JP7036824B2 - コーティング方法及び対応するコーティング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、いくつかのノズルを備えるアプリケータを用いた部品のコーティングのための、特に自動車車体部品を塗装するためのコーティング方法に関する。
今日に至るまで、自動車車体部品の連続的な塗装のため、塗布装置として回転噴霧器が一般的に使用されているが、この装置は塗布効率が限定されるという欠点がある。つまり、塗布された塗料の一部だけがコーティングされる部品の上に堆積されるが、塗布された塗料の残りを、いわゆるオーバースプレーとして除去しなければならない。
これに対して、より新しく開発されたラインは、例えば特許文献1、特許文献2及び特許文献3から知られるように、塗布装置としていわゆるプリントヘッドを提供する。そのようなプリントヘッドは、既知の回転噴霧器とは対照的に、塗布される塗料のスプレーミストを吐出しないが、狭く限られ、ほぼ完全に塗装される部品上に堆積される塗料ジェットを吐出する。それにより、ほとんどオーバースプレーは起きない。
しかしながら、自動車車体部品の一連のコーティングには高い表面コーティング性能と正確性とが要求されるため、そのようなプリントヘッドは、表面コーティングには、まだ十分に適していない。
既知のプリントヘッドの他の欠点は、現在知られている全てのコーティング効果が実現できるわけではない点である。
更には、部品の端部付近の覆い、及び自動車車体部品の外表面上又は内部の複雑な表面形状は、十分に塗装できないという問題がある。
本発明の技術的な背景は、特許文献4、特許文献5及び特許文献6においても見出される。
独国特許出願公開第102013002412号明細書 米国特許第9108424号明細書 独国特許出願公開第102010019612号明細書 欧州特許出願公開第3002128号明細書 米国特許出願公開第2001/0019340号明細書 欧州特許出願公開第2196267号明細書
それゆえ、本発明は、連続して製造される自動車車体部品の連続する塗装に適した、そのようなノズルアプリケータ(例えば、プリントヘッド)を作成する可能性を創造するという課題に基づく。
この課題は、本独立項の通り本発明に係る操作方法又は本発明に係るコーティング装置によって解決される。
本発明は、例えば、柔軟な流体技術又はバルブ技術制御による、又はノズルアプリケータの柔軟な機械的誘導による、コーティング方法中のノズルアプリケータ(例えば、プリントヘッド)の柔軟な制御という一般的な技術的教示を備える。
本発明において、「ノズルアプリケータ」という用語は、一般的に理解されるべきであり、狭く限定されたコーティング剤のジェットではなく、塗布されるべきコーティング剤のスプレーを吐出する従来の噴霧器(例えば、回転噴霧器、超音波噴霧器、エアミックス噴霧器、エアレス噴霧器等)から区別するために、まず役立つだけである。「ノズルアプリケータ」という用語は、少なくとも1つのノズルが空間に比較的狭く限られたコーティング剤のジェットを吐出することを含む。しかしながら、好ましくは、ノズルアプリケータは、最新技術から知られており、例えば、特許文献1、特許文献2及び特許文献3で説明されているプリンタヘッドである。
本発明の好適な実施形態において、ノズルアプリケータは、塗料(例えば、ベースコート、クリアコート、水性塗料、溶剤塗料等)の塗布のために設計される。しかしながら、本発明で用いられる「コーティング剤」という用語は、塗料に限らず、いくつかの例を挙げると、接着剤、絶縁材料、シーラント、プライマー等のような他のコーティング剤も含むことができる。
本実施形態に係るコーティング方法は、ノズルアプリケータが、コートされるべき部品の表面上を誘導され、シリアルロボット運動力学及び少なくとも6つ又は7つの可動ロボット軸を有する多軸コーティングロボットによって好ましくは行われる、ことを提供する。
ノズルアプリケータは、本発明によれば柔軟に制御される。例えば、バルブを使用して、例えば、コーティング剤の放出を制御するため、ノズルアプリケータ内の制御バルブを用いてノズルを開放する又はブロックすることによって、ノズルアプリケータを柔軟に制御することができる。柔軟な制御のための他の選択肢は、供給される及び塗布されるコーティング剤の量を柔軟に調整することである。コーティング方法の間に、例えばノズルアプリケータを回転させる、傾斜させる、又は位置決めする、又は位置合わせすることによって、例を挙げるとコーティング表面に直角に実質的に位置合わせすることによって、ノズルアプリケータを機械的に柔軟に制御することもできる。
本発明の好適な実施形態において、ノズルアプリケータは、大面積コーティング性能で、又は小面積コーティング性能で、選択的に操作される。
そして、大面積コーティング性能は、自動車車体部品の外表面のような、広い部品表面をコートするために選択される。
一方、ノズルアプリケータの小面積コーティング性能は、細部、特に塗装される自動車車体部品の内部の中、又は端部又はデザインラインがコートされるべき場合に選択される。
大面積コーティング性能と小面積コーティング性能との切換は、自動的に実行することができ、それぞれの色インパクト点の種類に応じてプログラムで制御することができる。
例えば、仮に色インパクト点が、塗装されるべき自動車車体部品のルーフの広い表面領域に位置する場合、ノズルアプリケータは、大面積コーティング性能で、コーティング剤をコートするべきである。
一方、仮に色インパクト点が、塗装されるべき自動車車体部品の内部、又は端部またはデザインラインにある場合、ノズルアプリケータは好ましくは小面積コーティング性能で、コーティング剤をコートするべきである。
これに関連して、本発明は特定の広い面積コーティング性能及び特定の狭い面積コーティング性能、つまり2つの異なる面積コーティング性能に限られないことに言及すべきである。むしろ、本発明の範囲内において、面積コーティング性能は連続的に導入することも可能である。
本発明の好適な実施形態において、ノズルアプリケータ内のノズルは、ノズル列において互いに隣り合って配置され、これにより、それぞれ複数のノズルを備える複数の平行するノズル列も可能となる。ノズルアプリケータは、塗装されるべき部品(例えば、自動車車体部品)の表面上を、事前に設定され、プログラムされた(「教えられた」)移動経路に沿って動かされ、これは、既に簡単に言及したように、シリアルロボット運動力学及び少なくとも6つ又は7つの可動ロボット軸を有する多軸コーティングロボットによって行われることができる。
仮にノズルアプリケータが、大面積コーティング性能で制御されるべき場合、ノズル列が移動経路に対して横方向に(例えば直角に)整列するように、ノズルアプリケータはコーティング剤ジェットのジェット軸を中心に回転される。このようにして、ノズルアプリケータは、単位時間あたり比較的広い部品領域をカバーする。移動経路を横切るノズル列の配列の本発明に関連して使用される定式化は、好ましくは、ノズル列と移動経路との間の角度が50°、60°、75°、80°、又は85°より大きいことを意味する。
一方、仮にノズルアプリケータが小面積コーティング性能で制御されるべき場合、好適な変形例では、ノズル列が移動経路に対して長手方向(例えば平行)に整列するように、ノズルアプリケータはジェット軸を中心に回転される。そして、ノズルアプリケータは、単位時間あたり比較的狭い部品領域をカバーする。移動経路に沿ったノズル列の配列の本発明に関連して使用される定式化は、好ましくは、ノズル列と移動経路との間の角度が、60°、50°、40°、30°、25°、20°、15°、10°又は5°より小さいことを意味する。
ノズルアプリケータは移動の間、つまりコーティング経路の範囲内で回転させることができることも言及されるべきである。これは、移動経路の開始時又は終了時だけでの、又は蛇行する移動経路の転換点だけでのノズルアプリケータの回転と区別することができる。
ノズルアプリケータが、いくつかのノズルが互いに隣接して配置されるいくつかの平行するノズル列を有することができることは、既に簡単に上述した。ここで、ノズルアプリケータの1つ以上のノズル列が、所望の面積コーティング性能に応じて、作動される又は不作動とされることも可能である。
仮にノズルアプリケータが小面積コーティング性能で制御されるべき場合、ノズルアプリケータの全てのノズル列が作動されるわけではない、特に単一のノズル列だけ、又はノズル列の個々のノズルだけが作動されることが好適である。これは、例えば、コーティング距離を理想的な許容範囲のウィンドウ内に維持すること、又はコーティング剤を部品の表面にほぼ直角に衝突させることに役立つ。
一方、仮にノズルアプリケータが大面積コーティング性能で制御されるべき場合、ノズルアプリケータの複数のノズル列が、特に全てのノズル列が、好適には作動される。
ここで、ノズルアプリケータの作動される又は不作動のノズル列の数は、最大値と最小値の間で切り替えられる必要はないことに言及すべきである。本発明の範囲内で、面積コーティング性能を増加又は低減させ、それにより面積コーティング性能のほぼ連続的な調整が可能とするために、ノズル列は個々にオン又はオフに切り替えられることができるという可能性がある。
本発明の実施形態において、ノズルアプリケータの制御の柔軟な調整は、ジェットモードと液滴モードとの間でノズルアプリケータを切り替えることによって実行される。
ジェットモードにおいて、ノズルアプリケータは、液滴ジェットの長手方向に互いに離間する液滴からなる液滴ジェットとは対照的に、コーティング剤ジェットの長手方向に接続されたコーティング剤ジェットを吐出する。この目的のため、コーティング剤ジェットが自然破壊を受けないように、塗布距離が選択されるべきである。
しかしながら、液滴モードにおいて、ノズルアプリケータは、コーティング剤ジェットの長手方向に接続されたコーティング剤ジェットとは対照的に、液滴ジェットの長手方向に互いに離間する液滴からなる液滴ジェットを吐出する。
例えば、自動車車体部品の広い外表面を塗装するため、大面積コーティング性能での表面コーティングが要求される場合、ジェットモードは、好適にはプログラム制御が選択される。
一方、仮にコーティングが、コーティング剤の経路の重なり合う領域内、又は経路の最初又は最後で実行される場合、液滴モードは、好ましくは、プログラム制御下で使用される。
加えて、仮に細かな塗装を実行する場合、又は図形を部品表面に塗布する場合に、液滴モードを有利に使用することができる。
一般に、部品表面をコーティングする際に、部品表面の端部は液滴モードでコートする一方、部品表面の内表面はジェットモードでコートすることも可能である。
ここで、液滴ジェット及び連続するコーティング剤ジェットを、同じノズルアプリケータを用いて同時に吐出することができることも言及されるべきである。これは、液滴ジェットが少なくとも1つのノズルから吐出され、一方で同時に同じアプリケータの少なくとも1つの他のノズルから連続するコーティング剤ジェットが吐出されることを意味する。
代わりに、液滴ジェット及び連続するコーティング剤ジェットは、同じノズルアプリケータから交互に放出されることが可能である。これは、ノズルアプリケータが、液滴モードとジェットモードとの間で切り替えられ、その後は液滴モード又はジェットモードのいずれかのみで機能することを意味する。
代わりに、いくつかのノズルプレートを備えるアプリケータでは、1つのノズルプレートはジェットモードで、別のものが液滴モードで操作されることができる。
代わりに、いくつかのノズルアプリケータを使用することも可能であり、それにより第1のノズルアプリケータは液滴モードで運転し、一方、第2のノズルアプリケーはジェットモードで運転する。
本発明は、また、2つのノズルアプリケータが、コーティングされるべき部品の部品表面上をコーティングロボットによってガイドされ、そして部品表面を一緒にコートすることを可能とする。しかしながら、2つのコーティングロボットと、これらの2つのコーティングロボットによってガイドされるノズルアプリケータとの間のそのような協調のための必要条件は、2つのノズルアプリケータの非常に正確な相対的位置決めである。これは、2つのノズルアプリケータが互いに隣接するコーティング剤経路を塗布する場合に、特に重要である。なぜなら、位置ずれが容易に目に見えるためである。そして、コーティング剤の望ましくない重なりは、オーバーコートにつながる、つまり、重なった領域におけるコーティングの過剰な厚さにつながる。一方、仮にノズルアプリケータ間の距離が広すぎると、隣接するコーティング剤経路間にギャップが生ずる可能性があり、これもまた破壊的であり得る。それゆえ2つのノズルアプリケータは、非常に小さい位置決め許容差を備える高い相対位置決め精度を有する2つのコーティングロボットによって、コートされるべき部品の部品表面上をガイドされる。この相対位置決め許容差は、好ましくは、2mm、1mm、500μm、200μm、100μm、又は更に50μmより小さい。
しかしながら、このより小さい位置決め許容差は、自動車車体部品のための塗装システムでは、容易には達成できない。加えて、通常の多軸塗装ロボットは、設計に応じて特定の位置決め許容差がある。他方で、塗装されるべき自動車車体部品も、塗装システムを通ってコンベヤによって搬送され、それによってコンベヤも比較的大きな位置決め許容差を有する。
それゆえ、本発明は好適には、コーティング対象物及び/又は2つのノズルアプリケータの空間位置を決定するための光学測定システムを提供する。従って、本発明の範囲内で、許容差に関連する位置決め誤差を調整することができるので、所望の高い相対位置決め精度が達成される。
例えば、そのような光学測定システムは、カメラベースであることができ、コーティングロボット上の、及び/又はノズルアプリケータ上のマーカーを光学的に検出することができる。
代わりに、2つのノズルアプリケータの相対的な位置決めを検出し、次に所望の高い位置決め精度を達成するために適切な再調整が可能となるように、コーティングロボットは、例えばロボットハンド軸上、又はノズルアプリケータ自身の上に、センサを有することも可能である。
他の問題は、自動車車体部品のような、強く曲がった部品表面のコーティングである。なぜなら、ノズルアプリケータのノズルと部品表面との間の塗布距離が連続的に変わるからである。更には、ノズルアプリケータ内のノズル間の塗布距離は、均一ではないので、ノズルアプリケータの均一な制御は、個々のノズルの異なる塗布距離による問題につながる可能性がある。
それゆえ、本発明の更なる変形例において、強く曲がった部品表面をコーティングする際、ノズルの作動部分内でコーティング剤ジェットの方向をできるだけ直交させて、できる限り均一な塗布距離があるように、ノズルの第1の部分だけ、好ましくは比較的小さく、ノズルの接続された部分だけを作動させることが計画される。
より少なく曲がった部品表面をコーティングする際、そして特に平坦な部品表面をコーティングする際、最大限の面積コーティング性能を達成するため、ノズルのより広い第2の部分を好適には作動させる。
上述した本発明に係るコーティング方法に加えて、本発明は、対応するコーティング装置(例えば、ペイントショップ)も含み、それにより、このコーティング装置の構造及び機能は、上述した説明から既に明らかであるので、繰り返しを避けるため、上記の説明への引用がなされる。
本発明の他の有利な変形例は、従属項において示されるか、又は以下に示す図面を用いた本発明の好適な実施形態の記載とともに、以下でより詳細に説明される。
最新技術に従って強く曲がった部品表面の塗装の概要を説明する図である。 ノズルアプリケータのノズルの一部が非作動である強く曲がった部品表面の塗装のための本発明に係る変形例である。 小面積コーティング性能を有する塗装の概要を説明する図であり、ノズルアプリケータは移動経路の長手方向に並ぶ。 大面積コーティング性能を有する塗装の概要を説明する図であり、ノズルアプリケータは移動経路に対して横方向に並ぶ。 連続的なコーティング剤ジェットを吐出するノズルアプリケータの概要図である。 液滴ジェットを吐出するノズルアプリケータの概要図である。 部分的に液滴を塗布し、部分的にジェットを塗布した蛇行する移動経路に沿った表面コーティングの概要図である。 カメラベースの測定システムを備える本発明に係る塗装装置の概要図である。 相対位置決めを改善するため個々の塗装ロボット上にセンサを備える図5の変形例である。 図4の変形例である。 図4の変形例である。 図4の変形例である。
以下、ノズルアプリケータ2を用いて自動車車体部品の曲がった部品表面1の従来の方法での塗装を説明する図1Aに係る図面について説明する。
ノズルアプリケータは、それぞれがコーティング剤ジェットを吐出する複数のノズルを有し、それによりノズルアプリケータ2は作動部分4を有し、その範囲内でノズルアプリケータ2の全てのノズルはアクティブ(active)であり、コーティング剤ジェット3を吐出する。ノズルアプリケータ2の作動部分4は、従来、ノズルアプリケータ2の全てのノズルを備え、つまりノズルアプリケータ2の全てのノズルはコーティング剤ジェット3を吐出し、それは、強く曲がった部品表面の塗装にも適用される。しかしながら、結果として、両矢印で示される塗布距離dは、ノズルアプリケータ2内で非常に不均一となる。例えば、図のノズルアプリケータ2の左のノズルについて、塗布距離dは非常に小さく、一方、図の右のノズルについて、塗布距離dは非常に大きい。しかしながら、ノズルアプリケータ2内の塗布距離dの不均一性は、部品表面1上のコーティングの対応する不均質性につながることがある。
この問題は、図1Bに示す本発明に係る解決法によって解決される。例えば、ここで図は、部品表面1の強くカーブした領域を塗装する際の状態を示す。そして、ノズルアプリケータ2の作動部分4は、ノズルの一部のみを備え、一方、ノズルアプリケータ2の非作動部分5におけるノズルは、非作動である。しかしながら、ノズルアプリケータ2の作動部分4内では、塗布距離dは、両矢印で示すように比較的均一であり、ノズルアプリケータ2の作動部分4内で比較的均一な長さを有する。これは、最新技術を用いた場合であるように、部品の強い曲率によって生ずる、部品表面1のコーティングの非均質性を避ける。
図2A及び2Bは、上述した実施形態と一致する変形例を示すので、繰り返しを避けるため、対応する詳細については同じ参照符号を使用し、上記の記載が参照される。
第1に、ノズルアプリケータ2は、部品表面上をプログラムされた(「教えられた」)移動経路6に沿って、シリアルロボット運動力学を備える多軸塗装ロボットによって、誘導され、本発明の原理を説明するため、図は移動経路6の小さな部分だけを示すことに言及するべきである。
ノズルアプリケータは、非作動又は作動のいずれかに切り替えることができるいくつかのノズル7をそれぞれ備えるいくつかの平行なノズル列を有することにも言及すべきである。作動ノズルは、塗りつぶされた円で示されており、一方非作動ノズルは、円環で示されている。
ノズル7は、3つのノズル列8のうち1つに、互いに隣に配置されることも言及されるべきである。
ここで、多軸塗装ロボットは、所望の面積コーティング性能に応じ、移動経路6に沿った移動の間、ノズルアプリケータ2を回転させる。
図2Aは、小面積コーティング性能での塗装ためのノズルアプリケータ2の回転を示す。この操作モードにおいて、ノズル列8を備えるノズルアプリケータ2は、移動経路6に対して平行に並び、3つのノズル列のうち1つだけがアクティブであり、コーティング剤ジェットを吐出する。そして、ノズルアプリケータ2は、比較的小面積コーティング性能で、しかし鋭い端部及び広く段差がなく、動作する。
しかしながら、ノズルアプリケータは、必ずしも移動経路に対して平行である必要あない。むしろ、移動経路に対して、任意の角度α、特にα<60°、α<45°、又はα<20°で、好適な変形例において、回転することができる。
しかしながら、図2Bは、大面積コーティング性能を得るための、ノズルアプリケータ2の回転を示す。そして、多軸塗装ロボットは、ノズル列8を備えるノズルアプリケータ2を、移動経路6に対して角度α>60°、α>75°で、又は直角(α=90°)に回転させる。結果として、ノズルアプリケータ2は、単位時間あたり比較的広い部品表面をカバーする。この操作モードにおいて、ノズルアプリケータ2の全てのノズル列8も、アクティブである、つまり全ての3つのノズル列8内の全てのノズル7は、十分なコーティング厚と大面積コーティング性能を達成するため、それぞれコーティング剤ジェットを吐出する。この操作モードは、例えば、自動車車体部品の広い外表面を塗装するために、選択することができる。
図3Aは、部分的に上述した実施形態に対応する更なる変形例を示すので、繰り返しを避けるため、対応する詳細には同じ参照符号を示し、上記の説明への参照がなされる。
ここで、ノズルアプリケータ2は、コーティング剤ジェット3aの長手方向に接続された連続的なコーティング剤ジェット3aを吐出する。この操作モードは、例えば、大面積コーティング性能で広い外表面を塗装するために、有用かもしれない。
一方、図3Bは、ノズルアプリケータ2の個々のノズルがそれぞれ、液滴ジェット3bの長手方向に互いに分離する複数の液滴からなる液滴ジェット3bを吐出する、可能性のある他の操作モードを示す。この操作モードは、例えば、ほんの数例を挙げると、隣接するコーティング経路の重複する領域において、又はコーティング経路の始点又は終点で、又は細かな塗装にとって、有用かもしれない。
ノズルアプリケータ2は、図3Aに示す操作モード(連続的なコーティング剤ジェット3a)と、図3Bに示す操作モード(液滴ジェット3b)との間で、切り替えられることができることに言及されるべきである。
図4は、多軸塗装ロボットプログラムによって、部品表面上をノズルアプリケータが蛇行する移動経路9に沿って誘導される、蛇行する移動経路9の概要図を示す。
ここで、仮にノズルアプリケータ2が、転換点の領域で液滴ジェット3bを塗布し、一方、転換点の間ではノズルアプリケータ2が連続するコーティング剤ジェット3aを塗布することが、有用であり得る。
液滴ジェット3bの塗布のためのノズルアプリケータ2の描画速度は、連続するコーティング剤ジェット3aの塗布のための描画速度とは異なってもよく、特により遅くてもよい。
図5は、コンベヤ11によって塗装ラインに沿って描画平面に対し直角に搬送される自動車車体部品10を塗布するための、本発明に係る塗装システムの概要であって高度に簡略された図を示す。
塗装は、シリアルロボット運動力学及び6つより多い可動ロボットハンド軸を有する2つの塗装ロボット12、13によって実行され、それにより、ここでは塗装ロボット12、13の概要のみが示される。
塗装ロボット12、13は、それぞれノズルアプリケータ14、15を誘導し、それにより、ノズルアプリケータ14、15は塗装の間、相互作用し、これは、ノズルアプリケータ14、15を位置決めする際に非常に高い相対位置決め精度を要求する。しかしながら、塗装ロボット12、13とコンベヤ11との双方がそれぞれ比較的粗い位置決め許容差であるため、要求される相対位置決め精度は、簡単には達成することはできない。
この実施形態において、それゆえ、カメラベースの測定システムが、ノズルアプリケータ14、15及び/又は自動車車体部品10の実際の相対位置を測定するために設けられ、そして、位置決めを調整することができるので、200μmを下回る要求される位置決め許容差を維持することができる。
カメラベースの測定システムは、カメラ16を有し、ノズルアプリケータ14、15と部品表面との画像を撮り、それを画像評価ユニット17へと送信する。
そして、画像評価ユニット17は、画像評価によって、2つのノズルアプリケータ14、15の相対位置を決定し、必要なら、ノズルアプリケータ14、15の所望の相対位置が、要求される高い位置決め精度が達成されるので、塗装ロボット12、13がその後に制御されるように、制御装置18を制御する。
図6は、図5の変形例を示すので、繰り返しを避けるため上記の説明を参照し、これにより同じ参照符号が、対応する詳細のために使用される。
この実施形態の特別の特徴は、図5の実施形態とは対照的に、カメラベースではない光学的測定システムが備えられる点にある。むしろ、センサ19、20が、2つの塗装ロボット12、13のロボットハンド軸に取り付けられており、2つのノズルアプリケータ14、15の相対位置を検出し、それらを画像評価ユニット17へと送信する。
図7~9は、図4の変形例を示すので、繰り返しを避けるため、対応する詳細には同じ参照符号を使用し、図4の上記の説明への参照がなされる。
図4に係る実施形態の特別な特徴は、コーティング剤ジェット3bが、転換点21でコーティングされるべき部品表面の外側で、つまりコーティングされるべき部品表面の上ではない場所で、一時的にスイッチオフされる点にある。
コートされるべき部品表面内では、連続するコーティング剤ジェット3aを用いてコーティングが施され、一方、コートされるべき部品表面の端では、液滴ジェット3bを用いてコーティングが施される。
図8に示す実施形態は、連続するコーティング剤ジェット3aを用いてずっとコーティングが施されるという事実が、これとは異なる。
一方、図9に示す実施形態では、液滴ジェット3aを用いたスプレーが連続的に施される。
本発明は、上記の好ましい実施形態に限定されない。むしろ、本発明は、本発明の概念を利用し、保護の範囲内に入る多数の変形例及び修正例を含む。特に、本発明は、各場合において言及されている請求項とは独立して、従属項の特徴と主題とに関する保護を請求する。従って、本発明は、互いに独立して保護を享受する本発明の多数の態様を含む。
[付記]
[付記1]
複数のノズル(7)を有するノズルアプリケータ(2;14、15)を備える部品(10)をコーティングするための、特に自動車車体部品(10)を塗装するためのコーティング方法であって、
前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、コーティングの間、柔軟に制御される、
ことを特徴とするコーティング方法。
[付記2]
前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、
a)大面積コーティング性能で、特に領域のコーティングのため、又は、
b)小面積コーティング性能で、特に細かなコーティングのため、
選択的に駆動される、
ことを特徴とする付記1に記載のコーティング方法。
[付記3]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)のノズル(7)はノズル列(8)において、互いに隣り合って配置され、
b)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、コートされるべき前記部品(10)の表面上を所定の移動経路(6)に沿って移動し、
c)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記大面積コーティング性能でのコーティングのために、前記ノズル列(8)が横方向に、特に前記移動経路(6)に対して、60°より大きい、75°より大きい角度(α)で、又は直角に並ぶように、回転し、及び、
d)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記小面積コーティング性能でのコーティングのために、前記ノズル列(8)が長軸方向に、特に前記移動経路(6)に対して平行に、又は60°より小さい、45°より小さい、又は更に20°より小さい角度(α)に並ぶように、回転し、及び/又は、
e)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記移動の間、前記所定の移動経路(6)に沿って回転する、
ことを特徴とする付記2に記載のコーティング方法。
[付記4]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、複数のノズル(7)が互いに隣り合って配置された複数の平行なノズル列(8)を有し、
b)前記小面積コーティング性能での前記コーティングの間、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)のノズル列(8)全てが作動されているわけではなく、特に単一のノズル列(8)だけ又はノズル列の一部だけが作動されており、及び、
c)前記大面積コーティング性能での前記コーティングの間、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の複数の単一のノズル列(8)が、特に全てのノズル列(8)が作動されている、
ことを特徴とする付記3に記載のコーティング方法。
[付記5]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、選択的にジェットモード又は液滴モードで操作され、
b)前記ジェットモードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、コーティング剤ジェット(3a)を吐出し、前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴が前記液滴ジェットの長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されており、及び
c)液滴モードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、液滴ジェット(3b)を吐出し、前記液滴ジェット(3b)は、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されている前記コーティング剤ジェット(3a)とは対照的に、前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する液滴からなる、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載のコーティング方法。
[付記6]
a)同じ前記ノズルアプリケータ(2;14、15)で同時に、
b)同じ前記ノズルアプリケータ(2;14、15)で交互に、又は、
c)ノズルアプリケータの異なるノズルプレートで同時に、又は、
d)異なるノズルアプリケータで同時に、
液滴ジェット(3b)と、連続するコーティング剤ジェット(3a)とが吐出される、
ことを特徴とする付記5に記載のコーティング方法。
[付記7]
a)前記大面積コーティング性能でのコーティングのため、特に表面コーティングのため、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記ジェットモード操作で操作され、及び、
b)前記小面積コーティング性能でのコーティングのため、特にコートされるべき部品表面の細かなコーティングのため、及び/又は部品表面(1)の端部では、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記液滴モードで操作される、
ことを特徴とする付記5又は6に記載のコーティング方法。
[付記8]
a)予め定められた前記移動経路(6)の最初、及び/又は最後、及び/又は転換点で、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記液滴モードで操作し、他で前記ジェットモードで操作し、及び/又は、
b)コーティング剤経路が重なる重複領域では、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記液滴モードで操作し、他では前記ジェットモードで操作する、
ことを特徴とする付記5乃至7のいずれか1つに記載のコーティング方法。
[付記9]
前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記ノズル(7)がコーティング剤ジェット(3a)を吐出するジェットモードだけで操作され、
前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴が前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェットの長手方向に連続する、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載のコーティング方法。
[付記10]
a)第1のノズルアプリケータ(14)は、第1のコーティングロボット(12)によって、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を誘導され、
b)第2のノズルアプリケータ(15)は、第2のコーティングロボット(13)によって、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を誘導され、及び、
c)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は、前記コーティング剤ロボット(12、13)によって、前記コーティングロボット(12、13)によってコートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を、2mm、1mm、500μm、200μm、100μm又は50μmより少ない位置決め許容差で、高い相対位置決め精度で位置決めされる、
ことを特徴とする付記1乃至9のいずれか1つに記載のコーティング方法。
[付記11]
a)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)及び/又は前記コーティング対象物の空間位置は、高い位置決め精度を達成するため、光学測定システム(16、17)によって、特に、前記コーティングロボット上にマーカーを備えるカメラベースの測定システム(16、17)によって、測定され、及び/又は、
b)前記コーティングロボット(12、13)は、それらの相対位置を検出し、それにより前記高い位置決め精度を可能とするために、センサ(19、20)を特にロボットハンド軸上に有する、
ことを特徴とする付記10に記載のコーティング方法。
[付記12]
a)強く曲がった部品表面の前記コーティングの間、前記ノズル(7)の第1の部分(4)だけが作動され、一方、前記ノズル(7)の第2の部分(5)は非作動であり、及び、
b)わずかに曲がった部品表面の、特に平坦な部品表面の前記コーティングの間、前記ノズル(7)の前記第2の部分(5)も、作動される、
ことを特徴とする付記1乃至11のいずれか1つに記載のコーティング方法。
[付記13]
部品(10)を、特に自動車車体部品(10)をコーティング剤でコーティングするためのコーティング装置であって、
a)コートされるべき前記部品(10)に対して前記コーティング剤を塗布するための複数のノズル(7)を有するノズルアプリケータ(2;14、15)、
b)コートされるべき前記部品(10)の上を所定の移動経路(6)に沿って前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を誘導する多軸コーティングロボット(12、13)、及び、
c)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)及び/又は前記コーティングロボット(12、13)を制御する制御装置(18)、
を有し、
d)前記制御装置(18)は、前記部品表面上を移動する間、柔軟に前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を制御する、
ことを特徴とするコーティング装置。
[付記14]
前記制御装置(18)は、
a)特に領域のコーティングのために、大面積コーティング性能で、又は、
b)特に細かなコーティングのために、小面積コーティング性能で、
前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を選択的に制御する、
ことを特徴とする付記13に記載のコーティング装置。
[付記15]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)における前記ノズル(7)は、ノズル列(8)内で互いに隣り合って配置され、
b)前記制御装置(18)は、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)が回転するように前記コーティングロボットを制御し、
c)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、大面積コーティング性能でのコーティングのため、前記ノズル列(8)が、前記移動経路(6)に対して特に60°より大きい、75°より大きい角度(α)で、又は直角に横方向に並ぶように、前記コーティングロボットによって回転し、及び、
d)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、小面積コーティング性能でのコーティングのため、前記ノズル列(8)が、前記移動経路(6)に対して特に平行に、又は60°より小さい、45°より小さい、又は更に20°より小さい角度(α)で、長手方向に並ぶように、前記コーティングロボットによって回転し、及び/又は、
e)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記移動の間、前記所定の移動経路(6)に沿って回転する、
ことを特徴とする付記13又は14に記載のコーティング装置。
[付記16]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、複数のノズル(7)が互いに並んで配置される複数の平行するノズル列(8)、
b)前記小面積コーティング性能での前記コーティングの間、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の全てのノズル列(8)が作動されているわけではなく、特に単一のノズル列だけ又はノズル列の一部だけが作動するように、前記制御装置(18)は、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を制御し、及び、
c)前記大面積コーティング性能での前記コーティングの間、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の複数のノズル列(8)、特に全てのノズル列(8)を作動させるように、前記制御装置(18)は、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を制御する、
ことを特徴とする付記15に記載のコーティング装置。
[付記17]
a)前記制御装置(18)は、ジェットモードで又は液滴モードで、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を選択的に操作し、
b)前記ジェットモードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、コーティング剤ジェット(3a)を吐出し、前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴は前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェットの長手方向に接続され、及び、
c)前記液滴モードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、液滴ジェット(3b)を吐出し、前記液滴ジェット(3b)は、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されている前記コーティング剤ジェット(3a)とは対照的に、前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する液滴からなる、
ことを特徴とする付記13乃至16のいずれか1つに記載のコーティング装置。
[付記18]
a)前記制御装置(18)は、前記大面積コーティング性能でのコーティングのため、特に表面コーティングのため、前記ジェットモードで前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作し、及び、
b)前記制御装置(18)は、前記小面積コーティング性能でのコーティングのため、特に詳細なコーティングのため及び/又はコートされるべき部品表面(1)の端部で、前記液滴モードで前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作する、
ことを特徴とする付記17に記載のコーティング装置。
[付記19]
a)前記制御装置(18)は、前記経路の開始点、及び/又は前記経路の終点、及び/又は前記所定の移動経路(6)の転換点では前記液滴モードで、他では前記ジェットモードで、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作し、及び/又は、
b)前記制御装置(18)は、重複するコーティング経路の重複する領域では、前記液滴モードで、他では前記ジェットモードで、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作する、
ことを特徴とする付記13乃至18のいずれか1つに記載のコーティング装置。
[付記20]
a)第1のノズルアプリケータ(14)は、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面(1)上を、第1のコーティングロボット(12)によって誘導され、
b)第2のノズルアプリケータ(15)は、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面(1)上を、第2のコーティングロボット(13)によって誘導され、及び、
c)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は、2mm、1mm、500μm、200μm、100μm又は50μmより小さい位置決め許容差での高い相対位置精度で前記コーティングロボット(12、13)によってコートされるべき前記部品(10)の前記部品表面(1)上に位置する、
ことを特徴とする付記13乃至19のいずれか1つに記載のコーティング装置。
[付記21]
a)2つの前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記空間位置は、高い位置決め精度を達成するため、光学測定システム(16、17)、特に、前記コーティングロボット(12、13)上にマーカーを備えるカメラベースの測定システム(16、17)によって、測定され、及び/又は、
b)前記コーティングロボット(12、13)は、それらの相対位置を検出し、それにより前記高い位置決め精度を可能とするために、センサ(19、20)を特にロボットハンド軸上に有する、
ことを特徴とする付記20に記載のコーティング装置。
[付記22]
a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)はプリントヘッドであり、及び/又は、
b)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、スプレーミストとは対照的に狭く限られたコーティング剤ジェット(3a、3b)を吐出し、及び/又は、
c)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、少なくとも80%、90%、95%又は99%の塗布効率を有することで、塗布された前記コーティング剤の実質的に全てが、オーバースプレーせずに前記部品(10)の上に完全に堆積され、及び/又は、
d)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、少なくとも0.5m/分、1m/分、2m/分、又は少なくとも3m/分の面積コーティング性能を有し、及び/又は、
e)塗布された前記コーティング剤の前記堆積流量と、前記コーティング剤の前記出口速度は、前記コーティング剤が、前記部品(10)に当たった後で前記部品(10)から跳ね返らないように設定され、及び/又は、
f)前記プリントヘッドからの前記コーティング剤の前記出口速度は、少なくとも5m/秒、7m/秒、又は10m/秒であり、及び/又は、
g)前記プリントヘッドからの前記コーティング剤の前記出口速度は、30m/秒、20m/秒、又は10m/秒を超えない、及び/又は、
h)前記ノズル(7)と前記部品表面との間の前記塗布距離(d)は、少なくとも4mm、10mm、20mm、又は40mmであり、及び/又は、
i)前記ノズル(7)と前記部品表面との間の前記塗布距離(d)は、最大で200mm又は100mmであり、及び/又は、
j)前記コーティング剤は、塗料、特にベースコート、クリアコート、エフェクト塗料、マイカ塗料、又はメタリック塗料であり、及び/又は、
k)前記コーティングは、水性塗料または溶剤塗料であり、及び/又は、
l)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)から前記コーティング剤の液滴を放出するために、少なくとも1つの電気的に制御可能なアクチュエータ、特に磁気アクチュエータ、又はピエゾアクチュエータを有する、
ことを特徴とする付記13乃至21のいずれか1つに記載のコーティング装置。
1 部品表面
2 ノズルアプリケータ
3 コーティング剤ジェット
3a コーティング剤ジェット
3b 液滴ジェット
4 ノズルアプリケータの作動部分
5 ノズルアプリケータの非作動部分
6 プログラムされた移動経路
7 ノズル
8 ノズル列
9 蛇行する移動経路
10 自動車車体部品
11 コンベヤ
12 塗装ロボット
13 塗装ロボット
14 ノズルアプリケータ
15 ノズルアプリケータ
16 カメラ
17 画像評価ユニット
18 制御装置
19 センサ
20 センサ
21 転換点
d 塗布距離

Claims (9)

  1. 複数のノズル(7)を有するノズルアプリケータ(2;14、15)を備える部品(10)をコーティングするためのコーティング方法であって、
    a)第1のノズルアプリケータ(14)は、コートされるべき前記部品(10)の部品表面上を、第1のコーティングロボット(12)によって誘導され、
    b)第2のノズルアプリケータ(15)は、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を、第2のコーティングロボット(13)によって誘導され、
    c)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)及び/又はコートされるべき前記部品(10)の空間位置は、光学測定システム(16、17)によって測定され、
    d)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は、前記コーティングロボット(12、13)によって、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を、2mmより少ない位置決め許容差を備える高い相対位置決め精度で位置決めされ、該相対位置決め精度は前記光学測定システム(16、17)によって可能となり、
    e)2つの前記コーティングロボット(12、13)は連携し、及び、
    f)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は連携し、及び前記部品表面を共同してコーティングする、
    ことを特徴とするコーティング方法。
  2. a)前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、選択的にジェットモード又は液滴モードで操作され、
    b)前記ジェットモードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、コーティング剤ジェット(3a)を吐出し、前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴が前記液滴ジェットの長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されており、及び
    c)液滴モードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、液滴ジェット(3b)を吐出し、前記液滴ジェット(3b)は、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されている前記コーティング剤ジェット(3a)とは対照的に、前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する液滴からなる、
    ことを特徴とする請求項1に記載のコーティング方法。
  3. a)同じ前記ノズルアプリケータ(2;14、15)で同時に、
    b)同じ前記ノズルアプリケータ(2;14、15)で交互に、又は、
    c)ノズルアプリケータの異なるノズルプレートで同時に、又は、
    d)異なるノズルアプリケータで同時に、
    液滴ジェット(3b)と、連続するコーティング剤ジェット(3a)とが吐出される、
    ことを特徴とする請求項に記載のコーティング方法。
  4. )大面積コーティング性能でのコーティングのため、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記ジェットモード操作で操作され、及び、
    )小面積コーティング性能でのコーティングのため、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記液滴モードで操作される、
    ことを特徴とする請求項又はに記載のコーティング方法。
  5. 前記ノズルアプリケータ(2;14、15)は、前記ノズル(7)がコーティング剤ジェット(3a)を吐出するジェットモードだけで操作され、
    前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴が前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェットの長手方向に連続する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のコーティング方法。
  6. )前記コーティングロボット(12、13)は、それらの相対位置を検出し、それにより前記高い相対位置決め精度を可能とするために、センサ(19、20)を有する、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のコーティング方法。
  7. 部品(10)を、コーティング剤でコーティングするためのコーティング装置であって、
    a)コートされるべき前記部品(10)に対して前記コーティング剤を塗布するための複数のノズル(7)を有する第1のノズルアプリケータ(2;14、15)、
    b)コートされるべき前記部品(10)の上を所定の移動経路(6)に沿って前記第1のノズルアプリケータ(2;14、15)を誘導する第1の多軸コーティングロボット(12、13)、
    c)コートされるべき前記部品(10)に対して前記コーティング剤を塗布するための複数のノズル(7)を有する第2のノズルアプリケータ(15)、
    d)コートされるべき前記部品(10)の上を所定の移動経路(6)に沿って前記第2のノズルアプリケータ(15)を誘導する第2の多軸コーティングロボット(12、13)、
    e)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)及び/又はコートされるべき前記部品(10)の空間位置を測定するための光学測定システム(16、17)及び、
    )前記ノズルアプリケータ(2;14、15)及び/又は前記コーティングロボット(12、13)を制御する制御装置(18)、
    を有し、
    g)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は、前記コーティングロボット(12、13)によって、コートされるべき前記部品(10)の前記部品表面上を、2mmより少ない位置決め許容差を備える高い相対位置決め精度で位置決めされ、該相対位置決め精度は前記光学測定システム(16、17)によって可能となり、
    h)2つの前記コーティングロボット(12、13)は連携し、及び、
    i)2つの前記ノズルアプリケータ(14、15)は連携し、及び前記部品表面を共同してコーティングする、
    ことを特徴とするコーティング装置。
  8. a)前記制御装置(18)は、ジェットモードで又は液滴モードで、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を選択的に操作し、
    b)前記ジェットモードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、コーティング剤ジェット(3a)を吐出し、前記コーティング剤ジェット(3a)は、液滴からなる液滴ジェット(3b)であって、該液滴は前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する前記液滴ジェット(3b)とは対照的に、前記コーティング剤ジェットの長手方向に接続され、及び、
    c)前記液滴モードでは、前記ノズルアプリケータ(2;14、15)の前記ノズル(7)は、液滴ジェット(3b)を吐出し、前記液滴ジェット(3b)は、前記コーティング剤ジェット(3a)の長手方向に接続されている前記コーティング剤ジェット(3a)とは対照的に、前記液滴ジェット(3b)の長手方向に互いに分離する液滴からなる、
    ことを特徴とする請求項に記載のコーティング装置。
  9. a)前記制御装置(18)は、大面積コーティング性能でのコーティングのため、前記ジェットモードで前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作し、及び、
    b)前記制御装置(18)は、小面積コーティング性能でのコーティングのため、前記液滴モードで前記ノズルアプリケータ(2;14、15)を操作する、
    ことを特徴とする請求項に記載のコーティング装置。
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