ES2267785T3 - Sistema robotico de decapado de pintura en automoviles. - Google Patents
Sistema robotico de decapado de pintura en automoviles. Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema de decapado de pintura en vehículos controlado robóticamente, que comprende: un brazo (101) de articulación robótico, estando construido y dispuesto dicho brazo robótico para manipulación controlada por ordenador; una boquilla (200) rotatoria, que tiene al menos un chorro de agua (202) a presión ultra alta en acoplamiento mecánico con dicho brazo (101) de articulación robótico; un dispositivo (110) de formación de imágenes, construido y dispuesto para obtener por escaneado una imagen digitalizada tridimensional de una superficie (210) de vehículo; un ordenador (106), para descargar y almacenar dicha imagen digitalizada tridimensional en una base de datos estructurada, estando construido y dispuesto dicho ordenador (106) para seleccionar una de dichas imágenes digitalizadas almacenadas y dirigir dicho brazo (101) de articulación robótico y dicha boquilla (200) rotatoria a una distancia de separación controlada, para la eliminación selectiva de una o más capas de pintura/revestimiento superficial (206) de dicha superficie (210) de dicho vehículo, que corresponde a las formas digitalizadas almacenadas y seleccionadas, por medio agua (204) a presión ultra alta.
Description
Sistema robótico de decapado de pintura en
automóviles.
Esta invención se refiere a un procedimiento y
un aparato para la eliminación de pintura y, particularmente, se
refiere a la eliminación de acabados pintados de automóviles por la
utilización de un método de agua a presión ultra alta, llevado a
cabo bajo control robótico.
Actualmente, el procedimiento para la
eliminación de pintura en automóviles es usando una combinación de
decapantes químicos de pintura peligrosos y lijado mecánico y
manual de la pintura de la superficie del vehículo. Los problemas
medioambientales y de salud para el trabajador asociados con el uso
de decapantes químicos son de proporciones epidémicas. Todos los
principales fabricantes de automóviles han dado notificaciones de
renuncia para que sus concesionarios prohíban el uso de decapantes
químicos y explican resumidamente que el único procedimiento
autorizado para para decapar/eliminar la pintura de sus automóviles
es usando una hoja para maquinilla de afeitar de un solo borde.
Este procedimiento recomendado de hojas para maquinilla de afeitar
no se usa nunca, ya que requeriría meses el decapar todo un vehículo
y destruiría la pintura original de imprimación que viene de
fábrica, que se aplica electrostáticamente.
La tecnología de eliminación de revestimientos
ha conseguido típicamente la eliminación de revestimientos tales
como pinturas de imprimación alquídicas, capas de pintura finales
alquídicas y capas de pintura finales de nitrocelulosa acrílica con
decapantes de base disolvente que emplean, por ejemplo, cloruro de
metileno como componente principal. Sin embargo, el uso de tales
materiales está prohibido ahora, ya que figuran en el listado de
materiales tóxicos
OSHA/EPA.
OSHA/EPA.
Los decapantes químicos de pintura tampoco son
apropiados para la eliminación de revestimientos protectores a
partir de materiales compuestos de matriz orgánica no metálica, por
ejemplo, los utilizados en parachoques, rejillas, retrovisores
laterales y estructuras similares formadas previamente como
artículos metálicos moldeados. Los decapantes químicos de pintura
no se pueden usar para la eliminación de pintura de tales materiales
compuestos, debido al alto riesgo de los componentes orgánicos del
material que atacan químicamente a los decapantes.
Los procedimientos de decapado alternativos, por
ejemplo, la eliminación mecánica de revestimientos por el uso de
técnicas de chorreado abrasivo, son una alternativa al uso del
decapado químico. Se han empleado en procedimientos de eliminación
por chorreado abrasivo técnicas que incluyen la utilización de
medios abrasivos, tales como mazorcas trituradas, esferillas de
vidrio, esferillas de plástico, cáscaras de nuez, polvo sintético
de diamante, partículas de granate y gránulos de nieve carbónica. Se
han usado también fluidos a alta presión, tal como agua, para la
eliminación de revestimientos. Todas estas técnicas han cumplido,
sin embargo, con éxito limi-
tado.
tado.
En consecuencia, una disposición eficaz desde el
punto de vista económico y segura para eliminar revestimientos
pintados satisfacería una necesidad percibida durante largo tiempo
en la técnica, particularmente, si tal procedimiento y tal aparato
fueran capaces de eliminar eficazmente revestimientos de los
automóviles, sin dañar la pintura de imprimación que viene de
fábrica.
La patente de EE.UU. número 3.623.909 describe
una herramienta calentada eléctricamente y un procedimiento para
usarla en la eliminación de pintura. La patente de EE.UU. número
4.182.000 enseña una rasqueta-lijadora de mano,
como lo hace la patente de EE.UU. número 4.466.851, que se refiere a
una rasqueta de mano, que es especialmente adecuada para retirar
fragmentos de una junta a partir de los componentes de un motor de
automóvil.
La patente de EE.UU. número 4.398.961 está
dirigida a un dispositivo calentado por combustión de combustible y
un procedimiento para su uso, a fin de eliminar pintura vieja.
La patente de EE.UU. número 4.443.271 se refiere
a un aparato y un procedimiento usados para limpiar rejillas de
piso, empleando chorros de agua a alta presión.
La patente de EE.UU. número 3.584.327 describe
un sistema de transmisión de energía ultrasónica.
La patente de EE.UU. número 4.858.264 está
dirigida a un sistema de eliminación de revestimientos protectores
asistido por ultrasonidos, particularmente, para eliminar pintura o
revestimientos similares de un avión.
La patente de EE.UU. número 5.986.234 enseña un
sistema de eliminación de revestimientos con base láser, para la
eliminación de revestimientos superficiales.
La patente de EE.UU. número 3.742.076 describe
el uso de transductores ultrasónicos, que son excitados mediante
fuentes de energía por aire comprimido, por fluido hidráulico a
presión o por otros fluidos a presión. La patente sugiere que con
tales transductores más grandes, pueden ser deseables disposiciones
soportadas mecánicamente y guiadas por máquinas, tales como
dispositivos robóticos, que se pueden programar para el decapado de
una forma y un área predeterminadas.
El documento
EP-A-0644501 describe unos medios de
formación de imágenes y un ordenador para descargar y almacenar la
imagen digitalizada tridimensional en una base de datos. La
información se hace pasar entonces a un mecánico situado a
distancia, que la puede usar para valorar los daños y evaluar los
costes.
El documento
DE-A-19756702 describe un sistema de
decapado de pintura en vehículos controlado robóticamente, en el
que la pintura y/o pintura de imprimación en un miembro de
carrocería es eliminada por un robot desplazable que tiene un
chorro de agua a alta presión conectado al mismo, de manera que las
capas apropiadas de pintura se eliminan completamente del miembro de
carrocería.
Ninguna de las patentes de la técnica anterior
tratan la cuestión de la eliminación de pintura de la superficie de
un automóvil por el uso exclusivamente de chorros de agua a presión
ultra alta, ni sugieren el concepto de un control preciso de tales
chorros de agua, como se consigue en la presente invención por el
uso de un sistema de funcionamiento controlado robóticamente.
La presente invención proporciona un aparato
computarizado útil para decapar pintura de un vehículo, tal como un
automóvil, utilizando la tecnología de chorros de agua a presión
ultra alta en unión con un procedimiento y un aparato para crear y
almacenar, en una base de datos, gráficos o plantillas digitalizados
que se pueden adaptar a la forma original de un vehículo, a la
forma de un vehículo con posterioridad a una colisión, o a ambas.
Las formas almacenadas se pueden recuperar y comparar para verificar
la extensión de los daños; adicionalmente, las formas almacenadas
se pueden recuperar entonces, como se necesiten, y usar para
accionar una boquilla de precisión de chorros de agua a presión
ultra alta construida y dispuesta para la eliminación del acabado
de pintura de la superficie del vehículo. La presente invención es
capaz de decapar selectivamente diversas capas de pintura de todo
el vehículo o de áreas seleccionadas de la carrocería, dejando
intacta y no perturbada la pintura original de imprimación que viene
de fábrica.
Más específicamente, la presente invención
proporciona un sistema de decapado de pintura en vehículos
controlado robóticamente, que comprende:
un brazo de articulación robótica, estando
construido y dispuesto dicho brazo robótico para manipulación
controlada por ordenador;
una boquilla rotatoria, que tiene al menos un
chorro de agua a presión ultra alta en aplicación mecánica con dicho
brazo de articulación robótica;
un dispositivo de formación de imágenes,
construido y dispuesto para obtener por escaneado una imagen
digitalizada tridimensional de la superficie del vehículo;
un ordenador para descargar y almacenar dicha
imagen digitalizada tridimensional en una base de datos
estructurada, estando construido y dispuesto dicho ordenador para
seleccionar una de dichas imágenes digitalizadas almacenadas y
dirigir dicho brazo de articulación robótica y dicha boquilla
rotatoria a una distancia de separación controlada, para la
eliminación selectiva de una o más capas de pintura/revestimiento
superficial de dicha superficie de dicho vehículo, que corresponde
a las formas digitalizadas almacenadas y seleccionadas, por medio de
agua a presión ultra alta, y un procedimiento, como se pone en
práctica en un ordenador, para la eliminación de una o más capas de
pintura/revestimientos protectores de la superficie de vehículos,
que comprende:
obtener una imagen digitalizada tridimensional
de una superficie del vehículo escaneando dicha superficie con un
dispositivo 110 de formación de imágenes;
descargar dicha imagen digitalizada a un
ordenador 106, que tiene una base de datos estructurada y contiene
formas digitalizadas tridimensionales almacenadas de la superficie
de vehículos;
proporcionar un brazo 101 de articulación
robótica en aplicación mecánica con una boquilla 200 rotatoria, que
tiene al menos un chorro de agua 202 a presión ultra alta en ella,
para eliminar selectivamente una o más capas de dicha
pintura/dichos revestimientos protectores 206;
en el que dicho ordenador 106 compara dicha
imagen descargada con dichas imágenes almacenadas, selecciona una
imagen de dichas imágenes almacenadas que concuerda con dicho
vehículo, y dirige dicho brazo robótico a la superficie del
vehículo que corresponde a la forma digitalizada almacenada y
seleccionada, para eliminar de ella dicha pintura/dichos
revestimientos protectores 206 por agua 204 a presión ultra
alta.
La presente invención utiliza un sistema
controlado de decapado de pintura en automóviles, que sólo requiere
un único operario situado en el exterior de la cabina de decapado en
una consola informática. Una boquilla rotatoria, que tiene
múltiples chorros de agua, similar a un cabezal de ducha rotatorio,
se mantiene a una distancia controlada de la superficie del
automóvil y dirige agua a presión ultra alta para eliminar
selectivamente una o más capas de pintura. La presión del agua
puede variar de 172 a 414 MPa (25.000-60.000 psi),
dependiendo del volumen de agua y la presión usadas y la distancia
de separación al automóvil.
La figura 1 ilustra un sistema de decapado de
pintura en vehículos controlado robóticamente;
la figura 2 ilustra el sistema de eliminación de
pintura por boquillas de agua a presión ultra alta.
Aunque la invención se describe en términos de
una realización específica preferida, será fácilmente evidente para
los expertos en esta técnica que se pueden hacer diversas
modificaciones, redisposiciones y reemplazos. El alcance de la
invención está definido por las reivindicaciones adjuntas a la
misma.
A fin de aliviar la propensión a los daños
superficiales por el chorreado abrasivo y debido a la inadecuación
de los agentes de decapado químico para uso en la eliminación de
revestimientos en vehículos modernos (por ejemplo, automóviles), la
presente invención utiliza un sistema 100 de decapado de pintura con
un brazo de articulación controlado robóticamente, como se expone
en la figura 1.
De acuerdo con la figura 1, un único operario
102 está situado en el exterior de una cabina de decapado 104 en
una consola informática 106. En una realización, un automóvil 108
está construido y dispuesto para obtener una imagen digitalizada
tridimensional de la superficie del vehículo. El equipo 110 de
formación de imágenes es capaz de explorar las áreas del automóvil
hasta un grado muy alto de precisión.
En una realización particularmente preferida, la
información digitalizada se descarga por el procedimiento de
escaneado y se puede comparar, si es deseable, con datos de imágenes
almacenadas de un vehículo archivado del mismo diseño. Esta
información se puede usar entonces para comprobar el grado de los
daños o la reparación requeridos, así como confirmar su
finalización después de que se completa el procedimiento de decapado
y reparación de la pintura. Esta información puede ser utilizada
también, en una fecha posterior, por las compañías de seguros para
eliminar las posibilidades de fraude.
Una vez que se ha escaneado el automóvil 108, el
operario puede seleccionar entonces aquellas áreas que requieren
decapado, y puede iniciar el procedimiento.
De acuerdo con la figura 2, una boquilla 200
rotatoria, en aplicación mecánica con un brazo 101 controlado
robóticamente, y con múltiples chorros de agua 202, similar a un
cabezal de ducha rotatorio, se mantiene a una distancia controlada
de la superficie de un vehículo, por ejemplo, el automóvil 108. La
acción del agua 204 a presión ultra alta, dirigida a través de
dichos chorros de agua e incidiendo en la superficie del vehículo,
actúa para eliminar selectivamente una o más capas de pintura 206,
sin eliminar la pintura de imprimación 208 aplicada en fábrica o
dañar, de otro modo, la superficie subyacente 210. La pintura
decapada y el agua caen a un suelo 212 de rejilla dentro de la
cabina de decapado 104, y son dirigidas a un banco de filtros 214
que capturan los desconchones de pintura y reciclan agua limpia en
un bucle cerrado, de vuelta a la bomba 216 a alta presión.
La presión del agua puede variar de 172 a 414
MPa (25.000-60.000 psi), dependiendo del volumen de
agua y la presión usadas y la distancia de separación al automóvil.
Presiones más altas permiten mayores distancias de separación. El
procedimiento preferido es tener un flujo mínimo de agua de 4,55 a
13,6 litros por minuto, de 207 a 414 MPa
(30.000-60.000 psi).
Se ha de entender que, aunque se ilustra una
cierta forma de la invención, no se ha de limitar a la forma o
disposición específica de las partes descritas y mostradas en esta
memoria.
Claims (6)
1. Un sistema de decapado de pintura en
vehículos controlado robóticamente, que comprende:
un brazo (101) de articulación robótico, estando
construido y dispuesto dicho brazo robótico para manipulación
controlada por ordenador;
una boquilla (200) rotatoria, que tiene al menos
un chorro de agua (202) a presión ultra alta en acoplamiento
mecánico con dicho brazo (101) de articulación robótico;
un dispositivo (110) de formación de imágenes,
construido y dispuesto para obtener por escaneado una imagen
digitalizada tridimensional de una superficie (210) de vehículo;
un ordenador (106), para descargar y almacenar
dicha imagen digitalizada tridimensional en una base de datos
estructurada, estando construido y dispuesto dicho ordenador (106)
para seleccionar una de dichas imágenes digitalizadas almacenadas y
dirigir dicho brazo (101) de articulación robótico y dicha boquilla
(200) rotatoria a una distancia de separación controlada, para la
eliminación selectiva de una o más capas de pintura/revestimiento
superficial (206) de dicha superficie (210) de dicho vehículo, que
corresponde a las formas digitalizadas almacenadas y seleccionadas,
por medio agua (204) a presión ultra alta.
2. El sistema de decapado de pintura en
vehículos controlado robóticamente de acuerdo con la reivindicación
1, en el que dicha presión del líquido puede variar de 172 a 414
MPa.
3. El sistema de decapado de pintura en
vehículos controlado robóticamente de acuerdo con la reivindicación
1, que comprende además:
medios (212) para capturar los desconchones de
pintura y reciclar líquido limpio en un bucle cerrado, de vuelta a
dicho chorro de agua (202) a presión ultra alta.
4. Un procedimiento, como se pone en práctica en
un ordenador, para la eliminación de una o más capas de
pintura/revestimientos protectores de una superficie de un
vehículo, que comprende:
obtener una imagen digitalizada tridimensional
de una superficie del vehículo escaneando dicha superficie con un
dispositivo (110) de formación de imágenes;
descargar dicha imagen digitalizada a un
ordenador (106), que tiene una base de datos estructurada, que
contiene formas digitalizadas tridimensionales almacenadas de la
superficie de vehículos;
proporcionar un brazo (101) de articulación
robótico en acoplamiento mecánico con una boquilla (200) rotatoria,
que tiene al menos un chorro de agua (202) a presión ultra alta en
ella, para eliminar selectivamente una o más capas de dicha
pintura/dichos revestimientos protectores (206);
en el que dicho ordenador (106) compara dicha
imagen descargada con dichas imágenes almacenadas, selecciona una
imagen de dichas imágenes almacenadas que concuerda con dicho
vehículo y dirige dicho brazo robótico a la superficie del
vehículo, que corresponde a la forma digitalizada almacenada y
seleccionada, para eliminar de ella dicha pintura/dichos
revestimientos protectores (206) por agua (204) a presión ultra
alta.
5. Un procedimiento, como se pone en práctica en
un ordenador, de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende
además:
escanear un vehículo (108) con una superficie
dañada y crear una imagen digitalizada de dicha superficie dañada de
dicho vehículo;
descargar dicha imagen digitalizada de dicha
superficie dañada a dicho ordenador (106); y
dirigir dicho brazo (101) de articulación
robótico alrededor de dicha superficie dañada de dicho vehículo.
6. Un procedimiento, como se pone en práctica en
un ordenador, de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende
además:
comparar dicha imagen digitalizada descargada de
dicha superficie dañada con dichas imágenes almacenadas;
seleccionar dicha superficie dañada de dicha
imagen digitalizada descargada; y
dirigir dicho brazo (101) de articulación
robótico alrededor de dicha superficie dañada de dicho vehículo.
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