5 bewegbar ist, die sich bei diesem Beispiel horizontal über das Werkstück 1 erstreckt. Das Auftragungsorgan 4 beschichtet die Werkstückoberfläche mit Bahnen einer gegebenen Breite b und einer bestimmten effektiven Länge l, die bei Annahme einer mehr oder weniger gewölbten und an den Rändern abgerundeten Werkstückoberfläche etwas größer sein kann als die dargestellte Werkstückbreite. Die Begrenzung der Bahnlänge erfolgt durch zeitrichtiges Ein- und Ausschalten des Auftragungsorgans 4 während seiner periodischen Bewegungen längs der Führungskonstruktion 5.
- Darstellungsgemäß kann die Führungskonstruktion 5 ein langgestrecktes, beispielsweise schienenartiges Balkenelement sein, das sich schräg zu der den Pfeil 2 entsprechenden Förrichtung des Werkstücks 1 in einer Führungsrichtung erstreckt, die mit der Förderrichtung einen vorbestimmten Winkel β < 90° bildet.
- Der Winkel β wird vor Betriebsbeginn von der Steuereinrichtung der Anlage nach der Formel
errechnet, wobei VF die Fördergeschwindigkeit des Werkstücks und VBe die effektive Geschwindigkeit bedeutet, mit der sich das Auftragungsorgan relativ zu dem Werkstück bewegt, also die effektive Beschichtungsgeschwindigkeit. Der Winkel β soll vorzugsweise größer als 45° sein. Die genannten Größen sind in dem Vektordiagramm in Fig. 1 veranschaulicht, das als dritte Größe den Vektor der längs der Führungskonstruktion 5 gemessenen wirklichen Geschwindigkeit VB des Auftragungsorgans enthält. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich ist, entspricht der parallel zur Führungskonstruktion 5 liegende Vektor der Geschwindigkeit VB dem resultierenden Vektor aus der Fördergeschwindigkeit VF und dem senkrecht zu der Förderrichtung liegenden Vektor der effektiven Geschwindigkeit VBe des Auftragungsorgans 4. Mit anderen Worten: Wenn der Winkel β nach der obengenannten Form eingestellt wird, verlaufen die aufgetragenen Bahnen senkrecht zur Förderrichtung. Nach der Formel β = arc cos VF/VB kann der Winkel auch aufgrund der wirklichen Geschwindigkeit VB des Auftragungsorgans längs der Führungskonstruktion errechnet werden. - Da nach den jeweiligen Betriebsbedingungen die effektive Geschwindigkeit VBe und/oder die Fördergeschwindigkeit VF änderbar sein sollen, muß der vor Betriebsbeginn errechnete Winkel β ggf. entsprechend verstellt werden. Die Führungskonstruktion 5 ist deshalb um eine senkrecht zur Förderrichtung und zur Führungsrichtung liegende Achse schwenkbar gelagert, derart, daß der Winkel β von einer automatischen Steuereinrichtung durch Schwenken der Führungskonstruktion mindestens im Bereich 90° > β > 45° einstellbar ist.
- Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Führungskonstruktion 5 um eine außerhalb des Werkstücks 1 liegende Achse schwenkbar zu lagern, bei dem in Fig. 1 angenommenen Beispiel um eine vertikale Achse an einem ortsfesten Punkt A an der einen Seite der Kabine 3. Der Punkt B am anderen Ende der Führungskonstruktion 5 auf der gegenüberliegenden Kabinenseite verschiebt sich beim Verstellen des Winkels β allgemein längs des Pfeiles 7 und zugleich in Querrichtung relativ zu der Befestigungsstelle an der die Führungskonstruktion 5 tragenden Stützkonstruktion 8, was durch ein bei 9 angedeutetes Gelenk od. dgl. ermöglicht wird.
- Bei dieser Ausführungsform mit außerhalb des Werkstücks 1 gelagerter Führungskonstruktion 5 arbeitet das Auftragungsorgan 4 nur in der einen Richtung seiner periodischen Bewegungen, nämlich während seiner Bewegungen von rechts nach links in Fig. 1, bei denen er eine mit der Fördergeschwindigkeit VF übereinstimmende Bewegungskomponente in der Förderrichtung gemäß dem Pfeil 2 hat. Nach dem Auftragen einer Bahn und vor dem Erzeugen der nächsten Bahn wird das Auftragungsorgan 4 jeweils mit erhöhter Geschwindigkeit längs der Führungskonstruktion 5 in seine Ausgangsposition auf die andere Werkstücksseite zurückbewegt. Die beiden Bewgungsrichtungen des Auftragungsorgans 4 sind durch den Doppelpfeil 6 angedeutet.
- Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Führungskonstruktion 5 um eine bei dem betrachteten Beispiel vertikale Achse schwenkbar ist, die wenigstens annähernd in einer durch die Mitte des Werkstücks parallel zur Förderrichtung verlaufenden Ebene liegt, also um den Punkt, bei dem in Fig. 1 das Auftragungsorgan 4 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Auftragungsorgan 4 bei seinen periodischen Hin- und Herbewegungen in beiden Richtungen gemäß dem Doppelpfeil 6 zwischen den Punkten A und B jeweils eine Bahn erzeugen. Die Führungskonstruktion 5 wird periodisch jeweils vor Beginn der Beschichtung so verschwenkt, daß ihr mit der Förderrichtung gebildeter Winkel zwischen +β und -β wechselt (oder zwischen β und 180°-β). Anders gesagt: sie wird so verschwenkt, daß sie ihre Richtung bezüglich der zur Förderrichtung senkrechten Ebene mit gleichen Winkelbeträgen wechselt, entsprechend den Vektoren VB(4) und VB(4') in Fig.3. Bei Beschichtungsbeginn muß die Führungskonstruktion entsprechend dem Grundprinzip der Erfindung jeweils diejenige ihrer beiden Schwenkstellungen haben, bei der das Auftragungsorgan 4 eine Bewegungskomponente in Förderrichtung erhält. Die oben erwähnte Einstellung des Winkels β (bzw. -β) zur Berücksichtigung veränderbarer Geschwindigkeiten erfolgt hiebei unabhängig und gesondert von den periodischen Verschwenkungsbewegungen durch entsprechende Begrenzung, also durch Festlegung der Verschwenkungsendpunkte.
- Insbesondere bei der Ausführungsform mit periodischem Vorzeichenwechsel von β soll dieser Winkel vorzugsweise nur wenig kleiner sein als 90°, insbesondere im Bereich von etwa 70° bis 88°, damit die Lücke zwischen den Bahnmittelachsen am Ende der einen Bahn und dem Beginn der jeweils nächsten Bahn nach dem Verschwenken der Führungskonstruktion 5 nicht zu groß für die gewünschte Bahnüberlappung wird.
- Statt eines Wechsels zwischen +β und -β ist auch ein Verschwenken der Führungskonstruktion 5 in bezüglich der senkrecht zur Förderrichtung liegenden Nullachse unterschiedlich große Winkel denkbar, wenn die Geschwindigkeiten entsprechend unterschiedlich sind.
- Fig. 2 erläutert die Betriebsweise der Einrichtung nach Fig. 1 durch schematische Darstellungen der von dem Auftragungsorgan 4 auf dem Werkstück 1 aufgetragenen Schichten oder Bahnen mit der Breite b. Der Winkel β zwischen der Führungsrichtung der Führungskonstruktion 5 und der Förderrichtung gemäß dem Pfeil 2 ist von der Rechen- und Steuereinrichtung der Anlage in Abhängigkeit von der gegebenen oder eingestellten Fördergeschwindigkeit VF und/oder von der gewünschten Beschichtungsgeschwindigkeit automatisch so berechnet und eingestellt worden, daß die erzeugten Bahnen auf dem Werkstück senkrecht zur Förderrichtung verlaufen, wie bei der vom Auftragungsorgan 4 gerade erzeugten Bahn 10 ersichtlich ist. Ferner sind der Winkel, die Fördergeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des Auftragungsorgans 4 längs der Führungskonstruktion 5 so aufeinander abgestimmt, daß aufeinanderfolgende Bahnen einander überlappen und die gewünschte, vorgegegebene Überlappungsbreite benachbarter Bahnen über die Werkstücklänge (in Förderrichtung) gleich bleibt. Die Relativverschiebung des Werkstücks zwischen zwei Bahnen, also im einfachsten Ausführungsfall während der Zeit der beschichtungsfreien Rückholbewegung des Auftragungsorgans 4 bis zum erneuten Beschichtungsbeginn, beträgt bei dem dargestellten Beispiel eine halbe Bahnbreite, also b/2, so daß sich eine schuppenartige Überlappung von ebenfalls jeweils b/2 und somit eine Doppelbeschichtung um 100% ergeben.
- Insbesondere eine beispielsweise von Tag zu Tag wechslnde Fördergeschwindigkeit kann in gewissen Fällen zur besseren Steuerung des Produktionsablaufs erwünscht sein. Außer der Beschichtungsgeschwindigkeit sollen dann durch automatische Steuerung auch sonstige Prozeßparameter wie z.B. die Materialausflußmenge des Auftragungsorgans so nachgeführt werden, daß die Schichtdicke und/oder sonstige Eigenschaften der Beschichtung gleichmäßig bleiben.
- Lediglich an der Anfangsstelle der Beschichtung erfolgt gemäß dem dargestellten Beispiel über eine halbe Bahnbreite nur eine Einfachbeschichtung. Dies ist aber in der Praxis kein Problem, da es u.a. häufig möglich ist, die halbe erste vom Auftragungsorgan gelieferte Materialbahn am Werkstück vorbei "ins Freie" oder auf abgewinkelt an die zu beschichtende Oberfläche angrenzende Flächen zu sprühen. Auch am Rand der Überlappungsgrenzen der einzelnen Bahnen können sich kleine Bereiche mit Einfachbeschichtung ergeben, da das Beschichtungsmuster eines Auftragungsorgans in der Regel nicht rechteckig ist, sondern mehr oder weniger abgerundet wie das bei 11 angedeutete Muster des Auftragungsorgans 4.
- In Fig. 3 ist schematisch eine Einrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche die Erzeugung von Bahnen in beiden Richtungen, also in der Zeichnung sowohl von rechts nach links als auch von links nach rechts ermöglicht, ohne daß hierfür ein periodisches Verschwenken der Führungskonstruktion 5 zwischen +β und -β, wie bei dem anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel erforderlich ist. Stattdessen ist ein zweites Auftragungsorgan 4' an einer zweiten, zusätzlichen Führungskonstruktion 5' vorhanden, deren Führungsrichtung den zum Winkel β der Führungskonstruktion 5 entgegengesetzt gleichen Winkel -β (im oben erläuterten Sinn) mit der Förderrichtung gemäß dem Pfeil 2 bildet. Hiervon abgesehen, können beide Führungskonstruktionen der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechen, insbesondere können die jeweiligen Winkel in der beschriebenen Weise durch automatische Steuerung gemäß den Pfeilen 7 bzw. 7' justiert werden. Auch die durch die beiden entgegengesetzt gleichen Vektordiagramme in Fig. 3 dargestellten Bewegungen der bei den Auftragungsorgane 4, 4' entsprechen denen nach Fig. 1.
- Die beiden Auftragungsorgane 4, 4' arbeiten also gleichzeitig in gegenläufiger Richtung. Unterhalb des Werkstücks 1 sind in Fig. 3 die beiden von den Auftragungsorganen bis zu der Werkstückmitte, an der sie sich darstellungsgemäß gerade befinden, erzeugten jeweiligen Bahnstücke dargestellt. Die Bewegungen der beiden Auftragungsorgane können zweckmäßig miteinander synchronisiert sein, wie schematisch durch ein die beiden Auftragungsorgane über eine Rolle 12 verbindendes Seil 13 angedeutet ist. In der Praxis kann die Synchronisation durch entsprechende Programmsteuerung der die Auftragungsorgane führenden Maschinen realisiert werden.
- Ebenfalls gleichzeitig erfolgt die beschichtungsfreie Rückführung der Auftragungsorgane 4, 4' mit erhöhter Geschwindigkeit zum Punkt A bzw. zum Punkt B' nach Vollendung der beiden gleichzeitig erzeugten Bahnen.
- Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine mindestens über den größten Teil der Werkstückoberfläche gleichmäßige Doppelbeschichtung um 100% möglich. Beispielsweise können die beiden Auftragungsorgane die gleichzeitig entstehenden Bahnen jeweils um eine halbe Bahnbreite überlappend erzeugen, worauf das Werkstück vor der Erzeugung der jeweils nächsten Bahnen jeweils um ein einer Bahnbreite entsprechendes Stück weiterbewegt wird. Eine Überdeckung um 100% ist theoretisch auch dann möglich, wenn die beiden Bahnen mit einem gegenseitigen Abstand von etwa einer Bahnbreite (oder einem ganzzahligen Vielfachen hiervon) erzeugt werden. Andere Möglichkeiten ergeben sich, wenn die beiden Organe zeitlich versetzt arbeiten. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 hat jedenfalls den Vorteil, daß bei gegebener Fördergeschwindigkeit die Beschichtungsgeschwindigkeit klein sein kann.
- Da die zu beschichtenden Werkstücke in der Regel weder durchgehend ebene noch genau rechtwinklig zueinander liegende Oberflächen haben, kann es erforderlich sein, daß die Auftragungsorgane zusätzlich zu der normalerweise linearen Bewegung längs ihrer Führungskonstruktion 5 entsprechende Sonderbewegungen ausführen. Beispielsweise kann das Auftragungsorgan 4 während seiner periodischen Hin- und Herbewegungen entlang der Werkstückoberseite entsprechend der Oberflächenkontur vertikal nach oben oder unten oder in anderen Richtungen auf das Werkstück zu oder von ihm weg bewegt werden. Ähnlich kann es erforderlich sein, das Auftragungsorgan während der Beschichtung um eine zur Förderrichtung parallele Achse zu drehen, um entsprechend gewölbte oder abgestufte Oberflächenbereiche zu erreichen. Aus dem selben Grund kann auch eine Drehung um eine zur Förderrichtung senkrechte Achse erforderlich sein. In Sonderfällen besteht außerdem die erfindungsgemäß an sich nicht notwendige Zusatzmöglichkeit einer mit der Förderbewegung mitlaufenden Bewegung der Führungsmaschine längs der Stützkonstruktion 8 (Fig. 1). Geeignete Maschinen zur Führung von Auftragungsorganen mit den erwähnten Bewegungsfreiheitsgraden sind an sich bekannt. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung kann das Auftragungsorgan auch von einem üblichen Industrieroboter in der beschriebenen Weise geführt und bewegt werden.
- Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel war die Erfindung unter der Annahme einer Beschichtung der Oberseite eines horizontal bewegten Werkstücks erläutert worden. Die Erfindung eignet sich aber in gleicher Weise auch für die Erzeugung paralleler Bahnen auf den Seitenflächen, Front- und Rückseiten und ggf. Unterseiten von Werkstücken. Beispielsweise bei der Beschichtung der Seitenflächen horizontal bewegter Werkstücke verläuft die Führungsrichtung des Auftragungsorgans in einer allgemein parallel zur Seitenfläche liegenden vertikalen Ebene mit dem oben definierten Neigungswinkel β gegen die Vertikale. Bei der Beschichtung vertikaler Front- und Heckflächen eines horizontal geförderten Werkstücks ist die Führungsrichtung in zur Förderrichtung parallelen vertikalen Ebenen um den Winkel β gegen die Vertikale geneigt. Bei der industriellen Serienbeschichtung von Werkstücken kann es zweckmäßig sein, die in verschiedenen Ebenen liegenden Oberflächen gleichzeitig mit jeweils anderen, in den entsprechenden Richtungen erfindungsgemäß geführten Auftragungsorganen in der beschriebenen Weise zu beschichten.
- Für die Beschichtung in vertikaler Richtung geförderter Werkstücke gilt das oben Gesagte. Ein typisches Anwendungsbeispiel der Erfindung ist die industrielle Serienbeschichtung von Kraftfahrzeugkarossen mit z.B. elektrostatisch arbeitenden Sprühorganen, die von hierbei an sich üblichen Dach- und Seitenmaschinen oder Lackierrobotern geführt werden.
Claims (16)
- Verfahren zum automatischen Erzeugen von zueinander parallelen, einander überlappenden oder überdeckenden Bahnen auf Werkstücken, die mit einer gegebenen Fördergeschwindigkeit VF in einer gegebenen Förderrichtung bewegt werden und auf die die Bahnen während ihrer Bewegung von mindestens einem maschinell geführten Auftragungsorgan aufgebracht werden, das hierbei periodisch mit einer quer zu der Förderrichtung gerichteten Bewegungskomponente entlang der Werkstückoberfläche bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Auftragungsorgan in einer Richtung geführt wird, die mit der Förderrichtung wenigstens annähernd einen Winkel
bildet, wobei β < 90 ° ist und VBe die effektive Geschwindigkeit bedeutet, mit der sich das Auftragungsorgan relativ zu dem Werkstück bewegt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β > 45° ist.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel β im Bereich von etwa 70° bis 88° liegt.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten die Bewegungsgeschwindigkeit des Auftragungsorgans sowie der Winkel β von einer Rechen- und Steuereinrichtung selbsttätig in Abhängigkeit von VF so eingestellt werden, daß die Überlappungsbreite benachbarter Bahnen oder die Überdeckung nacheinander erzeugter Bahnen gleich bleiben.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragungsorgan periodisch jeweils nach Erzeugung einer Bahn mit bezüglich der Beschichtungsgeschwindigkeit erhöhter Geschwindigkeit ohne Beschichtung des Werkstücks in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das periodisch entlang der Werkstückoberfläche hin und her bewegte Auftragungsorgan sowohl auf seinem Hinweg als auch auf seinem Rückweg je eine Bahn erzeugt und seine Bewegungsrichtung bei der Bewegungsumkehr jeweils so verschwenkt wird, daß sich der den jeweiligen Geschwindigkeiten entsprechende Winkel β und eine Bewegungsvektorkomponente des Auftragungsorgans in Förderrichtung ergeben.
- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung des Auftragungsorgans periodisch um einen wenigstens annähernd in der Mitte seines Bewegungshubes liegenden Punkt geschwenkt wird und ihr mit der Förderrichtung gebildeter Winkel hierbei periodisch zwischen +β und -β wechselt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Auftragungsorgan von einem Rand des Werkstücks aus mit dem Winkel β bezüglich der Förderrichtung und gleichzeitig ein zweites Auftragungsorgan vom entgegengesetzten Rand des Werkstücks aus mit dem Winkel -β bezüglich der Förderrichtung bewegt werden und beide Auftragungsorgane hierbei je eine Bahn erzeugen.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der beiden Auftragungsorgane miteinander synchronisiert werden.
- Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bahnen mit einer gegenseitigen Überlappung von etwa einer halben Bahnbreite erzeugt werden, daß die Auftragungsorgane nach der Erzeugung ihrer Bahnen jeweils ohne Beschichtung in ihre Ausgangs positionen zurückbewegt werden, und daß das Werkstück vor der Erzeugung der jeweils nächsten Bahnen um ein einer Bahnbreite entsprechendes Stück weiterbewegt wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragungsorgan schräg zur Förderrichtung allgemein in einer zur Förderrichtung parallelen horizontalen Ebene oder in einer vertikalen Ebene bewegt wird, die parallel oder senkrecht zur horizontalen Förderrichtung liegt.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragungsorgan zusätzliche Bewegungen parallel und/oder senkrecht zur Förderrichtung und/oder Rotationsbewegungen um parallel und/oder senkrecht zur Förderrichtung liegende Achsen ausführt.
- Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Erzeugen von zueinander parallelen Bahnen auf Gegenständen, mit einer Fördervorrichtung zum Bewegen der Gegenstände mit änderbarer Fördergeschwindigkeit in einer gegebenen Förderrichtung und mit einem von einer automatisch gesteuerten Antriebsmaschine längs einer Führungskonstruktion allgemein quer zur Förderrichtung entlang der Werkstückoberfläche bewegbaren Auftragungsorgan für die zu erzeugenden Bahnen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskonstruktion (5) des Auftragungsorgans (4) um eine senkrecht zu der Förderrichtung und zur Führungsrichtung liegende Achse schwenkbar gelagert und der Winkel β, den die Führungsrichtung der Führungskonstruktion (5) für das Auftragungsorgan (4) mit der Förderrichtung bildet, von einer automatischen Steuereinrichtung durch Schwenken der Führungskonstruktion (5) mindestens im Bereich 90° > β > 45° einstellbar ist. - Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskonstruktion (5) um eine außerhalb des Werkstücks (1) liegende Achse schwenkbar ist.
- Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskonstruktion (5) um eine Achse schwenkbar ist, die wenigstens annähernd in einer parallel zur Förderrichtung durch die Mitte des Werkstücks verlaufenden Ebene liegt.
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