EP4665548A1 - Beschichtungsverfahren und zugehörige beschichtungsanlage - Google Patents

Beschichtungsverfahren und zugehörige beschichtungsanlage

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Publication number
EP4665548A1
EP4665548A1 EP24716180.5A EP24716180A EP4665548A1 EP 4665548 A1 EP4665548 A1 EP 4665548A1 EP 24716180 A EP24716180 A EP 24716180A EP 4665548 A1 EP4665548 A1 EP 4665548A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
reference path
component
defects
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24716180.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Fritz
Benjamin WÖHR
Jerome Lavallee
Moritz BUBEK
Timo Beyl
Daniel Tandler
Tobias Berndt
Peter Haller
Markus Hauber
Frank Herre
Harald Kunz
Julian Ricardo Diaz Posada
Alexander SPILLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4665548A1 publication Critical patent/EP4665548A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/122—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to presence or shape of target
    • 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
    • B05B13/002—Machines or plants for applying coating liquids or other fluent materials by inkjet
    • 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
    • B05B13/0431—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 with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to three-dimensional [3D] surfaces
    • B05B13/0433—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 with spray heads moved by robots or articulated arms, e.g. for applying liquid or other fluent material to three-dimensional [3D] surfaces the work being vehicle components, e.g. vehicle bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/005—Repairing damaged coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1684—Tracking a line or surface by means of sensors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45065—Sealing, painting robot

Definitions

  • the invention relates to a coating method for coating a component (e.g. motor vehicle body components) with a coating agent (e.g. paint).
  • a coating agent e.g. paint
  • the invention also relates to a corresponding coating system.
  • paint defects are sanded off if necessary, which creates annoying sanding marks on the freshly painted component surface. In many cases, such sanding marks can be removed by polishing, resulting in a flawless overall impression.
  • the vehicle body component is painted over in a subsequent process, polishing is not necessary.
  • This subsequent painting process can be carried out using an overspray-free applicator or print head, for example.
  • an overspray-free applicator or print head for example.
  • print head includes all applicators that apply coating agents without loss (i.e. overspray-free).
  • a painting robot paints a reference track on this component surface.
  • the spatial course of the reference track is then recorded by an optical sensor (e.g. camera system) by measuring the longitudinal edge of the reference track.
  • another paint track can be applied, which borders on the reference track and is positioned according to the previous measurement of the reference track, as is known, for example, from DE 10 2021 108 563 Al.
  • the optical sensor can usually measure the reference track well. However, if the sensor looks at a grinding point in the paint layer, the sensor may no longer be able to accurately determine the course of the reference track. because the grinding point has different optical properties than the paint layer underneath. There is therefore a risk that the reference path cannot be measured precisely because of the interfering grinding points.
  • the invention is therefore based on the object of solving the above-described problem of measuring the reference path when defects (e.g. grinding points) make the measurement difficult.
  • defects used in the context of the invention is to be understood in general terms and is not limited to the grinding points mentioned above as examples. Defects can be defined by disturbances such as foreign particles, paint accumulations or craters or dents in the paint film. In order to remove these, they are ground manually or automatically in the further process. This creates grinding points in their place that are usually larger than the original defects.
  • the term "defect” includes the term “grinding point”.
  • the coating method according to the invention is generally suitable for applying a coating agent to a component.
  • the applied coating agent is paint
  • the coated component is preferably a motor vehicle body component.
  • the invention is not limited to motor vehicle body components or paints with regard to the type of coated component and also with regard to the applied coating agent.
  • the coating method according to the invention initially provides, in accordance with the prior art, that the coating agent (e.g. paint) is applied along a reference path within a coating surface to the component to be coated (e.g. motor vehicle body component).
  • a reference path is also known, for example, from DE 10 2021 108 563 Al, whereby the reference path can also be referred to as a "master path" and serves as a positioning aid for subsequent parallel coating tracks (neighboring tracks) that are applied next to the reference track.
  • the coating method according to the invention provides, in accordance with the prior art, that the spatial course of the reference path applied to the component is recorded.
  • this recording of the spatial course of the reference path is carried out by at least one optical sensor, such as a camera system, as will be described in detail below.
  • the coating method according to the invention in accordance with the prior art, also provides that the spatial course of at least one neighboring track adjacent to the reference track is determined depending on the determined spatial course of the reference track, as is also known from DE 10 2021 108 563 A1.
  • the neighboring track is therefore preferably placed next to the reference track in such a way that the reference track and the neighboring track overlap to form a continuous coating layer, with no gaps and no overcoating occurring if possible.
  • the individual coating tracks can be based on the original reference track in terms of their position and orientation. Alternatively, however, there is also the possibility that the first neighboring track forms a new reference track for the application of the following coating tracks, so that the neighboring track is then optically measured as the new reference track.
  • the coating method according to the invention then provides, in accordance with the prior art (e.g. DE 10 2021 108 563 A1), that the coating agent is applied to the component along the adjacent track.
  • the coating agent is applied to the component along the adjacent track.
  • the coating process according to the invention is distinguished from the prior art in that the disturbing defects described above (e.g. grinding marks) on the component in order to avoid incorrect recording of the spatial course of the reference path, since such incorrect measurement of the spatial course of the reference path would also lead to a correspondingly incorrect determination of the spatial course of the at least one neighboring path.
  • the disturbing defects described above e.g. grinding marks
  • the recording of the spatial course of the reference path is particularly disturbed by defects that are located directly beneath the reference path or that border on the reference path.
  • One measure can be to interpolate the spatial course of the reference path in the area of the defects along the reference path. If the exact course of the reference path cannot be measured due to defects (e.g. grinding points), this course can be interpolated accordingly.
  • Another measure consists in measuring numerous measuring points along the reference path, whereby only those measuring points that lie outside the defects are taken into account.
  • the reference track is not used at all to position the neighboring tracks if the exact course of the reference track cannot be measured with sufficient accuracy due to defects (e.g. grinding spots).
  • another coating track can be used as the reference track.
  • the coating surface e.g. a roof of a motor vehicle body
  • the two partial surfaces e.g. left half of the roof and right half of the roof
  • This cooperation between two coating robots is also known, for example, from DE 10 2021 108 563 Al.
  • the first coating robot then normally coats the first partial area (e.g. left half of the roof) of the coating surface (e.g. roof of a motor vehicle body), while the second coating robot coats the second partial area (e.g. right half of the roof) of the coating surface (e.g. roof of the vehicle body) provided that no disturbing critical defects are detected along the reference path.
  • first partial area e.g. left half of the roof
  • second partial area e.g. right half of the roof
  • one possible solution to the problem is to coat the second partial area (e.g. right half of the roof) of the coating area (e.g. roof of the vehicle body) by the first coating robot, so that the entire coating area (e.g. roof of the vehicle body) is coated by the first coating robot.
  • the performance of the painting system is halved and the cycle time is extended accordingly, but this is still better than a complete failure of the painting system.
  • the coating process should only be stopped if at least one of the following conditions is also met:
  • the spatial position of the defects along the reference path is critical. For example, defects far from the reference path are less critical for the accuracy of the measurement of the reference path, whereas defects close to the reference path or below the reference path are more problematic.
  • the spatial position of the defects on the component is preferably determined.
  • the size of the defects is preferably also determined. In this case, it is possible to only take into account those defects that have at least a certain minimum size (ie spatial extent), for example a minimum size of at least 20 mm, 50 mm or 100 mm.
  • a paint layer is therefore preferably first applied to the component, with the paint defects in the applied paint layer then being determined.
  • the paint defects can then be ground down, which creates the grinding marks mentioned above, which then hinder the measurement of the spatial course of the reference path.
  • the spatial position of the grinding points on the component can be determined directly. It may then no longer be necessary to subsequently measure the spatial position of the grinding points optically. Instead, the spatial position of the grinding points on the component can then be saved so that the saved spatial positions of the grinding points can simply be read out to determine the spatial position of the defects along the reference path.
  • the position of the grinding points can also be read from a higher-level, automatic defect inspection or detection system, whereby in a special variant of the invention, defects in the paint layer are ground by a robot-guided grinding system so that the size and position of the grinding points are known very precisely.
  • an image processing system with an optical sensor e.g. camera
  • an optical sensor e.g. camera
  • the optical sensor e.g. camera
  • the optical sensor is attached to one of the coating robots and is moved by the coating robot over the component.
  • the optical sensor (e.g. camera) is arranged in a fixed position and is directed towards the coating surface.
  • the stationary optical sensor can be part of a higher-level surface inspection or defect detection system that is already present.
  • the reference track is preferably applied by a first coating robot, while the at least one neighboring track is preferably applied by a second coating robot.
  • the optical sensor can be attached to the first coating robot and/or to the second coating robot and can be moved by it over the surface of the component to be coated.
  • the optical sensor can be moved along a measuring path over the surface of the component to be coated to detect the spatial course of the reference path.
  • the measuring path can run next to the reference path and essentially parallel to the reference path.
  • an overspray-free applicator or print head as the application device, which does not apply a spatially extended and poorly selectable spray jet, but rather a narrowly defined and selectable coating agent jet.
  • the problem with using such an overspray-free print head is the fact that the positioning of the adjacent web relative to the reference web must be much more precise in order to avoid overcoating and undercoating.
  • the invention is therefore particularly advantageous when using such an overspray-free print head because disruptive positioning errors are avoided, which are caused by incorrect measurement of the spatial course of the reference web.
  • the invention also claims protection for a corresponding coating system.
  • the coating system according to the invention has, firstly, in accordance with the state of the art Technology (e.g. DE 10 2021 108 563 Al) a first coating robot to apply the coating agent (e.g. paint) along the reference path within a coating area (e.g. roof of a motor vehicle body) to the component (e.g. motor vehicle body).
  • a coating agent e.g. paint
  • the coating system according to the invention also has, in accordance with the prior art (e.g. DE 10 2021 108 563 A1), at least one optical sensor (e.g. camera) to record the spatial course of the reference path applied to the component.
  • at least one optical sensor e.g. camera
  • the first coating robot applies the reference path and the optical sensor is attached to the second coating robot and records the spatial course of the reference path.
  • the coating system according to the invention also has a control device for querying the optical sensor and determining the spatial course of a neighboring track adjacent to the reference track as a function of the determined spatial course of the reference track.
  • the control device preferably contains a program memory with a control program stored therein. Furthermore, the control device preferably contains a processor for executing the stored control program, wherein the control program, when executed, carries out the coating method according to the invention by controlling or querying the corresponding components of the coating system.
  • the coating system according to the invention in accordance with the prior art (e.g. DE 10 2021 108 563 A1), also has a second coating robot (e.g. painting robot) for applying the coating agent to the component along the neighboring track adjacent to the reference track within the coating area on the component.
  • a second coating robot e.g. painting robot
  • the control device is designed in such a way that it uses the optical sensor to determine defects on the component in order to avoid incorrect detection of the spatial course of the reference path and a correspondingly incorrect determination of the spatial course of the neighboring path.
  • the control device can then carry out the steps described above for the coating method according to the invention, so that reference can be made to the above description.
  • Other required developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a painting system according to the invention for painting a motor vehicle body component with two cooperating painting robots.
  • Figure 2 shows the painting system according to Figure 1, with a measuring track also shown along which the spatial course of the reference track is measured.
  • Figure 3 shows the production from Figures 1 and 1, with numerous parallel coating lines applied to the component surface.
  • Figure 4 shows a flow chart to illustrate the coating process according to the invention.
  • Figure 5 shows a diagram explaining the various possible countermeasures when detecting defects along the reference path.
  • Figure 6 shows a schematic representation of a painting system according to the invention with various stations.
  • Figure 7 shows a modification of Figure 6.
  • Figure 1 shows a highly simplified schematic representation of a painting system according to the invention for carrying out the painting method according to the invention.
  • the painting system has two painting robots 1, 2, which can cooperate with each other to jointly paint a coating surface 3, as is known, for example, from DE 10 2021 108 563 Al.
  • the coating surface 3 can be, for example, a roof surface of a motor vehicle body, to give just one example.
  • the coating surface 3 is divided into two sub-surfaces 4, 5 that adjoin one another, the first sub-surface 4 being painted by the painting robot 1, while the other sub-surface 5 is painted by the painting robot 2.
  • the first sub-surface 4 can be the left half of the roof of the motor vehicle body, while the second sub-surface 5 is the right half of the roof of the motor vehicle body.
  • the painting system has a control device 6 which controls the two painting robots 1, 2 and also queries a camera 7 which is guided by the painting robot 2 over the coating surface 3, as will be described in detail below.
  • the drawing shows several defects 8-13, which are grinding marks resulting from a previous repair of paint defects on a paint layer on the coating surface 3.
  • the defects 8-13 may impair the subsequent application of coating agent webs to the coating surface 3, as described below.
  • the painting robot 1 first applies a reference path 14 ("master path") to the coating surface 3, specifically at the boundary between the two partial surfaces 4, 5.
  • the spatial course of the reference path 14 is then measured by the camera 7, which is guided by the painting robot 2 over the coating surface 3.
  • the measurement of the spatial course of the reference path 14 by the camera 7 can be impaired by the defects 8-13.
  • the defects 8-10 are relatively uncritical defects because they are not directly on the reference path 14 or on the later measuring path.
  • the defects 11-13 are critical for the measurement of the spatial course of the reference path 14 by the camera 7 because the reflection behavior of the surface in the area of the critical defects 11-13 is changed, so that the camera 7 cannot determine the lateral edge of the reference path 14 precisely.
  • Figure 5 shows various problem-solving measures for this case, which will be described in more detail later.
  • FIG 2 shows the representation from Figure 1 with an additional measuring track 15 next to the actual Reference path 14.
  • the painting robot 2 moves the camera 7 along the measuring path 15 so that the spatial course of the reference band 14 can be measured.
  • Figure 3 shows the representation from Figures 1 and 1, wherein the coating surface 3 is continuously coated with numerous parallel paint tracks 16-27 that run alongside the reference track 14.
  • the paint tracks 16-21 are applied by the first painting robot 1, while the paint tracks H-l are applied by the painting robot 2.
  • the paint strips 16-27 then form, together with the previously applied reference strip 14, a continuous paint layer on the coating surface 3.
  • an automatic surface inspection is carried out using an optical system (e.g. strip light projector, camera).
  • an optical system e.g. strip light projector, camera.
  • a step S2 the defects are recorded with regard to their number, size and position.
  • This data is then transferred to a station control of the painting system in step S3.
  • the size of the grinding points is calculated depending on whether the defects are sanded manually or by a robot. For the sake of simplicity, the term defects is also used for grinding points below.
  • a step S4 it is then decided whether the defects should be taken into account.
  • step S5 the procedure continues in step S5 according to the state of the art, i.e. no problem-solving measures are taken to compensate for a possibly incorrect measurement of the spatial course of the reference path.
  • step S6 the procedure according to the invention is carried out, which has already been described above and is explained again below with reference to Figure 5.
  • the control device then controls the two painting robots and in a step S8 the print head is also controlled accordingly.
  • Figure 5 now shows possible problem-solving measures when critical defects along the reference path are determined in a step S1.
  • a first possibility is to interpolate the spatial course of the reference path in the area of the defects in step S2.
  • step S3 Another way of solving the problem in step S3 is to define a different coating path as a reference path that is not affected by defects.
  • the reference path actually intended is then discarded as an orientation aid. Instead, a different coating path is then applied and used as an orientation aid.
  • step S4 Another possibility in step S4 is that the entire painting area is painted with the same painting robot. This halves the performance of the painting system, which leads to a correspondingly longer cycle time. However, this is still better than a complete failure of the painting system.
  • step S5 Another possibility for solving the problem in step S5 is to carry out the painting in a manual painting area (e.g. repair area).
  • a manual painting area e.g. repair area
  • Figure 6 first shows a topcoat line 28 for applying a topcoat, wherein the topcoat line 28 has a basecoat station 29, an intermediate dryer 30, a cooling zone 31, a clearcoat station 32 and a dryer 33.
  • the vehicle bodies to be painted are then conveyed from the topcoat line 28 to an overspray-free painting zone 34, in which a print head is used as an application device.
  • the overspray-free painting zone 34 (so-called OFLA zone) contains a decorative paint station 35, a dryer 36 and a cooling zone 37.
  • the above-described method according to the invention is then carried out in the overspray-free painting zone 34.
  • This is advantageous because the application devices used there Print heads emit a narrowly defined and sharply defined coating agent jet and therefore have only a small positioning tolerance.
  • Figure 7 shows a modification of Figure 6, so that in order to avoid repetition, reference is made to the above description, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • overspray-free painting zone 34 additionally contains an intermediate dryer 38 and a clear coat station 39.
  • a significant advantage of the invention is that a high painting quality can be maintained even in the case of defects (e.g. sanding marks).
  • the production flow can be maintained even if there are defects, for example by having a painting robot also paint the surface area that should actually be painted by another painting robot.
  • precise measurement of the reference path is only essential when painting robots are working together.
  • Coating surface e.g. roof of a motor vehicle body
  • First partial area e.g. left half of the roof
  • Second partial area (e.g. right half of the roof)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Bauteils (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) mit einem Beschichtungsmittel (z.B. Lack), mit den folgenden Schritten: - Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang einer Referenzbahn (14) innerhalb einer Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, - Erfassen des räumlichen Verlaufs der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn (14), - Festlegen des räumlichen Verlaufs mindestens einer zu der Referenzbahn (14) benachbarten Nachbarbahn in Abhängigkeit von dem ermittelten räumlichen Verlauf der Referenzbahn (14), und - Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang der mindestens einen Nachbarbahn innerhalb der Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, - Ermitteln von Fehlstellen (8-13) auf dem Bauteil, insbesondere unter der Referenzbahn (14), zur Vermeidung einer fehlerhaften Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14) und einer entsprechend fehlerhaften Festlegung des räumlichen Verlaufs der mindestens einen Nachbarbahn. Weiterhin umfasst die Erfindung eine entsprechende Beschichtungsanlage zur Ausführung des Beschichtungsverfahren.

Description

BESCHREIBUNG
Beschichtungsverfahren und zugehörige Beschichtungsanlage
Technisches Gebiet der
Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Bauteils (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteile) mit einem Beschichtungsmittel (z.B. Lack). Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Beschichtungsanlage.
Bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen findet nach dem Aufbringen des Lacks üblicherweise eine Kontrolle auf Lackfehler statt, wobei derartige Lackfehler gegebenenfalls abgeschliffen werden, wodurch störende Schleifstellen in der frisch lackierten Bauteiloberfläche entstehen. Solche Schleifstellen können in vielen Fällen durch Polieren beseitigt werden, so dass ein einwandfreier Gesamteindruck entsteht.
Wird das Kraftfahrzeugkarosseriebauteil in einem nachfolgenden Prozess überlackiert, kann auf das Polieren verzichtet werden. Dieser nachfolgende Lackierprozess kann zum Beispiel mittels einem oversprayfreien Applikator oder Druckkopf durchgeführt werden. Nachfolgend wird der Einfachheit halber der Begriff Druckkopf verwendet. Er schließt alle Applikatoren ein, die verlustfrei (d.h. oversprayfrei) Beschichtungsmittel applizieren.
In einem bekannten Verfahren lackiert ein Lackierroboter eine Referenzbahn auf diese Bauteiloberfläche. Der räumliche Verlauf der Referenzbahn wird dann von einem optischen Sensor (z.B. Kamerasystem) erfasst, indem die Längskante der Referenzbahn vermessen wird. Anschließend kann neben die Referenzbahn eine weitere Lackbahn appliziert werden, die an die Referenzbahn angrenzt und entsprechend der vorangegangenen Vermessung der Referenzbahn positioniert wird, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 108 563 Al bekannt ist. Bei der Applikation der Referenzbahn auf eine fehlerfreie Lackschicht ohne störende Schleifstellen kann der optische Sensor die Referenzbahn üblicherweise gut vermessen. Falls der Sensor jedoch eine Schleifstelle in der Lackschicht betrachtet, so kann der Sensor den Verlauf der Referenzbahn unter Umständen nicht mehr genau erkennen, da die Schleifstelle andere optische Eigenschaften hat als die darunter befindliche Lackschicht. Es besteht deshalb hierbei die Gefahr, dass die Referenzbahn wegen der störenden Schleifstellen nicht exakt vermessen werden kann.
Zum technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf DE 10 2021 206 386 Al und DE 10 2017 005 170 Al.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene Problem der Vermessung der Referenzbahn zu lösen, wenn Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) die Vermessung erschweren.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Beschichtungsverfahren bzw. durch eine entsprechende Beschichtungsanlage gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe einer Fehlstelle ist allgemein zu verstehen und nicht auf die vorstehend beispielhaft erwähnten Schleifstellen beschränkt. Fehlstellen können durch Störungen wie Fremdpartikel, Lackanhäufungen oder Krater bzw. Dellen im Lackfilm definiert sein. Um diese zu beseitigen, werden sie im weiteren Prozess manuell oder automatisch geschliffen. Dadurch entstehen an ihrer Stelle Schleifstellen, die üblicherweise größer als die ursprünglichen Fehlstellen sind. Der Begriff Fehlstelle schließt den Begriff Schleifstelle mit ein.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren eignet sich allgemein zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Bauteil. Vorzugsweise handelt es sich jedoch bei dem applizierten Beschichtungsmittel um Lack, während das beschichtete Bauteil vorzugsweise ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil ist. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Typs des beschichteten Bauteils und auch hinsichtlich des applizierten Beschichtungsmittels nicht auf Kraftfahrzeugkarosseriebauteile bzw. Lacke beschränkt.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren sieht zunächst in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass das Beschichtungsmittel (z.B. Lack) entlang einer Referenzbahn innerhalb einer Beschichtungsfläche auf das zu beschichtende Bauteil (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) aufgebracht wird. Eine solche Aufbringung einer Referenzbahn ist beispielsweise auch aus DE 10 2021 108 563 Al bekannt, wobei die Referenzbahn auch als „Masterbahn" bezeichnet werden kann und als Positionierungshilfe für anschließende parallele Beschichtungsbahnen (Nachbarbahnen) dient, die neben der Referenzbahn aufgebracht werden.
Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass der räumliche Verlauf der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn erfasst wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt diese Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn durch mindestens einen optischen Sensor, wie beispielsweise ein Kamerasystem, wie noch detailliert beschrieben wird.
In einem weiteren Schritt sieht dann auch das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik vor, dass der räumliche Verlauf von mindestens einer zu der Referenzbahn benachbarten Nachbarbahn in Abhängigkeit von dem ermittelten räumlichen Verlauf der Referenzbahn festgelegt wird, wie es auch aus DE 10 2021 108 563 Al bekannt ist. Die Nachbarbahn wird also vorzugsweise so neben die Referenzbahn gelegt, dass sich die Referenzbahn und die Nachbarbahn zu einer durchgehenden Beschichtungsmittelschicht überlagern, wobei nach Möglichkeit keine Lücken und auch keine Überbeschichtungen auftreten. Hierbei ist zu erwähnen, dass in der Praxis nicht nur eine einzige Nachbarbahn aufgetragen wird. Vielmehr werden zahlreiche parallele Beschichtungsmittelbahnen aufgetragen, die dann eine durchgehende Beschichtungsmittelschicht auf dem zu beschichtenden Bauteil bilden. Die einzelnen Beschichtungsbahnen können sich hierbei hinsichtlich ihrer Position und Ausrichtung an der ursprünglichen Referenzbahn orientieren. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die erste Nachbarbahn für die Aufbringung der folgenden Beschichtungmittelbahnen eine neue Referenzbahn bildet, so dass dann zunächst die Nachbarbahn als neue Referenzbahn optisch vermessen wird.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren sieht dann in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik (z.B. DE 10 2021 108 563 Al) vor, dass das Beschichtungsmittel entlang der Nachbarbahn auf das Bauteil aufgebracht wird. Hierbei ist wieder zu erwähnen, dass in der Praxis nicht nur eine einzige Nachbarbahn aufgebracht wird. Vielmehr werden - wie vorstehend bereits kurz erwähnt wurde - zahlreiche Beschichtungsmittelbahnen parallel zu der ursprünglichen Referenzbahn aufgebracht, wobei die einzelnen Beschichtungsmittelbahnen dann gemeinsam eine durchgehende Beschichtung auf dem Bauteil bilden.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren zeichnet sich nun gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass die eingangs beschriebenen störenden Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) auf dem Bauteil ermittelt werden, um eine fehlerhafte Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn zu vermeiden, da eine solche fehlerhafte Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn auch zu einer entsprechend fehlerhaften Festlegung des räumlichen Verlaufs der mindestens einen Nachbarbahn führen würde. Hierbei ist zu erwähnen, dass nicht alle Fehlstellen auf dem Bauteil kritisch sind für die Erfassung des Verlaufs der Referenzbahn. Vielmehr wird die Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn insbesondere durch solche Fehlstellen gestört, die unmittelbar unter der Referenzbahn liegen oder an die Referenzbahn angrenzen.
Bei einer Erfassung von kritischen Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) auf dem Bauteil sind dann verschiedene Maßnahmen möglich, um das Problem der Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn zu lösen.
Eine Maßnahme kann darin bestehen, dass der räumliche Verlauf der Referenzbahn im Bereich der Fehlstellen entlang der Referenzbahn interpoliert wird. Falls also der genaue Verlauf der Referenzbahn aufgrund von Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) nicht vermessen werden kann, so kann dieser Verlauf entsprechend interpoliert werden.
Eine andere Maßnahme besteht darin, dass zahlreiche Messpunkte entlang der Referenzbahn vermessen werden, wobei dann nur diejenigen Messpunkte berücksichtigt werden, die außerhalb der Fehlstellen liegen.
Eine andere Maßnahme besteht darin, dass die Referenzbahn überhaupt nicht zur Positionierung der Nachbarbahnen herangezogen wird, wenn der genaue Verlauf der Referenzbahn aufgrund der Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) nicht mit hinreichend großer Genauigkeit vermessen werden kann. In diesem Fall kann dann eine andere Beschichtungsbahn als Referenzbahn herangezogen werden.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit besteht, dass die Beschichtungsfläche (z.B. ein Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie) in zwei Teilflächen (z.B. linke Dachhälfte und rechte Dachhälfte) unterteilt wird, wobei die beiden Teilflächen dann von jeweils einem Beschichtungsroboter beschichtet werden. Diese Kooperation zwischen zwei Beschichtungsrobotern ist beispielsweise auch aus DE 10 2021 108 563 Al bekannt.
Der erste Beschichtungsroboter beschichtet dann normalerweise die erste Teilfläche (z.B. linke Dachhälfte) der Beschichtungsfläche (z.B. Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie), während der zweite Beschichtungsroboter die zweite Teilfläche (z.B. rechte Dachhälfte) der Beschichtungsfläche (z.B. Dach der Kraftfahrzeugkarosserie) beschichtet, sofern keine störenden kritischen Fehlstellen entlang der Referenzbahn ermittelt werden.
Falls dagegen störende kritische Fehlstellen entlang der Referenzbahn ermittelt werden und der Verlauf der Referenzbahn deshalb nicht hinreichend genau ermittelt werden kann, so besteht als Problemlösungsmaßnahme die Möglichkeit, dass auch die zweite Teilfläche (z.B. rechte Dachhälfte) der Beschichtungsfläche (z.B. Dach der Kraftfahrzeugkarosserie) durch den ersten Beschichtungsroboter beschichtet wird, so dass die komplette Beschichtungsfläche (z.B. Dach der Kraftfahrzeugkarosserie) von dem ersten Beschichtungsroboter beschichtet wird. In diesem Fall halbiert sich zwar die Leistungsfähigkeit der Lackieranlage und die Taktzeit verlängert sich entsprechend, jedoch ist dies immer noch besser als ein kompletter Ausfall der Lackieranlage.
Vorstehend wurden verschiedene Problemlösungsmaßnahmen beschrieben, die allein oder gemeinsam umgesetzt werden können. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass bei einer Ermittlung von Fehlstellen entlang der Referenzbahn ein Abbruch des Beschichtungsvorgangs stattfindet.
Allerdings sollte der Abbruch des Beschichtungsvorgangs nur dann erfolgen, wenn zusätzlich mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
• Die Anzahl der Fehlstellen auf der Referenzbahn überschreitet einen bestimmten maximalen Wert, so dass der Verlauf der Referenzbahn nicht mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden kann.
• Die Größe der Fehlstellen auf der Referenzbahn überschreitet eine bestimmte Maximalgröße, so dass der Verlauf der Referenzbahn nicht mit hinreichend großer Genauigkeit ermittelt werden kann.
• Die räumliche Position der Fehlstellen entlang der Referenzbahn ist kritisch. So sind beispielsweise Fehlstellen weitab der Referenzbahn weniger kritisch für die Genauigkeit der Vermessung der Referenzbahn, wohingegen Fehlstellen nahe der Referenzbahn oder unter der Referenzbahn problematischer sind.
Allgemein ist zu erwähnen, dass beim Ermitteln der Fehlstellen entlang der Referenzbahn vorzugsweise die räumliche Position der Fehlstellen auf dem Bauteil ermittelt wird. Darüber hinaus wird vorzugsweise auch die Größe der Fehlstellen ermittelt. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass nur solche Fehlstellen berücksichtigt werden, die mindestens eine bestimmte minimale Größe (d.h. räumliche Ausdehnung) haben, beispielsweise eine Minimalgröße von mindestens 20 mm, 50 mm oder 100 mm.
Es wurde eingangs bereits zum Stand der Technik erläutert, dass die Fehlstellen üblicherweise Schleifstellen sind, die bei einer Ausbesserung von Lackfehlstellen in einer zuvor aufgebrachten Lackschicht entstehen. Vor dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird deshalb vorzugsweise zunächst eine Lackschicht auf das Bauteil aufgebracht, wobei dann die Lackfehlstellen in der aufgebrachten Lackschicht ermittelt werden. Die Lackfehlstellen können dann abgeschliffen werden, wodurch die vorstehend erwähnten Schleifstellen entstehen, die dann die Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn behindern.
Bei dem vorstehend beschriebenen Schleifen der Bauteiloberfläche kann bereits direkt die räumliche Position der Schleifstellen auf dem Bauteil ermittelt werden. Es ist dann unter Umständen nicht mehr erforderlich, die räumliche Lage und Position der Schleifstellen anschließend optisch zu vermessen. Vielmehr kann die räumliche Position der Schleifstellen auf dem Bauteil dann gespeichert werden, so dass zum Ermitteln der räumlichen Position der Fehlstellen entlang der Referenzbahn einfach die gespeicherten räumlichen Positionen der Schleifstellen ausgelesen werden können.
Die Position der Schleifstellen kann auch aus einem übergeordneten, automatischen Fehlerinspek- tions- oder Erkennungssystem ausgelesen werden, wobei in einer besonderen Erfindungsvariante Fehler in der Lackschicht von einem robotergeführten Schleifsystem geschliffen werden, so dass Größe und Position der Schleifstellen sehr exakt bekannt sind.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass zum Erfassen des räumlichen Verlaufs der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn und der Fehlstellen ein Bildverarbeitungssystem mit einem optischen Sensor (z.B. Kamera) eingesetzt werden kann.
In einer Erfindungsvariante ist der optische Sensor (z.B. Kamera) hierbei an einem der Beschichtungsroboter angebracht und wird von dem Beschichtungsroboter über das Bauteil bewegt.
In einer anderen Erfindungsvariante ist der optische Sensor (z.B. Kamera) dagegen ortsfest angeordnet und auf die Beschichtungsfläche ausgerichtet. Der ortsfeste optische Sensor kann hierbei Teil einer übergeordneten Oberflächeninspektion- oder Fehlererfassungsanlage sein, die ohnehin vorhanden ist. Ferner ist zu erwähnen, dass die Referenzbahn vorzugsweise von einem ersten Beschichtungsroboter appliziert wird, während die mindestens eine Nachbarbahn vorzugsweise von einem zweiten Beschichtungsroboter appliziert wird. Der optische Sensor kann hierbei an dem ersten Beschichtungsroboter und/oder an dem zweiten Beschichtungsroboter angebracht sein und von diesem über die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils bewegt werden.
Hierbei kann der optische Sensor zum Erfassen des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn entlang einer Messbahn über die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils bewegt werden. Die Messbahn kann hierbei neben der Referenzbahn und im Wesentlichen parallel zu der Referenzbahn verlaufen.
Es wurde vorstehend bereits erläutert, dass die genaue Positionierung der mindestens einen Nachbarbahn relativ zu der Referenzbahn wichtig ist, damit die Referenzbahn und die Nachbarbahn überlappen und eine durchgehende Beschichtungsmittelschicht bilden, wobei einerseits Lücken o- der Unterbeschichtungen und andererseits Überbeschichtungen vermieden werden sollten.
Dies ist relativ einfach, wenn als Applikationsgerät ein Zerstäuber eingesetzt wird, der einen Sprühstrahl des Beschichtungsmittels appliziert und wenig trennscharf ist. Die geringe Trennschärfe des von dem Zerstäuber applizierten Beschichtungsmittelstrahls bietet nämlich den Vorteil, dass Positionierungsfehler toleriert werden und nur zu geringen und kaum störenden Überbeschichtungen bzw. Unterbeschichtungen zwischen den benachbarten Beschichtungsmittelbahnen führen.
Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass als Applikationsgerät ein oversprayfreier Applikator oder Druckkopf eingesetzt wird, der keinen räumlich ausgedehnten und wenig trennscharfen Sprühstrahl appliziert, sondern einen eng abgegrenzten und trennscharfen Beschichtungsmittelstrahl. Problematisch beim Einsatz eines solchen oversprayfreien Druckkopfs ist die Tatsache, dass die Positionierung der Nachbarbahn relativ zu der Referenzbahn wesentlich genauer erfolgen muss, um Überbeschichtungen und Unterbeschichtungen zu vermeiden. Die Erfindung ist deshalb insbesondere beim Einsatz eines solchen oversprayfreien Druckkopfs vorteilhaft, weil störende Positionierungsfehler vermieden werden, die durch eine fehlerhafte Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn verursacht werden.
Neben dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine entsprechende Beschichtungsanlage.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage weist zunächst in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik (z.B. DE 10 2021 108 563 Al) einen ersten Beschichtungsroboter auf, um das Beschichtungsmittel (z.B. Lack) entlang der Referenzbahn innerhalb einer Beschichtungsfläche (z.B. Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie) auf das Bauteil (z.B. Kraftfahrzeugkarosserie) aufzubringen.
Darüber hinaus weist auch die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik (z.B. DE 10 2021 108 563 Al) mindestens einen optischen Sensor (z.B. Kamera) auf, um den räumlichen Verlauf der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn zu erfassen.
Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der erste Beschichtungsroboter die Referenzbahn appliziert und der optische Sensor am zweiten Beschichtungsroboter befestigt ist und den räumlichen Verlauf der Referenzbahn erfasst.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage verfügt auch über eine Steuereinrichtung, um den optischen Sensor abzufragen und den räumlichen Verlauf einer zu der Referenzbahn benachbarten Nachbarbahn in Abhängigkeit von dem ermittelten räumlichen Verlauf der Referenzbahn festzulegen.
Die Steuereinrichtung enthält vorzugsweise einen Programmspeicher mit einem darin gespeicherten Steuerprogramm. Weiterhin enthält die Steuereinrichtung vorzugsweise einen Prozessor zur Ausführung des gespeicherten Steuerprogramms, wobei das Steuerprogramm bei einer Ausführung das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren ausführt, indem die entsprechenden Komponenten der Beschichtungsanlage angesteuert bzw. abgefragt werden.
Darüber hinaus verfügt auch die erfindungsgemäße Beschichtungsanlage in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik (z.B. DE 10 2021 108 563 Al) über einen zweiten Beschichtungsroboter (z.B. Lackierroboter) zum Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang der an der Referenzbahn angrenzenden Nachbarbahn innerhalb der Beschichtungsfläche auf dem Bauteil.
Die Steuereinrichtung ist hierbei so ausgelegt, dass sie mittels des optischen Sensors Fehlstellen auf dem Bauteil ermittelt, um eine fehlerhafte Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn und eine entsprechend fehlerhafte Festlegung des räumlichen Verlaufs der Nachbarbahn zu vermeiden. Die Steuereinrichtung kann dann die vorstehend zu dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren beschriebenen Schritte durchführen, so dass auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden kann. Andere forderte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lackieranlage zur Lackierung eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils mit zwei kooperierenden Lackierrobotern.
Figur 2 zeigt die Lackieranlage gemäß Figur 1, wobei zusätzlich eine Messbahn dargestellt ist, entlang der der räumliche Verlauf der Referenzbahn vermessen wird.
Figur 3 zeigt die Herstellung aus den Figuren 1 und 1, wobei zahlreiche parallele Beschichtungsbahnen auf die Bauteiloberfläche aufgebracht sind.
Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens.
Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der verschiedenen möglichen Gegenmaßnahmen bei einer Erfassung von Fehlstellen entlang der Referenzbahn.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lackieranlage mit verschiedenen Stationen.
Figur 7 zeigt eine Abwandlung von Figur 6.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen.
Figur 1 zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lackieranlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Lackierverfahrens.
Die Lackieranlage weist zwei Lackierroboter 1, 2 auf, die miteinander kooperieren können, um gemeinsam eine Beschichtungsfläche 3 zu lackieren, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 108 563 Al bekannt ist. Bei der Beschichtungsfläche 3 kann es sich beispielsweise um eine Dachfläche einer Kraftfahrzeugkarosserie handeln, um nur ein Beispiel zu nennen. Die Beschichtungsfläche 3 ist hierbei in zwei Teilflächen 4, 5 unterteilt, die aneinander angrenzen, wobei die erste Teilfläche 4 von dem Lackierroboter 1 lackiert wird, während die andere Teilfläche 5 von dem Lackierroboter 2 lackiert wird. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Teilfläche 4 um die linke Dachhälfte des Dachs der Kraftfahrzeugkarosserie handeln, während die zweite Teilfläche 5 die rechte Dachhälfte des Dachs der Kraftfahrzeugkarosserie ist.
Darüber hinaus weist die Lackieranlage eine Steuereinrichtung 6 auf, welche die beiden Lackierroboter 1, 2 ansteuert und auch eine Kamera 7 abfragt, die von dem Lackierroboter 2 über die Beschichtungsfläche 3 geführt wird, wie noch detailliert beschrieben wird.
Darüber hinaus zeigt die Zeichnung mehrere Fehlstellen 8-13, wobei es sich um Schleifstellen handelt, die von einer vorangegangenen Ausbesserung von Lackfehlern auf einer Lackschicht auf der Beschichtungsfläche 3 herrühren.
Die Fehlstellen 8-13 können die anschließende Aufbringung von Beschichtungsmittelbahnen auf die Beschichtungsfläche 3 beeinträchtigen, wie nachfolgend beschrieben wird.
So bringt der Lackierroboter 1 zunächst eine Referenzbahn 14 („Masterbahn") auf die Beschichtungsfläche 3 auf und zwar an der Grenze zwischen den beiden Teilflächen 4, 5. Anschließend wird der räumliche Verlauf der Referenzbahn 14 dann von der Kamera 7 vermessen, die von dem Lackierroboter 2 über die Beschichtungsfläche 3 geführt wird.
Die Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn 14 durch die Kamera 7 kann hierbei durch die Fehlstellen 8-13 beeinträchtigt werden. Bei den Fehlstellen 8-10 handelt es sich hierbei um relativ unkritische Fehlstellen, da sie nicht direkt auf der Referenzbahn 14 bzw. auf der späteren Messbahn liegen. Die Fehlstellen 11-13 sind dagegen für die Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn 14 durch die Kamera 7 kritisch, da das Reflexionsverhalten der Oberfläche im Bereich der kritischen Fehlstellen 11-13 verändert ist, so dass die Kamera 7 die seitliche Kante der Referenzbahn 14 nicht genau ermitteln kann. Figur 5 zeigt für diesen Fall verschiedene Problemlösungsmaßnahmen, die später noch detailliert beschrieben werden.
Figur 2 zeigt die Darstellung aus Figur 1 mit einer zusätzlichen Messbahn 15 neben der eigentlichen Referenzbahn 14. Zum Vermessen des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn 14 bewegt der Lackierroboter 2 die Kamera 7 so entlang der Messbahn 15, dass der räumliche Verlauf der Referenzband 14 vermessen werden kann.
Figur 3 zeigt die Darstellung aus den Figuren 1 und 1, wobei die Beschichtungsfläche 3 durchgehend beschichtet ist mit zahlreichen parallelen Lackbahnen 16-27, die neben der Referenzbahn 14 verlaufen. Die Lackbahnen 16-21 werden hierbei von dem ersten Lackierroboter 1 aufgebracht, während die Lackbahnen H- l von dem Lackierroboter 2 aufgebracht werden.
Die Lackbahnen 16-27 bilden dann im fertigen Zustand zusammen mit der zuvor aufgebrachten Referenzbahn 14 eine durchgehende Lackschicht auf der Beschichtungsfläche 3.
Im Folgenden wird nun das Flussdiagramm gemäß Figur 4 beschrieben.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt eine gegebenenfalls automatische Oberflächeninspektion mit einem optischen System (z.B. Streifenlichtprojekor, Kamera).
Dabei werden in einem Schritt S2 die Fehlstellen erfasst und zwar hinsichtlich ihrer Anzahl, ihrer Größe und ihrer Position.
Diese Daten werden dann im Schritt S3 an eine Stationssteuerung der Lackieranlage übergeben. Abhängig davon, ob die Fehlstellen manuell oder roboter-geschliffen werden, wird die Größe der Schleifstellen berechnet. Der Einfachheit wegen wird nachfolgend der Begriff Fehlstellen auch für Schleifstellen verwendet.
In einem Schritt S4 wird dann entschieden, ob die Fehlstellen berücksichtigt werden sollen.
Falls dies nicht der Fall ist, so wird in einem Schritt S5 gemäß dem Stand der Technik fortgefahren, d.h. es werden keine Problemlösungsmaßnahmen ergriffen, um eine möglicherweise fehlerhafte Vermessung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn zu kompensieren.
Andernfalls erfolgt dagegen in einem Schritt S6 das erfindungsgemäße Vorgehen, das bereits vorstehend beschrieben wurde und nachstehend nochmals unter Bezugnahme auf Figur 5 erläutert wird. In einem Schritt S7 steuert dann die Steuereinrichtung die beiden Lackierroboter an und in einem Schritt S8 wird auch der Druckkopf entsprechend angesteuert.
Figur 5 zeigt nun mögliche Problemlösungsmaßnahmen, wenn in einem Schritt S1 kritische Fehlstellen entlang der Referenzbahn ermittelt werden.
Eine erste Möglichkeit besteht in einem Schritt S2 darin, dass der räumliche Verlauf der Referenzbahn im Bereich der Fehlstellen interpoliert wird.
Eine andere Möglichkeit der Problemlösung besteht im Schritt S3 darin, dass eine andere Beschichtungsbahn als Referenzbahn definiert wird, die nicht von Fehlstellen beeinflusst wird. Die eigentlich vorgesehene Referenzbahn wird dann also als Orientierungshilfe verworfen. Vielmehr wird dann eine andere Beschichtungsbahn aufgebracht und als Orientierungshilfe verwendet.
Eine weitere Möglichkeit besteht in einem Schritt S4 darin, dass die komplette Lackierfläche mit demselben Lackierroboter lackiert wird. Zwar halbiert sich dadurch die Leistungsfähigkeit der Lackieranlage, was zu einer entsprechend größeren Taktzeit führt. Allerdings ist dies immer noch besser, als ein vollständiger Ausfall der Lackieranlage.
Eine weitere Möglichkeit der Problemlösung besteht in ein Schritt S5 darin, dass die Lackierung in einem manuellen Lackierbereich (z.B. Reparaturbereich) durchgeführt wird.
Im Folgenden wird nun das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 beschrieben.
So zeigt Figur 6 zunächst eine Decklacklinie 28 zum Aufbringen eines Decklacks, wobei die Decklacklinie 28 eine Basislack Station 29, einen Zwischentrockner 30 eine Kühlzone 31, eine Klarlack- Station 32 und einen Trockner 33 aufweist.
Die zu lackierenden Kraftfahrzugkarosserien werden dann von der Decklacklinie 28 zu einer oversprayfreien Lackierzone 34 gefördert, in der als Applikationsgerät ein Druckkopf zum Einsatz kommt. Die oversprayfreie Lackierzone 34 (sogenannte OFLA-Zone) enthält eine Dekorlack-Station 35, einen Trockner 36 und eine Kühlzone 37.
Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren wird dann in der oversprayfreien Lackierzone 34 ausgeführt. Dies ist vorteilhaft, weil die dort als Applikationsgeräte verwendeten Druckköpfe einen eng begrenzten und trennscharfen Beschichtungsmittelstrahl abgeben und deshalb nur eine geringe Positionierungstoleranz aufweisen.
Figur 7 zeigt eine Abwandlung von Figur 6, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass die oversprayfreie Lackierzone 34 zusätzlich einen Zwischentrockner 38 und eine Klarlack-Station 39 enthält.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Vorteile der Erfindung
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auch bei Fehlstellen (z.B. Schleifstellen) eine hohe Lackierqualität aufrechterhalten werden kann.
Darüber hinaus kann der Produktionsfluss auch bei Fehlstellen aufrechterhalten werden, indem beispielsweise ein Lackierroboter auch den Oberflächenbereich lackiert, der eigentlich von einem anderen Lackierroboter lackiert werden sollte. Nur bei kooperierenden Lackierrobotern ist nämlich eine genaue Vermessung der Referenzbahn wesentlich.
Bezugszeichenliste
1 Erster Lackierroboter
2 Zweiter Lackierroboter
3 Beschichtungsfläche (z.B. Dach einer Kraftfahrzeugkarosserie)
4 Erste Teilfläche (z.B. linke Dachhälfte)
5 Zweite Teilfläche (z.B. rechte Dachhälfte)
6 Steuereinrichtung
7 Kamera
8-10 Unkritische Fehlstellen
11-13 Kritische Fehlstellen
14 Referenzbahn
15 Messbahn
16-27 Lackbahnen
28 Decklacklinie mit Rotationszerstäubern als Applikationsgeräte
29 Basislack-Station
30 Zwischentrockner
31 Kühlzone
32 Klarlack-Station
33 Trockner
34 Oversprayfreie Lackierzone mit Druckköpfen als Applikationsgeräten
35 Dekorlack-Station
36 Trockner
37 Kühlzone
38 Zwischentrockner
39 Klarlack-Station

Claims

ANSPRÜCHE
1. Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Bauteils mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zum Lackieren eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils mit einem Lack, mit den folgenden Schritten: a) Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang einer Referenzbahn (14) innerhalb einer Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, b) Erfassen des räumlichen Verlaufs der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn (14), c) Festlegen des räumlichen Verlaufs mindestens einer zu der Referenzbahn (14) benachbarten Nachbarbahn (16-27) in Abhängigkeit von dem ermittelten räumlichen Verlauf der Referenzbahn (14), und d) Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang der mindestens einen Nachbarbahn (16-27) innerhalb der Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: e) Ermitteln von Fehlstellen (8-13) auf dem Bauteil, insbesondere unter der Referenzbahn (14), zur Vermeidung einer fehlerhaften Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14) und einer entsprechend fehlerhaften Festlegung des räumlichen Verlaufs der mindestens einen Nachbarbahn (16-27).
2. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Schritt als Reaktion auf die Ermittlung mindestens einer Fehlstelle (8-13) entlang der Referenzbahn (14): a) Interpolation des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14) im Bereich der Fehlstellen (8- 13) entlang der Referenzbahn (14) beim Ermitteln des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14), und/oder b) Messen der räumlichen Position von Messpunkten entlang der Referenzbahn (14) und Berücksichtigung nur derjenigen Messpunkte beim Ermitteln des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14), die außerhalb der Fehlstellen (8-13) liegen.
3. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Schritt als Reaktion auf die Ermittlung mindestens einer Fehlstelle (8-13) entlang der Referenzbahn (14):
Definition einer anderen Beschichtungsbahn als Referenzbahn (14).
4. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass eine erste Teilfläche (4) der Beschichtungsfläche (3) von einem ersten Beschichtungsroboter (1) beschichtet wird, und b) dass eine zweite Teilfläche (5) der Beschichtungsfläche (3) von einem zweiten Beschichtungsroboter (2) beschichtet wird, insbesondere, falls keine Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) ermittelt werden.
5. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgenden Schritt als Reaktion auf die Ermittlung mindestens einer Fehlstelle (8-13) entlang der Referenzbahn (14): Applizieren auch der zweiten Teilfläche (2) der Beschichtungsfläche (3) durch den ersten Beschichtungsroboter (1), so dass die komplette Beschichtungsfläche (3) von dem ersten Beschichtungsroboter (1) beschichtet wird.
6. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Schritt als Reaktion auf die Ermittlung mindestens einer Fehlstelle (8-13) entlang der Referenzbahn (14):
Überführung in einen manuellen Lackierbereich.
7. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung von mindestens einer Fehlstelle (8-13) entlang der Referenzbahn (14) die Überführung in einen manuellen Lackierbereich nur dann erfolgt, wenn zusätzlich mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) die Anzahl der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) überschreitet einen bestimmten Maximalwert, und/oder b) die Größe der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) überschreitet eine bestimmte Maximalgröße, und/oder c) die räumliche Position der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) ist kritisch.
8. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass beim Ermitteln der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) die räumliche Position der Fehlstellen (8-13) auf dem Bauteil ermittelt wird, und/oder b) dass beim Ermitteln der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) die Größe der Fehlstellen (8-13) ermittelt wird, und/oder c) dass beim Ermitteln der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) nur solche Fehlstellen (8-13) berücksichtigt werden, die mindestens eine bestimmte minimale Größe haben, insbesondere mit einer Größe von mindestens 20 mm, 50 mm oder 100 mm.
9. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen der folgenden Schritte vor dem Applizieren des Beschichtungsmittels: a) Aufbringen einer Lackschicht auf das Bauteil, b) Ermitteln von Lackfehlstellen (8-13) in der aufgebrachten Lackschicht, c) Schleifen der Lackschicht an den Lackfehlstellen (8-13), so dass Schleifstellen (8-13) entstehen, wobei die Schleifstellen (8-13) die Fehlstellen (8-13) bilden.
10. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass beim Schleifen der Bauteiloberfläche die räumliche Position der Schleifstellen (8-13) auf dem Bauteil ermittelt wird, b) dass die räumliche Position der Schleifstellen (8-13) auf dem Bauteil gespeichert wird, und c) dass zum Ermitteln der räumlichen Position der Fehlstellen (8-13) entlang der Referenzbahn (14) die gespeicherten räumlichen Positionen der Schleifstellen (8-13) ausgewertet wird.
11. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des räumlichen Verlaufs der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn (14) und/oder der Fehlstellen (8-13) mittels eines Bildverarbeitungssystems mit mindestens einem optischen Sensor (7) erfolgt, insbesondere mittels einer Kamera.
12. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, a) dass der optische Sensor (7) an einem Beschichtungsroboter (2) angebracht ist und von dem Beschichtungsroboter (2) über das Bauteil bewegt wird, oder b) dass der optische Sensor ortsfest angebracht ist und/oder c) dass der ortsfeste optische Sensor Teil einer übergeordneten Oberflächeninspektions- oder Fehlererfassungsanlage ist.
13. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Referenzbahn (14) von einem ersten Beschichtungsroboter (1) appliziert wird, b) dass die Nachbarbahn (16-27) von einem zweiten Beschichtungsroboter (2) appliziert wird, und c) dass der optische Sensor (7) an dem ersten Beschichtungsroboter (1) und/oder an dem zweiten Beschichtungsroboter (2) angebracht ist und von diesem über die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils bewegt wird.
14. Beschichtungsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, a) dass der optische Sensor (7) zum Erfassen des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14) entlang einer Messbahn (15) über die Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils bewegt wird, und b) dass die Messbahn (15) neben der Referenzbahn (14) und im Wesentlichen parallel zu der Referenzbahn (14) verläuft.
15. Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Beschichtungsmittel ein Lack ist, und/oder b) dass das zu beschichtenden Bauteil ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil ist, und/oder c) dass das Beschichtungsmittel durch einen im Wesentlichen oversprayfreien Druckkopf appliziert wird oder durch einen Zerstäuber, insbesondere durch einen Rotationszerstäuber.
16. Beschichtungsanlage zum Beschichten eines Bauteils mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zum Lackieren eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils mit einem Lack, mit a) einem ersten Beschichtungsroboter (1) zum Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang einer Referenzbahn (14) innerhalb einer Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, b) einem optischen Sensor (7) zum Erfassen des räumlichen Verlaufs der auf das Bauteil aufgebrachten Referenzbahn (14), c) einer Steuereinrichtung (6) zum Abfragen des optischen Sensors (7) und zum Festlegen des räumlichen Verlaufs einer zu der Referenzbahn (14) benachbarten Nachbarbahn (16-27) in Abhängigkeit von dem ermittelten räumlichen Verlauf der Referenzbahn (14), und d) einem zweiten Beschichtungsroboter (2) zum Aufbringen des Beschichtungsmittels auf das Bauteil entlang der Nachbarbahn (16-27) innerhalb der Beschichtungsfläche (3) auf dem Bauteil, dadurch gekennzeichnet e) dass die Steuereinrichtung (6) Informationen über Fehlstellen (8-13) auf dem Bauteil verar- beitet, insbesondere jene Fehlstellen unter der Referenzbahn (14) , um eine fehlerhafte Erfassung des räumlichen Verlaufs der Referenzbahn (14) und eine entsprechend fehlerhafte Festlegung des räumlichen Verlaufs der Nachbarbahn (16-27) zu vermeiden, insbesondere gemäß dem Beschichtungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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