HUT50447A - Method and apparatus for surface coating workpieces in large series - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás munkadarabok nagysorozatban történő felületbevonására, melyek előre megadott mozgáspálya mentén szállítóberendezés által vannak mozgatva egy felületbevonó helyen át, melynél a munkadarabok és egy különösen ipari robotra szerelt szóróberendezés közötti távolság a szóróberendezés munkadarabhoz viszonyított relatív elmozdítása által előre betáplált munkaprogram szerint vezérelve van úgy, hogy a program egy munkdarab eredeti, hibamentes felületbevonásához van beállítva. Tárgya továbbá a találmánynak az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés.

Ismeretesek olyan eljárások, melyeknél a felületükön bevonandó jármükarosszériákat nagy sorozatban festőkamrákon keresztül szállítják, melyekben előre programozott fényerőrobotok vagy hasonlók önállóan szóróberendezéseket mozgatnak a karosszéria mentén. A megmunkáló programot szokás szerint adaptív eljárással, egy előre a festőkamrába helyezett karosszériával állítják be. Az ezt követő programvezérelt nagysorozatú bevonásnál feltételezik, hogy a karosszériák ugyanazon helyzetben vannak mint az eredeti adaptív beállításnál, ezért nagyon fontos a lehető legpontosabb beállítás.

A gyakorlatban azonban bebizonyosodott, hogy a talajon mozgatott szállítóberendezések kocsijain, s még inkább a függő konvejoron szállított karosszériák pozicionálásában jelentős eltérés mutatkozik, ami nem, vagy csak nagyon jelentős költségráfordítással küszöbölhető ki. így a pozicionálási eltérések elkerülhetetlenül bevonathibákhoz vezetnek.

A találmány célja jármükarosszériák felületbevonására alkalmas olyan eljárás és berendezés kidolgozása, mellyel a munkadarab pozicionálásából • · · · eredő, a bevonóberendezés helyzetéhez viszonyított tűrések kiegyenlíthetők.

A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy az eredeti felületbevonás során a szóróberendezés legalább egy vonatkozási pontja és a munkadarab legalább egy kiválasztott pontja közötti távolságot mérjük és standard értékként betápláljuk, az ezt követő nagysorozatban történő munkadarab hozzávezetés során a vonatkozási pont és kiválasztott pont közötti távolságot ismételten megmérjük és a mért érték valamint a standard érték közötti eltérést megállapítjuk, és a megmunkálási programot a mért értékek eltéréseinek függvényében úgy állítjuk be, hogy a felületbevonás során az eredeti felületbevonás paramétereit biztosítsuk.

Célszerűnek bizonyult a találmány szerinti eljárás olyan foganatosítási módja, amelynél egy munkadarab pl. járműkárosszéria hibamentes felületbevonását úgy végezhetjük, hogy nem kell állandóan a munkadarab és a bevonóberendezés viszonylagos helyzetét nagyon pontosan biztosítani. Ezáltal többek között a szállítóeszközzel szemben támasztott nagyon szigorú pontossági követelményeket csökkenthetjük.

A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpen! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az • · · ·

1. ábra egy festőkamrában elhelyezett két jármükarosszéria felülnézete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti festőkamrában bemért karosszéria oldalnézete, a

3. ábra pedig a 2. ábrán feltüntetett ka- rosszéria hátulnézete.

Az 1. ábrán vázolt 1 festőkamrába a felületbevonásra szánt 2, 2’ jármükarosszériákat a 3· ábra szerinti 6 függő konvejor szállítja. A függő konvejor a bejelölt nyilak irányában ütemszerüen halad előre úgy, hogy a karosszériák először elérnek egy első bevonóhelyet, ahol egy előre meghatározott megmunkálási időig tartózkodnak / 2 karosszéria/, majd egy ugyanilyen tartózkodási idejű második megmunkáló helyre kerülnek /2’ karosszéria/, végül az 1 festőkamra második végén elhagyják azt. Az első megmunkálóhelyen a 2 karosszéria megfelelő helyeit 3 fényezőrobotok fújják be, melyek elektrosztatikus 4 szóróberendezéssel vannak ellátva, és a vázolt kiviteli alaknál a szállítási irányban helyhez kötötten vannak telepítve. A második bevonóhelyre telepített 3’ fényezőrobot ezzel szemben 5 sínen vagy hasonló szerkezeten a szállítás irányában elmozdítható az álló helyzetben levő 2’ karosszéria mentén. Természetesen fényezőrobotok és további bevonóhelyek egyéb más tetszés szerinti elrendezése is kialakítható. Továbbá más esetekben fennáll annak a lehetősége, hogy a karosszériát nem szakaszosan, hanem • · ·♦ folyamatos ütemben mozgatják a bevonóhelyek egyikén vagy mindegyikén át.

A 3, 3’ fényezőrobotok programozása szokás szerint úgy történik, hogy a nagysorozat megkezdése előtt egy mintakarosszériát mozgatunk a festőkamrán át, és az egyes bevonóhelyeken a fényezőrobotok és szóróberendezések programozása kézzel történik. A szóróberendezések mindenkori mozgáspályájának tárolása a mindenkori szükséges egyéb változó paraméterekkel együtt pl. festékmennyiség, vezérlőlevegő stb. a karosszéria célszerűen megválasztott pontjaihoz viszonyítva történik. Az ily módon beállított program vezérli a továbbiakban a nagysorozatú felületbevonást.

A szállítórendszer elkerülhetetlen tűrései miatt a 2, 2’ karosszériák a nagysorozatú bevonáskor többé vagy kevésbé eltolódnak attól a helyzettől, amihez a 3, 3* fényezőrobotokat az eredeti kézi vezérlésnél beállították. Ez a tolarencia jelentkezhet oldalirányú és/vagy hosszirányú eltolódásként, valamint a hossztengelyre vonatkoztatott szögeltérés gyanánt is. Némely esetben függőleges irányú eltolódás is lehetséges.

Ahhoz, hogy a fentiekből adódó bevonási hiányosságokat elkerülhessük, az itt leirt eljárás szerint az 1 festőkamrába helyezett 2 karosszéria tényleges helyzetét mérni kell, és össze kell ha-

sonlitani az eredeti vezérlőprogram beállításakor fennálló ideális” helyzettel. Ehhez először az eredeti bevonáskor meg kell mérni egy vagy előnyösen legalább két térben elkülönítetten rögzített, a 3, 3’ fényezőrobotok 10, 12 vonatkozási pontjait meghatározó pont és a 2 karosszéria helyzetét jellemző 11 illetve 13 vonatkozási pont közti távolságot megfelelő 7, 8 mérőrendszer segítségével, és ezt az értéket be kell táplálni.

A két 7, 8 mérőrendszer választott térbeli elrendezése az 1,2 és 3. ábrákból látható. Eszerint a 7 mérőrendszer 10 vonatkozási pontjának mérésiránya, a 2 karosszéria függőleges síkjában hátul és alul elhelyezett ponttól ferdén fölfelé a karosszéria hátsó alsó élének közepén levő jellemző 11 vonatkozási ponthoz vezet. A másik mérésirány ezzel keresztirányú, nevezetesen a karosszéria egyik oldalsó alsó sarkától oldalra eső 8 mérőrendszer 12 vonatkozási pontjától e sarokpont felé irányul.

A vázolt kiviteli alaknál tehát a karoszszéria haladási irányára merőlegesen, és azzal megközelítőleg párhuzamosan mérünk. A mérőrendszer kiválasztása messzemenőleg tetszőleges, és a mindenkori gyakorlati feltételektől függ. Lehetséges olyan megoldás is, hogy a két 10, 12 vonatkozási pont távolságát a karosszéria egy közös pontjától mérjük. Egyébként a gyakorlati adottságoktól és a lehetséges helyzeteltérésektől függő• · ·· • ···· ·· · a · · · · · · • ··· ·· · • · · · ···· ······ · · ·

Ί en a két vázolt 7,8 mérőrendszernél több is elhelyezhető.

Az itt leirt kiviteli példánál feltételezzük, hogy a karosszéria függőleges helyzete nem változik. Egyéb esetekben szükségessé válhat, hogy a pozicionálási hibát ne csak két, hanem három dimenziósán korrigáljuk, és ezt a programvezérlésnél figyelembe vegyük.

Az ismertetett mérést minden esetben megismételjük, ha a sorozatgyártás közben egy 2 karosszériát az 1 festőkamrába viszünk. Az ekkor mért távolságértékeket összehasonlítjuk az eredetileg betáplált értékekkel és egy a mérőrendszerekkel összekapcsolt /nem jelölt/ számítógép ebből meghatározza a karosszéria helyzetének 3, 3’ fényezőrobotokhoz viszonyított eltérését. Általánosan ismert számítástechnikai szabályok szerint ez akkor is lehetséges, ha a mérési irányok az ismertetett példától eltérőek. Adott esetben egy modulszerűen felépített rendszerben minden mérőrendszerhez és/vagy bevonóhelyhez hozzárendelhető egy számítógép.

A mérési pontosság növelése érdekében célszerű a standard értéktől való eltérés meghatározására több távolságmérést végezni, és azokat átlagolni. Ez történhet ugyanazon mérőrendszer segítségével végzett több időben megismételt méréssel, és/vagy több, helyileg különbözően elhelyezett mérőrendszerrel.

A megállapított helyzeteltérések alapján a 3, 3’ fényezőrobotok munkaprogramját úgy kell beállítani, hogy a nagysorozatú felületbevonás közben ismét az eredeti bevonási feltételeket biztosítsuk. Sok esetben célszerű a fényezőrobotok mozgáspályáját úgy vezérelni, hogy a szóróberendezés és a munkadarab közötti eredeti távolságérték jöjjön létre. Mivel a szállítórendszer a gyakorlatban nem, vagy nem kielégítő mértékben korrigálható, ezért a 3, 3’ fényezőrobotok kiindulási /null/ helyzetét korrigáljuk a pozicionálási hibához. Ez önmagában ismert módon, elektronikus robotvezérlő rendszerrel történik a mérőrendszer illetve számítógép által szállított adatokhoz való alkalmazkodás utján. A vezérlőrendszer adattárolójában különböző mozgáspályákat tárolhatunk, melyek hozzá igazíthatok a szállítórendszer lehetséges eltéréseihez. Az észlelt pozicióhiba alapján kiválasztódik a megfelelő program és a robotvezérlés mozgásprogrammá alakítja. A robotpályát a programkezdet előtt meg kell határozni, mert általában ONLINE változtatás nem lehetséges.

Bizonyos körülmények között lehetséges olyan megoldás is, hogy nem a mozgáspályát igazítjuk a pozicióhibához, hanem a bevonás paramétereit változtatjuk példaképpen a túl nagy vagy túl kicsi munkadarab távolsághoz.

Célszerűen a távolságot egy adó- és ve• ·· · ·*

vőberendezés segítségével mérjük, ami a jel kibocsátása és munkadarabról való visszaverődése közti időt méri. Előnyös 7,8 mérőrendszerként lüktető lézer távolságmérőt alkalmazni, melyet szilárdan a 3 fényezőrobot talpára illetve a 3’ fényezőrobot mozgatósinére erősített 10, 11 vonatkozási pontokhoz rögzítenek. Hasonló mérőrendszerek, melyek a radar távolságmérés elvén működnek, önmagukban ismertek. Mint említettük, a találmány nem korlátozódik a vázolt, egymásra merőleges tengelyű kétdimenziós mérőrendszerre.

Fentiekben ismertetett eljárás talajhoz rögzített szállitópályákhoz is alkalmas, azonban itt a mozgáspálya adott a munkadarab szállító kocsin való elhelyezése azonban változó.

Claims (9)

1. Eljárás munkadarabok nagysorozatban történő felületbevonására, melyek előre megadott mozgáspálya mentén szállítóberendezés által vannak mozgatva egy felületbevonó helyen át, melynél a munkadarab és egy különösen ipari robotra szerelt szóróberendezés közötti távolság a szóróberendezés munkadarabhoz viszonyított relatív elmozdítása által előre betáplált munkaprogram szerint vezérelve van úgy, hogy a program egy munkadarab eredeti, hibamentes felületbevonásához van beállítva azzal jellemezve, hogy az eredeti felületbevonás során a szóróberendezés legalább egy vonatkozási pontja és a munkadarab legalább egy kiválasztott pontja közötti távolságot mérjük és standard értékként betápláljuk, az ezt követő nagysorozatban történő munkadarab hozzávezetés során a vonatkozási pont és kiválasztott pont közötti távolságot ismételten megmérjük és a mért érték valamint a standard érték közötti eltérést megállapítjuk, és a megmunkálási programot a mért értékek eltéréseinek függvényében úgy állítjuk be, hogy a felületbevonás során az eredeti felületbevonás paramétereit biztosítjuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás az- zal jellemezve, hogy a nagysorozatú üzemmódnál a • -·· ·· · felületbevonás megkezdése előtt az eredetileg mért távolság értékeket beállítjuk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a standard mérési értékektől való eltérések halmazaihoz különböző megmunkálási programokat táplálunk be, és a felületbevonáskor a mindenkori eltérésnek megfelelő programot választjuk ki.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a szóróberendezés egy vagy több vonatkozási pontja és a munkadarab legalább két kiválasztott pontja közti távolságot legalább két egymástól különböző irányban mérjük, és a megmunkálási program beállításához felhasználjuk.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a távolságmérést a munkadarabok mozgatási irányára merőleges, és azzal legalább megközelítőleg párhuzamos síkban végezzük.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy több távolságmérést végzünk, azokból középértéket számolunk, és a középérték standard értéktől való különbségéből számítjuk ki az eltérést.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a távolságokat • · · β adó- és vevőberendezés segítségével mérjük, mellyel a jel kisugárzása és munkadarabról való visszaverődése között eltelt időt határozzuk meg.

8. Berendezés az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására azzal jellemezve, hogy a rögzített vonatkozási pontok /10, 12/ és a karosszéria /2, 2’ / közti távolság mérése lüktető lézeres mérőrendszerekkel /7, 8/ van megoldva.

9. A 8. igénypont szerinti berendezés azzal jellemezve, hogy a festőkamraként /1/ kialakított felületbevonóhelyen térben egymástól elkülönítve két vagy több távolság meghatározására alkalmas lézeres mérőrendszer /7,8/ van elhelyezve.