EP2101926A1 - Beschichtungsanlage und verfahren zur serienbeschichtung von werkstücken - Google Patents

Beschichtungsanlage und verfahren zur serienbeschichtung von werkstücken

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EP2101926A1
EP2101926A1 EP07856385A EP07856385A EP2101926A1 EP 2101926 A1 EP2101926 A1 EP 2101926A1 EP 07856385 A EP07856385 A EP 07856385A EP 07856385 A EP07856385 A EP 07856385A EP 2101926 A1 EP2101926 A1 EP 2101926A1
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EP
European Patent Office
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coating
workpieces
robot
spray booth
robots
Prior art date
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EP07856385A
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English (en)
French (fr)
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EP2101926B1 (de
Inventor
Vassilios Sougioltzis
Jürgen KÖRMÖCI
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Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2101926B1 publication Critical patent/EP2101926B1/de
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/40—Construction elements specially adapted therefor, e.g. floors, walls or ceilings

Definitions

  • the invention relates to a coating system and a portal construction for the serial coating of workpieces such as in particular vehicle bodies according to the preamble of claim 1 and a corresponding method.
  • painting robots in vehicle body coating systems are usually linearly displaceable parallel to the conveyor track of the bodies on guide rails mounted on the side walls of the spray booth (center axis or "axis 7")
  • axis 7 center axis
  • the arrangement of the robot guide rails above the conveyor and in particular above the bodies can be more expedient for various reasons, above all because the elevated robots have correspondingly improved freedom of movement and robots arranged on the cabin floor because of the necessary painting distance from the body and require significantly wider cabins for electrostatic painting because of the necessary high voltage insulation spacing. Also, the Painting vertical surfaces such as in particular the bow and tail areas of the bodies facilitated.
  • the raised guide rails there less affect the view through the side wall of the cabin and the accessibility to the bodies and / or less polluted by O-spray, which is dissipated by the usual air flow in the cabs down.
  • increased-mounted robots may have the advantage of less disturbing the airflow flowing down from the cabin ceiling along the body sides into the cabin floor than the robots located on the floor adjacent to the body, which narrow the airway directly to the body, causing undesirable elevation can lead to the flow velocity.
  • WO 01/68267 furthermore discloses a painting zone in a paint booth for vehicle bodies with air supply through the upper ceiling wall and two walkable control areas arranged vertically one above the other on the side walls, wherein robot guide rails arranged above the conveyor are installed in modular prefabricated side wall elements of the cabin.
  • the support structures of the guide rails in contrast to the frame according to WO 2004/037430 or EP 1 609 532 are separated from each other in the cabin interior, thus avoiding their cross struts in the cabin interior.
  • Paint booths for vehicle bodies with robot guide rails mounted vertically one above the other on the cabin walls and with a plurality of painting zones arranged one after the other along the transport path of the conveyor are known from EP 0745429.
  • An object of the invention is to provide a coating system for vehicle bodies and a corresponding method, which require less construction, investment, tax and operating costs than before.
  • the invention is based on the recognition that extremely small spray booths can be realized or used by dispensing with the movability of the robots (ie the "gantry robot") arranged on the portal construction m be reduced.
  • the robots can typically be coating robots, in particular painting robots, to which reference is made below. But it may also be robots for other purposes, in particular handling robots such as door and / or hood manipulators, which may possibly also be placed next to a coating robot.
  • the tool may in particular be atomizers for the coating material or an opener tool for the doors or hoods of vehicle bodies.
  • the cabin width required transversely to the conveying path of the bodies is reduced by the fact that fixed painting robots are mounted with their base body not on the cabin floor, but on the portal construction, ie substantially higher and preferably above the body roofs the above-mentioned problems in terms of sufficient Lackierabstand the atomizer from the body surfaces and high voltage insulation can be reduced.
  • the elevated arranged painting robots have a much better workspace than in a known manner next to or below the bodies arranged stand robot.
  • an even narrower cabin is made possible by the fact that the relatively wide guide rails of the known gantry painting robots and the wide energy chains with movable control and supply lines necessary for traversability are eliminated.
  • Narrow spray booths have considerable advantages not only in terms of construction and capital expenditure, which depends on the size and space requirements of the cabin, but also, in particular, in terms of operating costs, which are largely due to the fact that the cabin is known for reasons known. required air flow is determined. In addition to the correct flow rate, the cabin air must meet strict quality conditions with regard to purity, temperature and humidity, and the required outlay depends on the required air volume. This effort is reduced by the invention, since the air flow per unit time is smaller in a narrower cabin than in a wider cabin.
  • the invention has the principal advantage that portal structures with robots can be easily installed or installed in already existing or with minimal construction costs and in particular without massive load-bearing walls spray booths.
  • the supports and side members of the gantry structure are arranged on the outside of the paint booth, so that the robots are only with their own body inside the cabin and the inside of the cabin at the relevant point around the body around free of other Components is (so-called clean-wall design).
  • This arrangement has the additional advantage that the cables and hoses leading to the robot can be completely outside the paint booth.
  • the installation of the supports, side members, wiring and tubing and the control pulse is usually easier outside the paint booth and especially advantageous if the portal construction according to the invention for an existing cabin should be installed and possibly replace their existing machine technology.
  • Car bodies not only one, but contains several painting zones with respective spray booths, which are separated from each other, and in which the bodies are each painted by robots.
  • FIG. 1 shows the cross section of a paint booth with stationary mounted on a portal construction painting robots.
  • FIG. 2 shows a top view of the robot arrangement in two successive painting booths according to FIG. 1.
  • the paint is applied to vehicle bodies 2 under the required climatic conditions.
  • the spray mist created during painting is picked up by the air flowing vertically through the cabin and led to leaching.
  • the air supply to the cabin is provided by a supply air system.
  • the fresh air sucked in from outside with fans is filtered, heated and moistened in several stages, introduced uniformly into the cabin via a pressure chamber through a filter cover with a defined air sink rate and discharged through the grid floor 3.
  • Such paint booths, transported by the bodies of a bottom conveyor 4 can be known to those skilled in the art (see, for example, DE 20313854 Ul).
  • the coating of the bodies 2 takes place by means of the four sidewalls 5 and 5 'of the car 1, for example four or more painting robots, of which the painting robots 6 and 7 are visible in FIG.
  • These painting robots can likewise be of a known type, ie in each case have a basic body 8 which carries the usual multi-axis arm construction of an articulated robot with the illustrated two arms and the atomizer 9 mounted on a wrist, usually an electrostatic rotary atomizer or air atomizer.
  • the main body 8 of the robot can be arranged according to the representation approximately at the height of the roof of the conveyed through the paint booths 2.
  • the side walls 5 and 5 'of the car 1 can od of relatively thin material with glass windows. Like. exist and are not even intended or able to hold the high-level painting robots 6 and 7 and wear. For holding the painting robots, instead, there is a specially designed portal construction consisting essentially of a horizontal rectangular frame standing on legs near the four corners. As legs, the two visible in Fig. 1 vertical supports 11 on the outer sides of the side walls 5 and 5 'and two of them in the conveying direction of the bodies 2 spaced further (not visible) supports.
  • the frame of the portal construction consists of two in the example shown in the side walls 5 and 5 f built or preferably mounted on the outside of the side wall side rails 12 which extend in the conveying direction of the bodies 2 and each rest on two spaced apart in the conveying direction supports 11, and two the two longitudinal members 12 preferably at their ends and in the vicinity of the supports 11 firmly interconnecting transverse struts 13, of which in Fig. 1, only one is visible.
  • the cross struts are provided in the illustrated example with obliquely down to the longitudinal members 12 leading end portions and extend above the bodies 2 transverse to the conveying direction through the car 1 from one side wall 5 to the other side wall 5 '. Possibly.
  • the portal construction can in principle have the shape known per se from WO 2004/037430, EP 1 603 532 and EN ISO 8373.
  • the longitudinal members 12 have no guide rails for moving the painting robots 6 and 7, which, according to the invention, are fixed rigidly to the respective longitudinal member 12 with their basic body 8.
  • the invention makes it possible to realize a cabin with a width between the insides of the side walls, which not only can be considerably smaller than with stationary arrangement of the robots on the cabin floor next to the bodies, but also lower than in the case of with the usual Verfahrschienen providing known portal constructions.
  • a cabin width of 4.6 m measured between the insides of the vertical side walls 5 and 5 ' is sufficient.
  • the length of the cabin 1 measured in the conveying direction can be, for example, approximately 7 m.
  • the usual switching and control cabinets 14 for the robot control and for the application technology, etc. may be located on the outside of the side walls 5 and 5 ', appropriately between the supports 11 spaced apart along the conveying direction.
  • the cabin Above the supports 11 and longitudinal members 12, the cabin can be provided on its outer side with additional usable areas, which can also be walked on to observe the painting operation.
  • the range curves ' (work space or, working space kidney X ⁇ ) of the painting robots 6 and 7 are shown to illustrate their respective freedom of movement.
  • the invention is not limited to the illustrated in Fig. 1 - but preferred - portal construction between the two side walls 5 and 5 'limited.
  • Such possibilities are i.a. described in the aforementioned patent application EP 06010550.9.
  • less or more than the illustrated two stationary robots may be provided on a cabin side.
  • FIG. 2 shows two spray booths 1 and 1 'arranged one behind the other in a painting line in the conveying direction 20 according to FIG. 1.
  • Each of these spray booths 1 and 1' forms one of the various painting zones, into which a painting line is usually subdivided, and in each case contains a portal balcony - Construction, as described above, ie with the two side rails 12 and 12 'and the two transverse struts 13 and 13'.
  • the side members 12 and 12 'can extend over the entire length of the car 1 or 1' between their respective front ends, on which the cabs are usually supported by thin, mechanically non-load-bearing, eg transparent end walls ("silhouettes") to The two spray booths 1 and 1 'and thus the two portal constructions may be closely adjacent along the conveying direction; As shown, the distance may be, for example, about 1 m or less.
  • the painting robots 6 and 7 or 6 'and 7' of the spray booths 1 and 1 ' are distributed along the conveying direction 20 to appropriate positions between the two transverse struts 13 and 13', wherein each of these four robots a car each have a different surface area of the bodies coated as the other three robots.
  • the arrangement of the two painting robots 6 and 6 'on one side and the other two painting robots 7 and 1' on the other side of the spray booth is chosen in accordance with the respective paint concept of the installation so that in the cabin preferably the entire Exterior surface of the bodies is easiest and can be painted with as little mutual obstruction of the robot and above all in the shortest possible time.
  • the painting robots such as e.g.
  • two painting robots lying opposite each other on opposite sides of the car can be offset from each other along the conveying direction 20, ie have different distances from the transverse struts 13.
  • one of the robots can be used specifically for painting the bow or tail area of the bodies.
  • a first layer of lacquer is first applied to the body in the spraying booth 1. Since this one layer is not sufficient in typical cases, then in the spray booth 1 ', a second lacquer layer is applied, wherein the Painting robots for the same movements as in the first cabin can be programmed and controlled and therefore can be distributed in the same arrangement along the conveying direction. Thus, robots corresponding to one another in terms of their position in the spray booths 1 and 1 'then paint the same surface areas of the bodies.
  • the application of the two layers in two separate spray booths 1 and 1 ' has u. a. the advantage that in the event of a fault in one of the two painting zones, the automatic painting operation can continue in the respective other zone and the then missing other paint coat can be applied in another way.
  • the arrangement of a second spray booth 1 'following the first booth 1 separated from it by the respective end walls may have the purpose of isolating two coating zones with different air buds from one another, for example a zone for electrostatic application with rotary atomizers from a zone with air cleaners where different air sink rates are required. It may also be expedient in such or other systems instead of the example described above, if the robot in one cabin paint other surface areas of the bodies than the robot of the other cabin and / or be arranged at other positions along the För ⁇ derbahn.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
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  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
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Abstract

Zur Serienlackierung von Fahrzeugkarossen dienen Lackierroboter (6, 7), die in der Sprühkabine (1) auf einer Portalkonstruktion (11, 12, 13) stationär oberhalb der Karossen (2) montiert sind.

Description

Beschichtungsanlage und Verfahren zur Serienbeschichtung von Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage und eine Portalkonstruktion zur Serienbeschichtung von Werkstücken wie insbesondere Fahrzeugkarossen gemäß dem Oberbegriff des An- spruchs 1 sowie ein entsprechendes Verfahren.
Im Gegensatz zu orstfest stehenden Lackierrobotern, die in der Praxis typisch für relativ kleine Werkstücke eingesetzt werden, sind Lackierroboter in Beschichtungsanlagen für Fahr- zeugkarossen üblicherweise auf an den Seitenwänden der Sprühkabine montierten Führungsschienen linear parallel zu der Förderbahn der Karossen verfahrbar (Mitfahrachse oder „Achse 7"). In den meisten heutigen Anlagen werden die Karossen während der Lackierung synchron mit der Linearbewegung der Robo- ter durch die Kabine gefördert, doch können sie hierbei auch stillstehen.
Während sich die Führungsschienen vor allem in den meisten früheren Anlagen in der Nähe des Kabinenbodens oder neben den Karossen befanden (US 4 342 536, US 4 721 630, EP 0 084 523, EP 0 192 338, EP 0 216 482, EP 1 277 521 usw.), kann aus verschiedenen Gründen die Anordnung der Roboterführungsschienen oberhalb des Förderers und insbesondere oberhalb der Karossen zweckmäßiger sein, vor allem weil die erhöht angeordneten Ro- boter eine entsprechend verbesserte Bewegungsfreiheit haben und am Kabinenboden angeordnete Roboter wegen des notwendigen Lackierabstands von der Karosse und bei elektrostatischer Lackierung wegen des notwendigen Hochspannungsisolationsab- stands wesentlich breitere Kabinen erfordern. Auch wird die Lackierung vertikaler Flächen wie insbesondere der Bug- und Heckbereiche der Karossen erleichtert. Andere Gründe sind, dass die erhöht angeordneten Führungsschienen dort die Sicht durch die Seitenwand der Kabine und die Zugänglichkeit zu den Karossen weniger beeinträchtigen und/oder weniger durch O- verspray verschmutzt werden, der durch die übliche Luftströmung in den Kabinen nach unten abgeführt wird. Ferner können erhöht montierte Roboter den Vorteil haben, dass sie die von der Kabinendecke nach unten an den Karossenseiten entlang in den Kabinenboden fließende Luftströmung weniger stören als am Boden neben der Karosse befindliche Roboter, die den Luftweg unmittelbar an der Karosse verengen, was zu unerwünschter Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit führen kann.
Bei aus WO 2004/037430 und EP 1 609 532 bekannten Lackieranlagen für Fahrzeugkarossen befinden sich jeweils mehrere Lackierroboter auf zwei parallelen Führungsschienen, die ihrerseits auf einem im Innenraum der Kabine angeordneten Rahmengestell mit vier ähnlich wie bei den bekannten Portalroboter- konstruktionen (europäische Norm EN ISO 8373, 1996 D, Seite 7 „Portalroboter"; DE 4111889; usw.) durch Querstreben miteinander verbunden Standbeinen montiert sind. Ein Vorteil dieser Portalgestelle besteht darin, dass sie einfach in bereits vorhandenen Lackierkabinen aufgestellt werden können, ohne dass hierfür erhebliche Neu- oder Umbauten der Kabine notwendig sind.
Aus WO 01/68267 ist ferner eine Lackierzone in einer Lackierkabine für Fahrzeugkarossen mit Luftzufuhr durch die obere Deckenwand und je zwei an den Seitenwänden vertikal übereinander angeordneten begehbaren Steuerbereichen bekannt, wobei erhöht oberhalb des Förderers angeordnete Roboterführungsschienen in modulare vorgefertigte Seitenwandelemente der Kabine eingebaut sind. Die Tragstrukturen der Führungsschienen sind im Gegensatz zu dem Gestell nach WO 2004/037430 oder EP 1 609 532 im Kabineninnenraum voneinander getrennt, vermeiden also deren Querstreben im Kabineninnenraum. Am Boden dieser bekannten Lackierkabine, der wie üblich durch eine Gitterkon- struktion zum Abführen der vertikalen Luftströmung gebildet ist, sind unterhalb der erhöht angeordneten Führungsschienen neben dem unteren Steuerbereich zusätzliche Führungsschienen für weitere Roboter montiert, wobei es sich bei den Robotern der unteren Ebene um Lackierroboter und bei den oberen Robo- tern um Tür- oder Haubenöffner handelt. Weitere Beschich- tungszonen mit oberhalb der Karossen angeordneten Führungsschienen für Lackier- und/oder Handhabungsroboter sind in der Patentanmeldung EP 06010550.9 beschrieben.
Lackierkabinen für Fahrzeugkarossen mit vertikal übereinander an den Kabinenwänden montierten Roboterführungsschienen und mit mehreren entlang dem Transportweg des Förderers hintereinander angeordneten Lackierzonen sind aus EP 0745429 bekannt .
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beschichtungs- anlage für Fahrzeugkarossen und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, die weniger Bau-, Investitions-, Steuer- und Betriebsaufwand erfordern als bisher.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch Verzicht auf die Verfahrbarkeit der auf der Portalkonstruktion angeordneten Roboter (also der „Portalroboter") extrem schmale Sprühkabinen realisierbar oder verwendbar sind. Für die Lackierung von Automobilkarossen kann die Kabinenbreite beispielsweise auf etwa 4 bis 4,5 m reduziert werden. Bei den Robotern kann es sich typisch um Beschichtungsrobo- ter, insbesondere Lackierroboter handeln, auf die im Folgenden Bezug genommen wird. Es kann sich aber auch um Roboter für andere Zwecke handeln, insbesondere um Handhabungsroboter wie namentlich Tür- und/oder Haubenmanipulatoren, die ggf. auch neben einem Beschichtungsroboter platziert werden können. Dementsprechend kann es sich bei dem Werkzeug insbesondere um Zerstäuber für das Beschichtungsmaterial bzw. um ein Opener-Tool für die Türen bzw. Hauben von Fahrzeugkarossen handeln.
Im betrachteten Fall von Lackierrobotern wird zum einen die quer zu der Förderbahn der Karossen erforderliche Kabinen- breite dadurch reduziert, dass feststehende Lackierroboter mit ihrem Grundkörper nicht am Kabinenboden, sondern auf der Portalkonstruktion, also wesentlich höher und vorzugsweise oberhalb der Karossendächer montiert werden, so dass die oben erwähnten Probleme hinsichtlich ausreichendem Lackierabstand der Zerstäuber von den Karossenflächen und Hochspannungsisolation reduziert werden. Die erhöht angeordneten Lackierroboter haben einen viel besseren Arbeitsbereich als in bekannter Weise neben oder unterhalb der Karossen angeordnete Standroboter. Darüber hinaus wird aber eine noch schmalere Kabine dadurch ermöglicht, dass die relativ breiten Führungsschienen der bekannten Portallackierroboter und die für die Verfahr- barkeit notwendigen breiten Energieketten mit bewegbaren Steuer- und Versorgungsleitungen entfallen.
Schmale Sprühkabinen haben wiederum erhebliche Vorteile nicht nur hinsichtlich des Bau- und Investitionsaufwands, der von Größe und Platzbedarf der Kabine abhängt, sondern insbesondere auch hinsichtlich der Betriebskosten, die zu einem wesentlichen Teil durch die aus bekannten Gründen in der Kabine er- forderliche Luftströmung bestimmt wird. Die Kabinenluft muss neben der richtigen Strömungsgeschwindigkeit strenge Qualitätsbedingungen hinsichtlich Reinheit, Temperatur und Feuchtigkeit erfüllen, und der dafür notwendige Aufwand ist von dem benötigten Luftvolumen abhängig. Dieser Aufwand wird durch die Erfindung verringert, da der Luftvolumenstrom pro Zeiteinheit in einer schmaleren Kabine kleiner ist als in einer breiteren Kabine.
Durch den erfindungsgemäßen Verzicht auf die Verfahrbarkeit der Roboter werden außerdem der damit verbundene Bauaufwand und darüber hinaus der für die Linearbewegungen der Roboter erforderliche Steueraufwand bekannter Lackieranlagen vermieden.
Andererseits hat auch die Erfindung den prinzipiellen Vorteil, dass Portalkonstruktionen mit Robotern einfach in bereits vorhandene oder mit minimalem Bauaufwand und insbesondere ohne massive tragfähige Wände errichtete Sprühkabinen gestellt oder eingebaut werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stützen und Längsträger der Portalkonstruktion an der Außenseite der Lackierkabine angeordnet, so dass sich die Roboter nur mit ih- rem eigenen Grundkörper innerhalb der Kabine befinden und die Innenseite der Kabine an der betreffenden Stelle um den Grundkörper herum frei von sonstigen Bauteilen ist (sogenanntes Clean-Wall-Design) . Diese Anordnung hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich die zu dem Roboter führenden Kabel und Schläuche vollständig außerhalb der Lackierkabine befinden können. Die Installation der Stützen, Längsträger, Verkabelung und Verschlauchung sowie des Steuerpuls ist außerhalb der Lackierkabine in der Regel einfacher und besonders dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Portalkonstruktion für eine bereits vorhandene Kabine installiert werden und ggf. deren bisherige Maschinentechnik ersetzen soll.
Die erläuterten Vorteile der Erfindung sind umso wichtiger, als eine typische erfindungsgemäße Beschichtungsanlage für
Fahrzeugkarossen nicht nur eine, sondern mehrere Lackierzonen mit jeweiligen Sprühkabinen enthält, die voneinander getrennt sind, und in denen die Karossen jeweils von Robotern lackiert werden.
An dem in der Zeichnung teilweise vereinfacht, aber im Wesentlichen maßstabsgetreu dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Querschnitt einer Lackierkabine mit stationär auf einer Portalkonstruktion montierten Lackierrobotern; und
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Roboteranordnung in zwei auf- einanderfolgenden Lackierkabinen gemäß Fig. 1.
In der in Fig. 1 dargestellten Sprühkabine 1 erfolgt der Lackauftrag auf Fahrzeugkarossen 2 unter den dafür erforderlichen klimatischen Bedingungen. Der beim Lackieren entste- hende Spritznebel wird von der die Kabine vertikal durchströmenden Luft aufgenommen und zur Auswaschung geführt. Die Luftversorgung der Kabine übernimmt eine Zuluftanlage. Die von außen mit Ventilatoren angesaugte Frischluft wird in mehreren Stufen gefiltert, erwärmt und befeuchtet, über einen Druckraum gleichmäßig durch eine Filterdecke mit definierter Luftsinkgeschwindigkeit in die Kabine eingebracht und durch den Gitterboden 3 abgeführt. Derartige Lackierkabinen, durch die Karossen von einem Bodenförderer 4 hindurchtransportiert werden können, sind dem Fachmann an sich bekannt (vgl. beispielsweise DE 20313854 Ul) .
Die Beschichtung der Karossen 2 erfolgt durch die an den bei- den Seitenwänden 5 und 5' der Kabine 1 angeordneten, beispielsweise vier oder mehr Lackierrobotern, von denen in Fig. 1 die Lackierroboter 6 und 7 sichtbar sind. Diese Lackierroboter können ebenfalls an sich bekannter Art sein, also jeweils einen Grundkörper 8 haben, der die übliche mehrachsige Armkonstruktion eines Knickarmroboters mit den dargestellten beiden Armen und dem an einem Handgelenk angebrachten Zerstäuber 9 trägt, üblicherweise einen elektrostatischen Rotationszerstäuber oder Luftzerstäuber. Die Grundkörper 8 der Roboter können darstellungsgemäß etwa in der Höhe des Daches der durch die Lackierkabine geförderten Karossen 2 angeordnet sein.
Die Seitenwände 5 und 5' der Kabine 1 können aus relativ dünnem Material mit Glasfenstern od. dgl . bestehen und sind selbst nicht dazu bestimmt oder fähig, die hochgesetzten Lackierroboter 6 und 7 halten und tragen zu können. Zur Halte- rung der Lackierroboter ist vielmehr eine eigens dafür vorgesehene Portalkonstruktion vorhanden, die im Wesentlichen aus einem in der Nähe der vier Ecken auf Beinen stehenden hori- zontalen rechteckigen Rahmen besteht. Als Beine dienen die beiden in Fig. 1 sichtbaren vertikalen Stützen 11 an den Außenseiten der Seitenwände 5 und 5' und zwei von ihnen in der Förderrichtung der Karossen 2 beabstandete weitere (nicht sichtbare) Stützen. Der Rahmen der Portalkonstruktion besteht aus zwei bei dem dargestellten Beispiel in die Seitenwände 5 und 5f eingebauten oder vorzugsweise auf der Außenseite der Seitenwand montierten Längsträgern 12, die sich in der Förderrichtung der Karossen 2 erstrecken und jeweils auf zwei in Förderrichtung beabstandeten Stützen 11 ruhen, und aus zwei die beiden Längsträger 12 vorzugsweise an deren Enden und in der Nähe der Stützen 11 fest miteinander verbindenden Querstreben 13, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Die Querstreben sind bei dem dargestellten Beispiel mit schräg nach unten zu den Längsträgern 12 führenden Endteilen versehen und erstrecken sich oberhalb der Karossen 2 quer zu deren Förderrichtung durch die Kabine 1 von der einen Seitenwand 5 bis zu der anderen Seitenwand 5'. Ggf. von diesem speziellen Ausführungsbeispiel abweichend kann die Portalkonstruktion prinzipiell die an sich aus WO 2004/037430, EP 1 603 532 und EN ISO 8373 bekannte Gestalt haben. Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik haben die Längsträger 12 aber keine Führungsschienen zum Verfahren der Lackierroboter 6 und 7, die vielmehr erfindungsgemäß mit ihrem Grundkörper 8 starr an dem jeweiligen Längsträger 12 befestigt sind. Infolge dieser stationären Roboteranordnung macht es die Erfindung möglich, eine Kabine mit einer Breite zwischen den Innenseiten der Seitenwände zu realisieren, die nicht nur erheblich geringer sein kann als bei stationärer Anordnung der Roboter am Kabi- nenboden neben den Karossen, sondern auch geringer als bei den mit den üblichen Verfahrschienen versehenden bekannten Portalkonstruktionen. Für die Lackierung der unterschiedlichen Karossen typischer Personenkraftfahrzeuge genügt beispielsweise eine zwischen den Innenseiten der vertikalen Sei- tenwände 5 und 5' gemessene Kabinenbreite von 4,6 m. Die in Förderrichtung gemessene Länge der Kabine 1 kann beispielsweise ungefähr 7 m betragen.
Darstellungsgemäß (vgl. auch Fig. 2) können sich an der Au- ßenseite der Seitenwände 5 und 5' zweckmäßig zwischen den längs der Förderrichtung beabstandeten Stützen 11 die üblichen Schalt- und Steuerschränke 14 für die Robotersteuerung und für die Applikationstechnik usw. befinden. Oberhalb der Stützen 11 und Längsträger 12 kann die Kabine an ihrer Außenseite mit weiteren Nutzflächen versehen sein, die zur Beobachtung des Lackierbetriebs auch begehbar sein können. Ferner sind in Fig. 1 die Reichweitekurven ' (Arbeitsraum bzw. ,,ArbeitsraumniereXλ) der Lackierroboter 6 und 7 zur Verdeutlichung ihrer jeweiligen Bewegungsfreiheit dargestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die in Fig. 1 dargestellte - allerdings bevorzugte - Portalkonstruktion zwischen den beiden Seitenwänden 5 und 5' beschränkt. Beispielsweise wäre auch denkbar, nur jeweils einen Längsträger hochgesetzt in den beiden Seitenwänden der Sprühkabine anzuordnen und diesen außerhalb der Kabine durch sich quer zu der Förderrichtung erstreckende Stützelemente zu stabilisieren. Derartige Mög- lichkeiten sind u.a. in der eingangs erwähnten Patentanmeldung EP 06010550.9 beschrieben. Ferner können weniger oder mehr als die dargestellten zwei stationären Roboter auf einer Kabinenseite vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt zwei in einer Lackierlinie in der Förderrichtung 20 hintereinander angeordnete Sprühkabinen 1 und 1' gemäß Fig. 1. Jede dieser Sprühkabinen 1 und 1' bildet eine der verschiedenen Lackierzonen, in die eine Lackierlinie üblicherweise unterteilt ist, und enthält jeweils eine Portalkon- struktion, wie sie oben beschrieben wurde, also mit den beiden Längsträgern 12 bzw. 12' und den beiden Querstreben 13 bzw. 13'. Die Längsträger 12 bzw. 12' können sich darstell- lungsgemäß über die gesamte Länge der Kabine 1 bzw. 1' zwischen deren jeweiligen Stirnenden erstrecken, an denen die Kabinen üblicherweise durch dünne, mechanisch nicht tragfähige, z.B. transparente Endwände („Silhouetten") bis auf Öffnungen für die Karossen geschlossen sein können. Die beiden Sprühkabinen 1 und 1' und somit die beiden Portalkonstruktionen können längs der Förderrichtung nahe benachbart sein; darstellungsgemäß kann der Abstand beispielsweise ungefähr 1 m oder weniger betragen.
Die Lackierroboter 6 und 7 bzw. 6' und 7' der Sprühkabinen 1 und 1' sind längs der Förderrichtung 20 auf zweckmäßige Positionen zwischen den beiden Querstreben 13 bzw. 13' verteilt, wobei jeder dieser vier Roboter einer Kabine jeweils einen anderen Oberflächenbereich der Karossen beschichtet als die jeweils anderen drei Roboter. Die Anordnung der beiden La- ckierroboter 6 bzw. 6' auf der einen Seite und der beiden anderen Lackierroboter 7 bzw. 1' auf der anderen Seite der Sprühkabine wird hierbei entsprechend dem jeweiligen Lackierkonzept der Anlage so gewählt, dass in der Kabine vorzugsweise die gesamte Außenfläche der Karossen am einfachsten und mit möglichst wenig gegenseitiger Behinderung der Roboter und vor allem in kürzester Zeit lackiert werden kann. Aus diesen Gründen kann es auch zweckmäßig sein, dass die Lackierroboter wie z.B. 7 an dem Längsträger 12 der einen Seitenwand der Sprühkabine andere Abstände voneinander und/oder von den Querstreben 13 haben als die Lackierroboter 6 an dem Längsträger 12 der anderen Seitenwand. Insbesondere können darstellungsgemäß zwei einander auf entgegengesetzten Seiten der Kabine gegenüberliegende Lackierroboter gegeneinander längs der Förderrichtung 20 versetzt sein, also unterschiedliche Abstände von den Querstreben 13 haben. Wie in Fig. 1 erkennbar ist, kann beispielsweise einer der Roboter speziell zum Lackieren des Bug- oder Heckbereiches der Karossen dienen.
Wenn die Karossen in der Förderrichtung 20 von dem Förderer 4 (Fig. 1) durch die Sprühkabinen 1 und 1' transportiert werden, wird zunächst in der Sprühkabine 1 auf die Karosse eine erste Lackschicht aufgetragen. Da diese eine Schicht in typischen Fällen nicht ausreichend ist, wird anschließend in der Sprühkabine 1' eine zweite Lackschicht aufgetragen, wobei die Lackierroboter für die gleichen Bewegungen wie in der ersten Kabine programmiert und gesteuert werden können und daher auch in der gleichen Anordnung längs der Förderrichtung verteilt sein können. Einander hinsichtlich ihrer Position in den Sprühkabinen 1 und 1' entsprechende Roboter lackieren dann also dieselben Flächenbereiche der Karossen.
Die Applikation der beiden Schichten in zwei voneinander getrennten Sprühkabinen 1 und 1' hat u. a. den Vorteil, dass bei einer Störung in einer der beiden Lackierzonen der automatische Lackierbetrieb in der jeweils anderen Zone fortgesetzt und die dann fehlende andere Lackschicht auf andere Weise appliziert werden kann.
In anderen Fällen kann die Anordnung einer zweiten Sprühkabine 1' im Anschluss an die von ihr durch die jeweiligen Stirnwände getrennte erste Kabine 1 den Zweck haben, zwei Be- schichtungszonen mit unterschiedlichem Lufthaushalt voneinander zu isolieren, etwa eine Zone für elektrostatische Appli- kation mit Rotationszerstäubern von einer Zone mit Luftzer- säubern, in denen unterschiedliche Luftsinkgeschwindigkeiten erforderlich sind. Es kann in derartigen oder auch anderen Anlagen statt des weiter oben beschriebenen Beispiels auch zweckmäßig sein, wenn die Roboter in der einen Kabine andere Flächenbereiche der Karossen lackieren als die Roboter der anderen Kabine und/oder an anderen Positionen längs der För¬ derbahn angeordnet sein.
Es können auch zwei (oder mehr) parallel betriebene Lackier- linien vorgesehen sein, bei dem betrachteten Beispiel Decklack (Topcoat) -Linien. In diesem Fall können z.B. räumlich parallel neben den in Fig. 2 dargestellten Sprühkabinen 1 und 1' zwei mit ihnen hinsichtlich der hier beschriebenen Merkmale übereinstimmende weitere Lackierkabinen (nicht darge- stellt) vorhanden sein, so dass sich die erfindungsgemäße Einsparung an Installations- und Betriebsaufwand verdoppelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Beschichtungsanlage zur Serienbeschichtung von Werkstücken (2) wie insbesondere Fahrzeugkarossen mit einer oder für eine Sprühkabine (1), durch die eine Fördereinrichtung (4) die Werkstücke (2) auf einer zu den Seitenwänden (5, 5') der Sprühkabine (1) parallelen Förderbahn transportiert; mit einer Portalkonstruktion, die mindestens zwei vertikale, längs der Förderbahn voneinander beabstandet an eine der beiden Seitenwände (5, 5' ) der Sprühkabine (1) angrenzende oder in diese eingebaute Stützen (11), einen diese Stützen (11) parallel zu der Förderbahn miteinan- der verbindenden, ebenfalls an die Seitenwand (5, 5') angrenzenden oder in diese eingebauten Längsträger (12), der in einer bis über die Oberseite der Werkstücke (2) in der Sprühkabine (1) oder wenigstens bis in die Nähe ihrer Oberseite reichenden Höhe angeordnet ist, sowie mindestens eine quer zu der Förderbahn angeordnete, fest mit dem Längsträger (12) verbundene Querstrebe (13) enthält; und mit mindestens einem Roboter (6, 7), der einen an der Portalkonstruktion montierten Grundkörper (8) und eine von dem Grundkörper getragene mehrachsige Armanordnung sowie ein Werkzeug (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (8) des Roboters (6, 7) starr an dem Längsträger (12) der Portalkonstruktion befestigt ist.
2. Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Querstrebe (13) der Portalkonstruktion oberhalb der Oberseite der Werkstücke (2) zwischen den beiden Seitenwänden (5, 5' ) der Sprühkabine erstreckt .
3. Beschichtungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Portalkonstruktion mit je zwei vertikalen Stützen (11) und je einem Längsträger (12) an die beiden Seitenwände (5, 5') der Kabine (1) angrenzt oder wenigstens zum Teil in die beiden Seitenwände eingebaut ist.
4. Beschichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem der auf den beiden Kabinenseiten vorgesehenen Längsträger (12) jeweils mindestens ein Roboter (6, 7) stationär befestigt ist.
5. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Roboter (6, 7) mit ihrem jeweiligen Grundkörper (8) starr an dem oder an jedem Längsträger (12) der Portalkonstruktion befestigt sind.
6. Beschichtungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Längsträger (12) befestigten Grundkörper (8) der beiden Roboter (6, 7) längs der Förderbahn der Werkstücke (2) voneinander und von der ihnen nächstliegenden Querstrebe (13) beabstandet sind.
7. Beschichtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter (6) an dem Längsträger (12) der einen Seitenwand (5) der Sprühkabine (1) andere Abstände von- einander und/oder von den Querstreben (13) haben als die BeRoboter (7) an dem Längsträger (12) der anderen Seitenwand (5') .
8. Besch'ichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Stützen (11) und/oder die Längsträger (12) an der Außenseite der Seitenwand (5, 5') der Sprühkabine (1) angeordnet sind.
9. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderbahn der Werkstücke durch mindestens zwei in der Förderrichtung benachbarte Sprühkabinen (1, 1') hindurchführt, die jeweils ei- ne Portalkonstruktion mit mindestens einem starr an deren
Längsträger (12) befestigten Roboter (6, 7; 6', T) enthalten.
10. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke auf mindestens zwei zueinander parallel verlaufenden Förderbahnen durch jeweils eine Sprühkabine oder zwei in der Förderrichtung benachbarte Sprühkabinen transportiert werden und jede dieser zueinander parallelen Sprühkabinen eine Portalkon- struktion mit mindestens einem starr an deren Längsträger befestigten Roboter enthält.
11. Portalkonstruktion einer Beschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Verfahren zur Serienbeschichtung von Werkstücken (2) wie insbesondere Fahrzeugkarossen in einer Sprühkabine (1) , durch welche die Werkstücke von einer Fördereinrichtung (4) auf einer zu den Seitenwänden (5, 5') der Sprühkabine (1) pa- rallelen Förderbahn transportiert werden, mit einer Portalkonstruktion, die auf einer oder beiden Seiten der Sprühkabine (1) mindestens zwei vertikale, längs der Förderbahn voneinander beabstandet an die Seitenwand (5, 5' ) der Sprühkabine angrenzende oder in diese eingebaute Stützen (11), einen diese Stützen (11) parallel zu der Förderbahn miteinander verbindenden, ebenfalls an die Seitenwand (5, 5' ) angren- zenden oder in diese eingebauten Längsträger (12), der in einer bis über die Oberseite der Werkstücke (2) oder wenigstens bis in die Nähe ihrer Oberseite reichenden Höhe angeordnet ist, sowie mindestens eine quer zu der Förderbahn angeordnete, fest mit dem Längsträger (12) verbundene Querstrebe (13) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) von mindestens zwei Beschichtungsrobotern (6, 7) beschichtet werden, deren Grundkörper (8) jeweils starr an einem Längsträger (12) der Portalkonstruktion befestigt ist, wobei jeder Beschichtungsroboter (6, 7) jeweils andere Oberflächenbereiche der Werkstücke (2) beschichtet als der andere Roboter oder die anderen Roboter.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (2) von jeweils mindestens zwei auf den beiden Kabinenseiten starr an jeweiligen Längsträgern (12) der Portalkonstruktion befestigten Beschichtungsrobotern (6, 7) beschichtet werden, wobei jeder dieser vier Beschichtungs- roboter einen andere Oberflächenbereich der Werkstücke (2) beschichtet als die jeweiligen anderen Beschichtungsroboter.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sprühkabine (1) eine erste Schicht und anschließend in einer ähnlichen, ebenfalls eine Portalkonstruktion mit stationär an den Längsträgern (12) befestigten Beschichtungsrobotern (6', 7') enthaltenden zweiten Sprühkabine (1') eine zweite Schicht auf die Oberfläche der Werkstücke (2) aufgetragen wird.
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