ES2340728T3 - Metodo y sistema de recubrimiento por pulverizacion para cuerpos de lata. - Google Patents
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Abstract
Un sistema (10) para el recubrimiento por pulverización de cuerpos de lata (12), que comprende: una cabina de pulverización (14) que tiene una entrada (16) y una salida (18), comprendiendo la cabina de pulverización al menos un brazo robótico (20) y una pluralidad de pistolas de aplicación por pulverización (22), siendo funcional el al menos un brazo robótico para mover una pluralidad de cuerpos de lata como un grupo (40) hasta una zona de aplicación de polvo (42) donde se plica polvo al interior y el exterior de la pluralidad de cuerpos de lata por la pluralidad de pistolas de aplicación por pulverización; un sistema de transporte (50) para recibir la pluralidad de cuerpos de lata como un grupo desde el al menos un brazo robótico; y un horno (60) que recibe la pluralidad de cuerpos de lata desde el sistema de transporte y funcional para curar el polvo aplicado a la pluralidad de cuerpos de lata.
Description
Método y sistema de recubrimiento por
pulverización para cuerpos de lata.
La invención se refiere en líneas generales a
métodos para fabricar latas, y más particularmente se refiere a un
método y sistema para recubrir una lata metálica con polvo.
Las latas, tales como latas para alimentos y
latas que contienen una bebida, típicamente se fabrican a partir de
metales tales como aleación de acero o aluminio. Durante la
fabricación de la lata, los cuerpos de lata se someten a un proceso
en el que se aplica un recubrimiento al interior del cuerpo de lata.
El recubrimiento interior se aplica al cuerpo de lata para proteger
los contenidos de la lata de la contaminación o reacción con el
material de la lata, que puede causar un cambio en el sabor y/o
color de los contenidos. Habitualmente también se realiza una etapa
adicional para recubrir el exterior del cuerpo de lata. El
recubrimiento sobre el exterior del recipiente puede ser para
proteger el recipiente del medioambiente (por ejemplo, en el caso
de latas de acero para inhibir la formación de óxido), y para
suministrar una base para la posterior impresión de color.
Desde hace algún tiempo se han conocido métodos
para recubrir objetos metálicos usando polvos. Los ejemplos de la
técnica anterior relacionada con el recubrimiento por pulverización
de latas y objetos metálicos similares, y aparatos usados en el
recubrimiento por pulverización, incluyen los siguientes: Smith
et al., patente de Estados Unidos 4.094.760; Wilson et
al., patente de Estados Unidos 5.997.643; Mulder et al.,
patente de Estados Unidos RE 33.482; Knobbe et al., patente
de Estados Unidos 5.173.325; Nussbaumer et al., patente de
Estados Unidos 6.176.927; Mulder et al., patente de Estados
Unidos 5.612.096; Peck, patente de Estados Unidos 4.180.844 y
Payne, patente de Estados Unidos 4.291.640. Los polvos pueden
cargarse electrostáticamente para obtener de forma más fiable la
adhesión del polvo al cuerpo de lata. Véase, por ejemplo, Davidson
et al., patente de Estados Unidos 4.210.507. Se describen
ejemplos de composiciones en polvo en Pregmon, patente de Estados
Unidos 3.882.064; Jung et al., patente de Estados Unidos
6.472.472, y Srinivasan, patente de Estados Unidos 5.994.462.
A pesar de la llegada de la tecnología de
recubrimiento por pulverización, se cree que la industria de
fabricación de latas para bebidas no la ha adoptado de forma
extensiva. Existe una diversidad de razones para esto, incluyendo
dificultades para aplicar la técnica a la velocidad necesaria en
plantas de fabricación de elevado volumen, y los costes añadidos
para el equipo de recubrimiento por pulverización. Tradicionalmente,
al menos en la técnica de latas para bebidas, los recubrimientos
aplicados a las latas durante la fabricación se aplican en forma de
pulverizaciones que contienen compuestos químicos orgánicos
volátiles. Existe una necesidad en la técnica de un método y
sistema más respetuosos con el medioambiente para recubrir cuerpos
de lata usando polvo, que evite el uso de compuestos químicos
volátiles o la liberación de dichos compuestos químicos al
medioambiente, pero que también sea rentable cuando se aplica en una
situación de producción en masa.
Esta descripción proporciona métodos y sistemas
para recubrir, de forma respetuosa con el medioambiente y rentable,
latas durante la fabricación con polvo. Los métodos y sistemas son
particularmente adecuados para la aplicación en plantas de
fabricación de latas de elevado volumen tales como plantas manejadas
por fabricantes de latas de aluminio para bebidas. Los métodos son
adecuados para latas para alimentos y bebidas en general, y en
particular para latas de aluminio para bebidas.
En un primer aspecto, se proporciona un sistema
para el recubrimiento por pulverización de cuerpos de lata. El
sistema incluye una cabina de pulverización que tiene una entrada y
una salida. La cabina de pulverización incluye al menos un brazo
robótico y una pluralidad de pistolas de aplicación por
pulverización. El brazo robótico es funcional para mover una
pluralidad de cuerpos de lata como un grupo a una zona de aplicación
de polvo donde se aplica el polvo al interior y el exterior de los
cuerpos de lata por pistolas de aplicación por pulverización. El
sistema incluye adicionalmente un sistema de transporte para recibir
los cuerpos de lata como un grupo desde el brazo robótico. El
sistema incluye adicionalmente un horno que recibe la pluralidad de
cuerpos de lata desde el sistema de transporte. El horno es
funcional para curar el polvo que se ha aplicado a los cuerpos de
lata.
En una configuración, los cuerpos de lata
incluyen una parte final cerrada, tal como, por ejemplo, en el caso
de latas para bebidas, la parte de bóveda que forma el fondo del
cuerpo de lata. El brazo robótico funciona contactando con el grupo
de cuerpos de lata mediante el vacío aplicado por el brazo robótico
a la parte final cerrada de cada uno de los cuerpos de lata. Una
vez conectadas al brazo de este modo, el brazo mueve las latas como
un grupo hasta la zona de aplicación de polvo y después al sistema
de transporte. La liberación el vacío libera el grupo de cuerpos de
lata del brazo y permite colocarlos sobre el sistema de transporte.
El brazo se mueve hacia atrás para coger otro grupo de latas.
Después, se aplica el polvo a las latas en la localización donde las
latas estaban unidas por vacío al brazo robótico.
En una posible configuración, el sistema incluye
al menos dos brazos robóticos, cada uno de los cuales funciona
sucesivamente moviendo una pluralidad de cuerpos de lata como un
grupo hasta la zona de aplicación de polvo y después hasta el
sistema de transporte. Por ejemplo, en una configuración con dos
brazos robóticos, un brazo robótico sujeta un grupo de cuerpos de
lata en la zona de pulverización según se está aplicando el polvo a
los cuerpos de lata, y después mueve los cuerpos de lata hasta el
sistema de transporte. Mientras tanto, el otro brazo robótico llega
a conectarse a un nuevo grupo cuerpos de lata y después funciona
moviendo el nuevo grupo hasta la zona de aplicación de polvo. Tener
dos brazos robóticos que funcionan de este modo sirve para aumentar
el rendimiento del sistema de recubrimiento por pulverización.
El brazo robótico puede construirse
adicionalmente con una característica por la cual el brazo robótico
funciona rotando cada uno de la pluralidad de cuerpos de lata
alrededor del eje longitudinal de cada lata mientras se está
aplicando el polvo a los cuerpos de lata por las pistolas de
pulverización.
En otro aspecto, se describe una cabina de
pulverización mejorada de un sistema de recubrimiento por
pulverización para latas. La cabina de pulverización incluye un
brazo robótico funcional para sujetar y transportar una pluralidad
de cuerpos de lata como un grupo dentro de la cabina de
pulverización, una primera serie de pistolas de pulverización
funcional para aplicar un polvo al exterior de los cuerpos de lata
mientras los cuerpos de lata están sujetos por el brazo robótico,
una segunda serie de pistolas de pulverización funcional para
aplicar un polvo al interior de los cuerpos de lata mientras los
cuerpos de lata están sujetos por el brazo robótico, y una tercera
serie de pistolas de pulverización funcional para aplicar un polvo a
la localización sobre los cuerpos de lata donde los cuerpos de lata
estaban sujetos por el brazo robótico. En una posible configuración
de la cabina de pulverización, la cabina incluye un sistema de
transporte que recibe la pluralidad de cuerpos de lata desde el
brazo robótico después de la aplicación del polvo de la primera y
segunda series de pistolas de pulverización. La tercera serie de
pistolas de pulverización es funcional para pulverizar polvo sobre
los cuerpos de lata después de que el brazo robótico haya
depositado los cuerpos de lata sobre el sistema de transporte. En
una variación adicional, el brazo robótico viaja hacia atrás y hacia
delante para depositar las latas sobre la cinta transportadora en
una dirección lineal. La dirección del movimiento del sistema de
transporte es sustancialmente perpendicular a la dirección lineal
de recorrido del brazo robótico. Esta característica permite un
estrecho espaciado para los grupos de latas después de colocarse
sobre el sistema de transporte.
En otro aspecto, se describe un método de
recubrimiento por pulverización de cuerpos de lata. El método
incluye las etapas de: a) mover una pluralidad de cuerpos de lata
hasta una localización exterior de una cabina de pulverización; b)
mover la pluralidad de cuerpos de lata como un grupo al interior de
la cabina de pulverización y hasta una zona de aplicación de polvo
dentro de la cabina de pulverización; c) aplicar un polvo a los
cuerpos de lata; d) mover el grupo de cuerpos de lata hasta un
sistema de transporte; y e) aplicar polvo adicional al grupo de
cuerpos de lata después de colocar los cuerpos de lata sobre el
sistema de transporte.
En una realización donde el polvo es tal que es
deseable el curado del polvo en un horno, el método incluye
adicionalmente la etapa de f) mover el grupo de cuerpos de lata
desde la cabina de pulverización hasta un horno para curar el polvo
aplicado a los cuerpos de lata.
La etapa c) del método puede incluir
opcionalmente la etapa adicional de rotar cada una de las latas del
grupo alrededor de un eje.
En una realización, en la etapa a) las latas se
colocan en la localización exterior a la cabina de pulverización en
una configuración predeterminada que se adapta a una configuración
del brazo robótico. Aunque son posibles diversas configuraciones,
en una realización, la configuración es en forma de filas y columnas
de cuerpos de lata, y donde hay dos columnas y N filas, y donde N
es mayor de o igual a dos. En un ejemplo específico, N es mayor de
10, tal como, por ejemplo, 16. En esta disposición, el brazo
robótico funciona levantando 32 latas simultáneamente como un grupo
y llevando las latas hasta la zona de recubrimiento por
pulverización y después hasta el sistema de transporte.
En otro aspecto, se describe un método de
recubrimiento continuo por pulverización de cuerpos de lata que
incluye las etapas de a) proporcionar una serie de cuerpos de lata
en una localización exterior de una cabina de pulverización en una
configuración predeterminada; b) mover un brazo robótico hasta la
localización, conectar la serie de cuerpos de lata al brazo
robótico y mover el brazo robótico y los cuerpos de lata conectados
al interior de la cabina de pulverización; c) mientras el brazo
robótico sujeta la serie cuerpos de lata, aplicar un polvo a los
cuerpos de lata dentro de la cabina de pulverización; d) liberar el
grupo de cuerpos de lata del brazo robótico; e) aplicar polvo
adicional al grupo de cuerpos de lata en la localización donde los
cuerpos de lata estaban conectados al brazo robótico, y f) repetir
las etapas a), b), c), d) y e).
Estos y otros aspectos y características
ejemplares más de la presente descripción se describirán más
completamente en la siguiente descripción detallada y los dibujos
adjuntos.
La Figura 1 es una vista en planta de un sistema
para el recubrimiento continuo por pulverización de cuerpos de lata,
que incluye una cabina de pulverización, un sistema de transporte, y
un horno de curado.
La Figura 1A es un diagrama que muestra la
distribución funcional del sistema de la Figura 1.
La Figura 2 es una vista en planta más detallada
de la cabina de pulverización de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en planta más detallada
de la parte de la cabina de pulverización de la Figura 2 donde se
aplica polvo a la parte exterior e interior de la lata.
La Figura 4 es una vista en planta más detallada
de la cinta de limpieza de salida que lleva las latas recubiertas
desde la cabina de pulverización y la cinta que lleva las latas al
interior del horno de curado de la Figura 1.
La Figura 5 es una vista en perspectiva de la
cabina de pulverización de las Figuras 1 y 2 que muestra los brazos
robóticos que actúan como transportadores de latas dentro de la
cabina de pulverización, y las pistolas de pulverización externa e
interna de la cabina de pulverización.
La Figura 6 es otra vista en perspectiva de la
cabina de pulverización de las Figuras 1, 2 y 5, con los brazos en
una posición diferente durante el procesado de los grupos de cuerpos
de lata. Los brazos están dispuestos para sujetar una serie o grupo
de una pluralidad de cuerpos de lata, en una configuración
predeterminada de 2 columnas de N filas, donde N = 16 en este
ejemplo. Los brazos robóticos de las Figuras 5 y 6 tienen una
configuración de aparato de vacío de modo que el brazo robótico
puede viajar hasta la zona de carga y conectar con las 32 latas
simultáneamente y llevarlas como un grupo al interior de la cabina
de recubrimiento por pulverización para la aplicación de polvo y
transferirlas al sistema de transporte.
La Figura 7 es una vista en perspectiva de un
cuerpo de lata a recubrir con polvo en el sistema de la Figura
1-6.
La Figura 1 es una vista en planta de un sistema
10 para el recubrimiento continuo por pulverización de cuerpos de
lata 12. El sistema 10 incluye una cabina de pulverización 14 que
tiene una entrada 16 y una salida 18. La cabina de pulverización se
muestra en más detalle en una vista en planta en la Figura 2 y en
una vista en perspectiva en las Figuras 5 y 6.
Los cuerpos de lata 12 podrían ser cualquier
lata para alimentos o bebidas. Un ejemplo de un cuerpo de lata para
bebidas se muestra en una vista en perspectiva en la Figura 7. El
cuerpo de lata incluye una superficie interior 30, un cerco
superior o "borde cortado" 31, una superficie exterior 32, un
extremo cerrado 34 que, en este ejemplo, tiene una forma abovedada
hacia el interior como la hallada en latas para bebidas habituales,
y un eje longitudinal 36. En una realización posible de latas para
bebidas, las superficies interior y exterior 30 y 32 se recubren
por pulverización en el sistema de la Figura 1 antes de rebajar y
ribetear el cuerpo de lata 12. La formación, recubrimiento por
pulverización, rebajo y ribeteado de la lata suceden dentro de un
proceso de fabricación continuo. Por consiguiente, el sistema de
recubrimiento por pulverización de la Figura 1 puede instalarse en
una planta donde se fabriquen latas 12. Para contener el polvo y
evitar que se extienda en la planta, el recubrimiento por
pulverización sucede en una cabina de pulverización 14 como se
muestra en la Figura 1.
La cabina de pulverización 14 incluye al menos
un brazo robótico 20 mostrado mejor en la Figura 5 y una pluralidad
de pistolas de aplicación por pulverización 22. Las pistolas 22
están dispuestas en varias series, incluyendo una primera serie 24
que aplica polvo al exterior de las latas, una segunda serie 26 que
aplica polco al interior de las latas, y una tercera serie 28
(Figura 5) que aplica polvo al extremo cerrado de los cuerpos de
lata 12, concretamente la parte del cuerpo de lata que está sujeto
por el brazo robótico 20 durante la etapa de recubrimiento interior
y exterior.
El brazo robótico 20 funciona moviendo una
pluralidad de cuerpos de lata 12 como un grupo 40 al interior de la
cabina de pulverización 14 y hasta una zona de aplicación de polvo
42 (Figura 1A) en la cabina donde se aplica polvo al interior y
exterior de los cuerpos de lata por las pistolas de aplicación por
pulverización 22. El sistema de la Figura 1 puede incluir más de un
brazo 20, y en la realización ilustrada de las Figuras 5 y 6
incluye dos brazos 20 cada uno de ellos independiente funcional del
otro para conectar con un grupo de cuerpos de lata 12 exterior de
la cabina de pulverización, llevarlos al interior y a través de la
cabina para el recubrimiento y hasta un sistema de transporte 50 y
depositar las latas sobre una cinta transportadora 64 del sistema
de transporte. Los brazos 20 están temporizados de modo que mientras
un brazo está sujetando un grupo o serie de cuerpos de lata en la
zona de recubrimiento por pulverización y llevando el grupo hasta
el sistema de transporte 50, el otro brazo está moviéndose hasta la
zona de carga externa de la cabina de pulverización para conectar
con el siguiente grupo 40 de cuerpos de lata y llevarlos al interior
de la cabina de pulverización.
En una realización en la que los cuerpos de lata
incluyen una parte final cerrada, tal como la mostrada en la Figura
6, el brazo robótico 20 conecta con cada uno de los cuerpos de lata
mediante una succión aplicada a la parte final cerrada de los
cuerpos de lata. El brazo robótico incluye adicionalmente
características para rotar las latas alrededor del eje longitudinal
36 mientras están sujetas por succión, de modo que el recubrimiento
por pulverización interior y exterior se aplica uniformemente a
todas las superficies del cuerpo de lata.
El sistema de transporte 50 recibe una
pluralidad de cuerpos de lata 12 como un grupo desde el brazo
robótico 20 después de la aplicación del polvo a los cuerpos de
lata por las pistolas de aplicación por pulverización 24 y 26. Se
proporciona una tercera serie de pistolas de pulverización 28
(Figura 5) por encima del sistema de transporte 50 que funciona
aplicando polvo a la parte de los cuerpos de lata que estaba
sujetando el brazo robótico, concretamente el extremo cerrado o
bóveda 34 de los cuerpos de lata en este ejemplo. Las latas se
colocan "bóveda arriba" sobre la cinta transportadora de
suministro, se sujetan "bóveda arriba" por el brazo 20, y se
colocan "bóveda arriba" sobre la cinta 64 del sistema de
transporte 50. Los brazos se colocan sobre la cinta 64 en una zona
54 (Figura 1A) donde están localizadas las pistolas de pulverización
28 de la bóveda. El sistema de transporte 50 después transporta las
latas hasta un horno 60. El horno está equipado con ventiladores
servo-dirigidos y zonas de calentamiento térmico y
funciona curando el polvo aplicado a los cuerpos de lata. Después
de pasar a través del horno 60, las latas se llevan hasta
localizaciones de procesamiento corriente abajo, tal como la
estación de rebajo de latas para rebajar el cuerpo de lata.
Se muestra un diagrama funcional del sistema de
pulverización 10 de la Figura 1 en la Figura 1A. Una cinta
transportadora de suministro 62 suministra los grupos de latas
"bóveda arriba" en una configuración predeterminada hasta una
zona de carga externa de la cabina de pulverización 14 adyacente a
la entrada 16. Un brazo 20 (no mostrado en la Figura 1A) coge el
grupo de latas 40 y las lleva hasta la zona de recubrimiento por
pulverización exterior e interior 42 donde se recubren con polvo
las superficies exterior e interior de las latas del grupo 40. El
brazo lleva el grupo 40 de latas hasta la cinta transportadora 64 y
deposita el grupo de latas sobre la cinta transportadora 64, bóveda
arriba, en la zona de recubrimiento de bóveda 54. Una serie de
pistolas de pulverización 28 (Figura 5) se mueve horizontalmente
sobre las latas depositadas sobre la cinta 64 y pulveriza las
bóvedas de las latas. Las latas después se llevan a través de la
salida 18 de la cabina de pulverización 14 donde se colocan sobre
una cinta de limpieza y recuperación de polvo 66. La cinta incluye
dos zonas de succión de recuperación de polvo 70A y 70B, donde se
recupera el exceso de polvo de la cinta. La cinta transportadora 66
lleva las latas hasta el horno 60, o como se muestra en la Figura 1,
hasta una cinta transportadora de horno distinta 68. Las latas se
hacen avanzar a través del horno 60 donde se cura el polvo. Las
latas recubiertas y curadas después salen del horno y se someten a
etapas de procesamiento corriente abajo, tales como rebajo,
ribeteado, e impresión de color.
El sistema 10 está diseñado de modo que se
aplique polvo a las latas tanto en el interior como en el exterior
(incluyendo la bóveda y la campana) en una estación de aplicación
(cabina de pulverización) y solamente una estación de curado
(horno). La velocidad para una aplicación de polvo a las latas puede
alcanzar entre 400-600 latas por minuto en la
realización ilustrada. En realizaciones preferidas el peso del
recubrimiento para recubrimientos por pulverización es bajo (2
g/lata de 50 ml) y se aplica en una estrecha tolerancia de
suministro de carbón, con una variación máxima de grosor sobre las
latas recubiertas entre 10 y 15 micrómetros, por ejemplo.
La realización y el método de funcionamiento
ilustrados producen una lata de aluminio recubierta para bebidas,
que comparada con enfoques de la técnica anterior, elimina 4
estaciones de proceso, y remplaza dichas estaciones con una
estación-cabina de pulverización 14. Para latas de
acero, el sistema y el método de funcionamiento de la invención
eliminan cinco estaciones de proceso y las remplaza con una
estación. Por consiguiente, los métodos y sistema de esta invención
presentan una opción atractiva en términos de costes capitales y de
funcionamiento en comparación con métodos de recubrimiento de la
técnica anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
La cabina de pulverización 14 se describirá
adicionalmente junto con las Figuras 1-6.
\vskip1.000000\baselineskip
La cabina de pulverización 14 incluye pistolas
22 y 28 que suministran un polvo, preferiblemente sujeto a carga
electrostática, desde una fuente de polvo 90 mediante un conducto de
suministro 92, mostrado en la Figura 2. El polvo puede ser
cualquier polvo adecuado para propósitos de recubrimiento por
pulverización, tal como los descritos en Pregmon, patente de
Estados Unidos 3.882.064; Jung et al., patente de Estados
Unidos 6.472.472, y Srinivasan, patente de Estados Unidos
5.994.462. La naturaleza, color, composición o características del
polvo no se consideran particularmente críticas y pueden usarse
estas y otras composiciones en polvo conocidas ahora o
desarrolladas posteriormente. Ejemplos de polvos adecuados son
polvos de poliéster puro, polvos de epoxi puro, e híbridos de
poliéster y epoxi.
En teoría puede usarse cualquier color de polvos
aprobados para contacto directo con alimentos, incluyendo polvos
blancos o costosos. Generalmente, se usa el mismo polvo para la
aplicación interna y externa.
\vskip1.000000\baselineskip
Las pistolas de aplicación por pulverización 22,
28 son de diseño convencional y pueden adoptar la forma de pistolas
de pulverización descritas en la bibliografía técnica y de patentes.
Las pistolas están diseñadas preferiblemente de modo que no alteren
la carga electrostática aplicada al polvo mientras se pulverizan las
superficies exterior e interior de las latas con polvo
simultáneamente en la zona de recubrimiento exterior e interior 42
de la cabina de pulverización.
\vskip1.000000\baselineskip
Los brazos robóticos 20 de la cabina de
pulverización se muestran mejor en las Figuras 5 y 6. Cada brazo 20
está suspendido desde una guía 102 que se extiende en la longitud de
la cabina de pulverización. Las guías incluyen una parte 104 que
permite que los brazos se muevan lateralmente y a un lado para
permitir que el otro brazo coja el nuevo grupo de latas 40 o
deposite el grupo de latas 40 sobre la cinta 64. Básicamente, en
funcionamiento, cada brazo 40 es funcional para sujetar y
transportar una pluralidad de cuerpos de lata como un grupo 40
dentro de la cabina de pulverización 14. Funcionan de un modo tal
que se alternan para transportar grupos de cuerpos de lata hasta la
localización de la primera y segunda series de pistolas de
pulverización 24 y 26 para el recubrimiento exterior e interior y
depositar los grupos de latas sobre la cinta 64. Además, las guías
102 están dispuestas de modo que el brazo robótico se mueva en el
exterior de la entrada a la cabina de pulverización para coger una
pluralidad de latas como un grupo 40 (véase la Figura 6) y las mueva
a través de la entrada 16 de la cabina de pulverización hasta la
zona de aplicación de polvo (localización de las series de pistolas
24 y 26) y desde la zona de aplicación de polvo hasta la cinta
transportadora 64 del sistema de transporte 50. Como se muestra en
la Figura 6, mientras un brazo 20A está cogiendo un nuevo grupo 40
de latas, el otro brazo 20 está llevando un grupo de latas hasta
las pistolas 24 y 26 para el recubrimiento exterior e interior y
después para su colocación sobre la cinta transportadora 64. Con
referencia adicional a la Figura 6, después de que el grupo de
latas 40 se coloque sobre la cinta 64, un tercer brazo 106 que lleva
las pistolas de pulve-
rización de bóveda 28 se mueve lateralmente sobre las latas 40 y recubre por pulverización las bóvedas de las latas.
rización de bóveda 28 se mueve lateralmente sobre las latas 40 y recubre por pulverización las bóvedas de las latas.
Los brazos 20 están construidos con una
pluralidad de manguitos de vacío (elementos de succión) 108 (véanse
las Figuras 5 y 6). Con referencia a la Figura 6, cuando los brazos
20 se bajan sobre el grupo de latas 40 sobre la cinta
transportadora de suministro 62, los manguitos de vacío 108 hacen
contacto con las bóvedas de las latas, y se aplica vacío a los
elementos 108 que permite que las latas queden retenidas en el brazo
cuando el brazo levanta las latas de la cinta transportadora 62 y
las lleva al interior de la cabina de pulverización. Además, los
brazos incluyen una disposición mecánica interna (no mostrada) que
funciona rotando cada uno de los cuerpos de lata alrededor del eje
longitudinal 36 (Figura 7) mientras se está aplicando el polvo a los
cuerpos de lata por las pistolas de pulverización 24 y 26,
asegurando un recubrimiento uniforme de polvo en las latas 12. Una
velocidad de rotación adecuada es de 20 RPM pero, por supuesto, esto
puede variar según se desee.
Las latas colocadas sobre la cinta
transportadora de suministro 62 están dispuestas en una
configuración predeterminada que se adapta a la configuración del
brazo robótico. Por ejemplo, la configuración puede ser filas y
columnas de latas. En el ejemplo de la Figura 1A y 6, la
configuración es dos columnas de latas y N filas, y donde N es
mayor de o igual a dos. N puede ser mayor de 10, tal como 16. Son
posibles otras configuraciones tales como grupos de latas, cada
grupo en una disposición circular o de otro modo.
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Con referencia a las Figuras 1-6
y en particular a la Figura 2, el sistema 10 incluye un sistema de
transporte 50 que sirve para hacer avanzar las latas a través de y
fuera de la cabina de pulverización 14 y al interior y a través del
horno 60. El sistema de transporte 50 en la realización ilustrada
incluye varias cintas diferentes para conseguir estas funciones.
La cinta o colchoneta 64 recibe los grupos de
latas desde los brazos 40. La cinta 64 es una colchoneta metálica
perforada en la realización ilustrada. La recuperación de polvo
puede suceder por debajo de la cinta 64.
Obsérvese que los brazos 20 viajan en una
dirección generalmente lineal (impuesta por las guías 102 de la
Figura 2 y 3), y la dirección del movimiento del sistema de
transporte 50 incluyendo la cinta 64 es sustancialmente
perpendicular a la dirección lineal del recorrido del brazo
robótico. Esta característica permite que el brazo apile las latas
muy cercanas, véase, por ejemplo, la disposición de las latas sobre
la cinta 64 en la Figura 2.
Como se muestra en la Figura 2, después de haber
transportado las latas fuera de la cabina de pulverización se
transfieren sobre una segunda cinta de limpieza perforada 66. Se
proporciona al menos una zona de succión próxima a la cinta del
sistema de transporte 55 donde se recupera el exceso de polvo de los
cuerpos de lata después de haber aplicado polvo a los cuerpos de
lata en las zonas de aplicación de polvo 42 y 54. En la realización
ilustrada, se muestran dos de dichas zonas de succión en 70A y 70B
en la Figura 1A. La cinta 66 puede estar hecha de Teflón o incluye
un recubrimiento de Teflón.
El sistema de transporte también incluye
preferiblemente un tercer componente, mostrado como cinta 68 en la
Figura 2, que recibe las latas de la cinta 66 y lleva las latas a
través del horno 60. La cinta también es una cinta perforada.
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El horno de fusión eléctrica/curado 60 contiene
3 zonas de calentamiento (de aproximadamente 40 kw cada una) y 1
zona de refrigeración. Los motores de los ventiladores (no
mostrados) están servo-dirigidos y la velocidad de
escape puede ajustarse independientemente (para evitar el deterioro
de latas que se caen). La longitud del horno dependerá de factores
tales como las temperaturas de fusión y los tiempos de curado de los
polvos a usar, y la velocidad de la cinta 68. Un polvo ideal
solamente necesita un horno de 12 m con dos zonas de calentamiento
de 36 kw. La temperatura del horno variará dependiendo del polvo
usado y puede estar entre 180ºC y 220ºC, idealmente la temperatura
es lo más baja posible para reducir el consumo de energía para el
sistema. El tiempo de curado para curar el polvo dependerá de la
composición del polvo. Tiempos representativos están entre 2 y 10
minutos.
Hay un limpiador de colchoneta instalado al
final del horno para limpiar la cinta 68.
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Con referencia a las Figuras 1-7
y en particular a la Figura 6, se suministra un grupo 40 de dos
filas de dieciséis latas cada una "bóveda arriba" fuera de la
cabina de pulverización 14 sobre la cinta transportadora de
suministro 62, descasando las latas sobre su borde cortado 31.
Después, el brazo robótico de aplicación en polvo 20 coge las
latas. En particular, el brazo robótico 20 desciende y coge las
treinta y dos latas (con vacío aplicado en los manguitos de vacío
108) simultáneamente en la bóveda 34 de las latas.
Desde el momento en que las latas se elevan
desde la cinta transportadora de suministro, las treinta y dos latas
comienzan a rotar a 20 RPM. Las latas se mueven por el brazo 20 al
interior de la cabina de pulverización 14.
Las latas se mueven a elevada velocidad en
dirección ascendente y horizontal hasta la posición de aplicación o
zona de recubrimiento exterior e interior 42. En la posición de
aplicación 42 el brazo robótico dispara las pistolas de aplicación
externa 24 y mueve las latas de forma vertical hacia abajo hacia las
pistolas de aplicación interior 26, durante esta operación el polvo
externo se aplica por las pistolas 24. En el punto más bajo, el
brazo robótico se detiene durante 30 ms.
En este punto las pistolas externas 24 dejan de
pulverizar y se disparan las treinta y dos pistolas de aplicación
interna 26, ahora las latas se mueven verticalmente hacia arriba y
se aplica el recubrimiento interno a las latas. El proceso completo
de aplicación en polvo (externa e interna) debe tardar no más de 2,3
segundos.
Después las latas se mueven por el brazo
robótico con elevada velocidad hasta la colchoneta o cinta de
aplicación de bóveda 64. Durante este movimiento las latas dejan de
rotar. Las treinta y dos latas se colocan simultáneamente sobre la
colchoneta metálica perforada 64, "bóveda arriba". La
colchoneta metálica 64 está conectada a tierra para mantener un
potencial electrostático entre las latas colocadas sobre la
colchoneta y el polvo cargado aplicado por las pistolas de
pulverización de bóveda 28 de la Figura 6.
La colchoneta perforada 64 mueve las latas 90º
lateralmente del movimiento del robot; esto permite un estrecho
espaciado entre las latas.
La pulverización de aplicación a la bóveda se
hace con las pistolas 28 (Figura 6) que pulverizan una nube continua
de polvo sobre las bóvedas de las latas. Las pistolas están montadas
en un brazo 106 que se mueve lateralmente sobre las latas para
aplicar el polvo a las bóvedas.
Después las latas se transportan desde la cinta
metálica 64 hasta la cinta de limpieza 66 (Figura 1A, 2). En este
punto las latas aún están bóveda arriba (de pie sobre el borde
cortado 31, Figura 7).
Para evitar restos de polvo en el borde cortado
de la lata, hay una ranura de succión para la recuperación de polvo
colocada en el extremo de la cinta metálica 64; el final de la cinta
metálica 64 está justo fuera de la cabina de pulverización como se
muestra en las Figuras 5 y 6.
Ahora, las latas se transfieren desde la cinta
64 hasta la cinta de limpieza de Teflón perforada 66. Esta cinta 66
contiene dos zonas de succión de recuperación de polvo potentes 70A
y 70B (Figura 1A), una (70B) en el inicio de la cinta, y una (70A)
al final de la cinta donde se recoge y recupera el residuo final de
polvo.
Ahora, las latas se transfieren sobre la cinta
de horno de Teflón perforada 68 (Figura 2), aún bóveda arriba. Se
usa una cinta perforada para la cinta de horno 68 para evitar que
quede condensación en el interior de las latas.
La cinta 68 hace avanzar las latas como un grupo
a través del horno 60 donde se cura el polvo. Las latas después se
transfieren hasta localizaciones de procesado corriente abajo. Los
detalles de procesado corriente abajo no son importantes y variarán
dependiendo del tipo de lata.
A partir del análisis anterior, también se
apreciará que se ha descrito un método de recubrimiento continuo por
pulverización de cuerpos de lata, que comprende las etapas de:
a) proporcionar una serie 40 de cuerpos de lata
12 en una localización exterior de una cabina de pulverización en
una configuración predeterminada (véase la Figura 6);
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b) mover un brazo robótico 20 hasta la
localización, conectar el brazo robótico a la serie de cuerpos de
lata y mover el brazo robótico y los cuerpos de lata conectados al
interior de la cabina de pulverización 14;
c) mientras se sujeta la serie de cuerpos de
lata con el brazo robótico, aplicar un polvo a los cuerpos de lata
dentro de la cabina de pulverización (usando las pistolas de
pulverización 24 y 26);
d) liberar el grupo de cuerpos de lata del brazo
robótico (sobre la colchoneta metálica 64); y
e) aplicar polvo adicional al grupo de cuerpos
de lata en la localización donde los cuerpos de lata estaban
conectados al brazo robótico, debido a las pistolas 28 que se mueven
sobre las bóvedas de las latas sobre la colchoneta 64 y aplicar
polvo a las latas "bóveda arriba", y
f) repetir las etapas a), b), c), d) y e),
debido a las operaciones de los brazos 20A y 20B que cogen
repetidamente series de latas suministradas sobre la cinta
transportadora de suministro 62 y mueven las latas a través de la
cabina de pulverización, véase la descripción anterior y las Figuras
5 y 6.
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También se apreciará que se ha descrito un
método de recubrimiento por pulverización de cuerpos de lata 12 que
comprende las etapas de:
a) mover una pluralidad de cuerpos de lata hasta
una localización exterior de una cabina de pulverización (usando la
cinta transportadora de suministro 62, véase la Figura 6);
b) mover la pluralidad de cuerpos de lata como
un grupo al interior de la cabina de pulverización 14 y hasta una
zona de aplicación de polvo 42 dentro de la cabina de pulverización
(véanse las Figuras 1A y 6);
c) aplicar un polvo a los cuerpos de lata (véase
el análisis anterior de la cabina de pulverización y las pistolas 24
y 26);
d) mover el grupo de cuerpos de lata hasta un
sistema de transporte (véanse las Figuras 5 y 6, depositándose las
latas sobre la colchoneta metálica 64 del sistema de transporte 50
de la Figura 2); y
e) aplicar polvo adicional al grupo de cuerpos
de lata después de colocar los cuerpos de lata sobre el sistema de
transporte (operación de las pistolas de pulverización de bóveda 28
después de la liberación de las latas sobre la colchoneta metálica
64, véase el análisis anterior).
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Aunque anteriormente se han analizado varios
aspectos ejemplares y realizaciones, los especialistas en la
técnica reconocerán que son posibles, por supuesto, modificaciones,
permutaciones, adiciones y sub-combinaciones de los
mismos y variaciones de los detalles específicos de las
realizaciones ilustradas. Por lo tanto, se pretende que las
siguientes reivindicaciones adjuntas y las reivindicaciones a
continuación introducidas se interpreten de forma que incluyan
todas estas modificaciones, permutaciones, adiciones y
sub-combinaciones como dentro de su verdadero
espíritu y alcance.
Claims (31)
1. Un sistema (10) para el recubrimiento por
pulverización de cuerpos de lata (12), que comprende:
una cabina de pulverización (14) que tiene una
entrada (16) y una salida (18), comprendiendo la cabina de
pulverización al menos un brazo robótico (20) y una pluralidad de
pistolas de aplicación por pulverización (22), siendo funcional el
al menos un brazo robótico para mover una pluralidad de cuerpos de
lata como un grupo (40) hasta una zona de aplicación de polvo (42)
donde se plica polvo al interior y el exterior de la pluralidad de
cuerpos de lata por la pluralidad de pistolas de aplicación por
pulverización;
un sistema de transporte (50) para recibir la
pluralidad de cuerpos de lata como un grupo desde el al menos un
brazo robótico; y
un horno (60) que recibe la pluralidad de
cuerpos de lata desde el sistema de transporte y funcional para
curar el polvo aplicado a la pluralidad de cuerpos de lata.
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2. El sistema (10) de la reivindicación 1, en el
que los cuerpos de lata (12) incluyen una parte final cerrada (34) y
en el que el al menos un brazo robótico (20) conecta con la
pluralidad de cuerpos de lata mediante succión aplicada a la parte
final cerrada de cada uno de los cuerpos de lata.
3. El sistema (10) de la reivindicación 2, en el
que la cabina de pulverización (14) incluye adicionalmente una zona
(54) donde se aplica polvo a la parte final cerrada (34) de los
cuerpos de lata (12) después de haberse liberado los cuerpos de lata
del brazo robótico (20) sobre el sistema de transporte (50).
4. El sistema (10) de la reivindicación 1,
comprendiendo adicionalmente el sistema al menos una zona de succión
(70A, 70B) próxima al sistema de transporte (50) donde se recupera
el exceso de polvo de los cuerpos de lata (12) después de haber
aplicado el polvo a los cuerpos de lata en la zona de aplicación de
polvo (42).
5. El sistema (10) de la reivindicación 1,
comprendiendo el sistema al menos dos brazos robóticos (20), cada
uno de los cuales funciona moviendo una pluralidad de cuerpos de
lata (12) como un grupo (40) hasta la zona de aplicación de polvo
(42) y después hasta el sistema de transporte (50).
6. El sistema (10) de la reivindicación 1, en el
que el sistema de transporte (50) incluye un primer componente que
comprende una cinta perforada (64) que recibe el grupo (40) de latas
(12) desde el al menos un brazo robótico (20), donde el brazo
robótico se mueve en una dirección lineal, y donde la dirección del
movimiento del primer componente del sistema de transporte es
sustancialmente perpendicular a la dirección lineal del movimiento
del brazo robótico.
7. El sistema (10) de la reivindicación 6, en el
que el sistema de transporte (50) incluye un segundo componente que
comprende una cinta de limpieza perforada (66) que tiene áreas de
succión de recuperación de polvo (70A, 70B), recibiendo el segundo
componente el grupo (40) de cuerpos de lata (12) del primer
componente, y un tercer componente que comprende una cinta
transportadora (68) para transportar los cuerpos de lata a través
del horno (60).
8. El sistema (10) de la reivindicación 7, en el
que la cinta transportadora (68) que transporta los cuerpos de lata
(12) a través del horno (60) comprende una cinta perforada.
9. El sistema (10) de la reivindicación 1, en el
que el al menos un brazo robótico (20) se mueve en el exterior de la
entrada (16) hasta la cabina de pulverización (14) para coger una
pluralidad de latas (12) como un grupo (40) y moverlas a través de
la entrada de la cabina de pulverización hasta la zona de aplicación
de polvo (42) y desde la zona de aplicación de polvo hasta el
sistema de transporte (50).
10. El sistema (10) de la reivindicación 1, en
el que el al menos un brazo robótico (20) funciona rotando cada uno
de la pluralidad de cuerpos de lata (12) mientras se está aplicando
polvo a los cuerpos de lata por las pistolas de pulverización
(22).
11. El sistema (10) de la reivindicación 1, en
el que la pluralidad de pistolas de aplicación por pulverización
(22) comprende:
una primera serie (24) de pistolas de
pulverización funcionales para aplicar un polvo al exterior de la
pluralidad de cuerpos de lata (12) mientras la pluralidad de cuerpos
de lata está sujeta por el al menos un brazo robótico (20);
una segunda serie (26) de pistolas de
pulverización funcional para aplicar un polvo al interior de la
pluralidad de cuerpos de lata; y
una tercera serie (28) de pistolas de
pulverización funcional para aplicar un polvo a la localización de
la pluralidad de cuerpos de lata donde la pluralidad de cuerpos de
lata estaba sujeta por el al menos un brazo robótico.
\vskip1.000000\baselineskip
12. El sistema (10) de la reivindicación 11, en
el que
un sistema de transporte (50) es para recibir la
pluralidad de cuerpos de lata (12) del brazo robótico (20) después
de la aplicación de polvo a los cuerpos de lata por la primera (24)
y la segunda (26) series de pistolas de pulverización.
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13. El sistema (10) de la reivindicación 12, en
el que la cabina de pulverización (14) comprende adicionalmente un
segundo brazo robótico (20), siendo funcional el segundo brazo
robótico para sujetar y transportar una pluralidad de cuerpos de
lata (12) como un grupo (40) dentro de la cabina de pulverización, y
donde el primer y el segundo brazos se alternan para transportar los
grupos de cuerpos de lata hasta la localización de la primera (24) y
la segunda (26) series de pistolas de pulverización.
14. Una cabina de pulverización (14) para un
sistema de recubrimiento por pulverización (10) para latas, que
comprende:
un brazo robótico (20) funcional para sujetar y
transportar una pluralidad de cuerpos de lata (12) como un grupo
(40) dentro de la cabina de pulverización;
una primera serie (24) de pistolas de
pulverización funcional para aplicar un polvo al exterior de la
pluralidad de cuerpos de lata mientras la pluralidad de cuerpos de
lata está sujeta por el brazo robótico;
una segunda serie (26) de pistolas de
pulverización funcional para aplicar un polvo al interior de la
pluralidad de cuerpos de lata; y
una tercera serie (28) de pistolas de
pulverización funcional para aplicar un polvo a la localización de
la pluralidad de cuerpos de lata donde la pluralidad de cuerpos de
lata estaba sujeta por el brazo robótico.
\vskip1.000000\baselineskip
15. La cabina de pulverización (14) de la
reivindicación 14, que comprende adicionalmente:
un sistema de transporte (50) que recibe la
pluralidad de cuerpos de lata (12) del brazo robótico (20) después
de la aplicación de polvo a los cuerpos de lata por la primera y la
segunda series (24, 26) de pistolas de pulverización.
\vskip1.000000\baselineskip
16. La cabina de pulverización (14) de la
reivindicación 15, en la que el brazo robótico (20) viaja en una
dirección lineal, y en la que la dirección del movimiento del
sistema de transporte (50) es sustancialmente perpendicular a la
dirección lineal del recorrido del brazo robótico.
17. La cabina de pulverización (14) de la
reivindicación 15, en la que el sistema de transporte comprende una
cinta perforada (64).
18. La cabina de pulverización (14) de la
reivindicación 15, comprendiendo adicionalmente la cabina de
pulverización un segundo brazo robótico (20), siendo funcional el
segundo brazo robótico para sujetar y transportar una pluralidad de
cuerpos de lata (12) como un grupo (40) dentro de la cabina de
pulverización, y donde el primer y el segundo brazos se alternan
para transportar los grupos de cuerpos de lata hasta la localización
de la primera y la segunda series (24, 26) de pistolas de
pulverización.
19. Un método de recubrimiento por pulverización
de cuerpos de lata (12) que comprende las etapas de:
a) mover una pluralidad de cuerpos de lata hasta
una localización exterior de una cabina de pulverización (14);
b) mover la pluralidad de cuerpos de lata como
un grupo (40) al interior de la cabina de pulverización y hasta una
zona de aplicación de polvo (42) dentro de la cabina de
pulverización;
c) aplicar un polvo a los cuerpos de lata;
d) mover el grupo de cuerpos de lata hasta un
sistema de transporte (50); y
e) aplicar polvo adicional al grupo de cuerpos
de lata después de colocar los cuerpos de lata sobre el sistema de
transporte.
\vskip1.000000\baselineskip
20. El método de la reivindicación 19, que
comprende adicionalmente la etapa de:
f) mover el grupo (40) de cuerpos de lata (12)
desde la cabina de pulverización (14) hasta un horno (60) para curar
el polvo aplicado a los cuerpos de lata.
\vskip1.000000\baselineskip
21. El método de la reivindicación 19, en el que
durante la etapa c) se realiza la etapa adicional de rotar cada una
de las latas (12) del grupo (40) alrededor de un eje.
22. El método de la reivindicación 19, en el que
las latas (12) comprenden latas para bebidas que tienen una parte de
bóveda que cierra un extremo de la lata, y durante las etapas b), c)
y d) el grupo (40) de latas está sujeto por un brazo robótico (20)
mediante succión aplicada por el brazo robótico a la parte de bóveda
de la lata.
23. El método de la reivindicación 22, en el que
en la etapa a) las latas (12) están colocadas en la localización
exterior a la cabina de pulverización (14) en una configuración
predeterminada que se adapta a una configuración del brazo robótico
(20).
24. El método de la reivindicación 23, en el que
la configuración predeterminada comprende una configuración de filas
y columnas de latas (12), donde hay dos columnas y N filas, y donde
N es mayor de o igual a dos.
25. El método de la reivindicación 24, en el que
N es mayor de 10.
26. El método de la reivindicación 19, en el que
la etapa a) comprende proporcionar una serie de cuerpos de lata (12)
a una localización exterior de una cabina de pulverización (14) en
una configuración predeterminada;
la etapa b) comprende mover un brazo robótico
(20) a la localización, conectar el brazo robótico a la serie de
cuerpos de lata (12) y mover el brazo robótico y los cuerpos de lata
conectados al interior de la cabina de pulverización;
la etapa c) comprende mientras se sujeta la
serie de cuerpos de lata con el brazo robótico, aplicar un polvo a
los cuerpos de lata dentro de la cabina de pulverización;
la etapa d) comprende adicionalmente liberar el
grupo de cuerpos de lata del brazo robótico;
la etapa e) comprende aplicar polvo adicional al
grupo de cuerpos de lata en la localización donde los cuerpos de
lata estaban conectados al brazo robótico, y donde el método
comprende adicionalmente la etapa f) repetir las etapas a), b), c),
d) y e) como anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
27. El método de la reivindicación 26, en el que
la configuración predeterminada comprende una configuración de filas
y columnas de latas (12), donde hay dos columnas y N filas, y donde
N es mayor de o igual a dos.
28. El método de la reivindicación 27, en el que
N es mayor de 10.
29. El método de la reivindicación 26, en el que
los cuerpos de lata (12) tienen superficies interior y exterior y en
el que en la etapa c) el polvo se aplica a las superficies interior
y exterior.
30. El método de la reivindicación 19, en el que
los cuerpos de lata (12) comprenden cuerpos de lata para
bebidas.
31. El método de la reivindicación (26), en el
que los cuerpos de lata (12) comprenden cuerpos de lata para
bebidas.
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2008
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