KR20220007096A - 코팅 방법 및 해당 코팅 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅제 (예를 들어, 페인트)로 구성 요소(예를 들어, 자동차 차체 구성요소)를 코팅하기 위한 코팅 방법에 관한 것으로, 다음 단계들을 포함하는 코팅 방법에 관한 것이다:
- 코팅할 구성 요소의 구성 요소 표면 상의 패턴을 정의함, 패턴은 윤곽에 의해 드러나는 표면 영역, 그리고
- 윤곽 내에 코팅제로 구성 요소 표면에 대한 면적 코팅,
- 패턴의 적어도 윤곽의 일부분을 따라 코팅제로 구성 요소 표면에 대한 날카로운 가장자리 코팅
또한, 본 발명은 이에 따라 동작하는 코팅 설비를 포함한다.

Description

코팅 방법 및 해당 코팅 설비

본 발명은 코팅제 (예를 들어, 페인트)로 구성요소(예를 들어, 자동차 차체 구성요소)를 코팅하는 코팅 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 대응하는 코팅 플랜트에 관한 것이다.

자동차 차체 구성 요소의 페인팅을 위한 현대적인 코팅 플랜트에서 회전식 분무기는 일반적으로 도포할 페인트의 공간적으로 확장된 스프레이 제트(spray jet)를 전달하는 도포 장치로 사용된다.

다른 한편으로, 보다 최근의 개발 라인은 노즐 애플리케이터를 도포 장치로 제공하며, 프린트 헤드라고도 하며, 예를 들어, DE 10 2013 002 412 A1에 기재되어 있다. 공지된 회전 분무기와는 대조적으로, 이러한 노즐 애플리케이터는 코팅의 공간적으로 확대된 스프레이 제트를 방출하지 않고, 공간적으로 좁게 제한된 코팅제 제트를 분사한다. 이는 도포된 코팅이 코팅될 구성 요소 상에 거의 완전히 증착되어서 오버 스프레이가 거의 없거나 전혀 없다는 이점이 있다. 이러한 알려진 노즐 애플리케이터의 또 다른 이점은, 패턴이 그래픽 또는 글자와 같은 구성 요소 표면에도 적용될 수 있다는 것이다. 그러나 여기서 문제는 패턴의 윤곽이 날카로운 가장자리(sharp-edged)가 아니다.

액적 분사(droplet jet)가 적용될 때, 코팅제 액적은 초기에 구성 요소 표면 상에 원형 코팅을 형성하고, 그후 도포된 코팅의 응집력으로 인해 인접한 도막(coating film)으로 병합된다. 그러나, 액적 (droplet) 구조는 방해가 되는 패턴의 외부 윤곽에 여전히 가시적이다.

동일한 문제는, 액적 분사 대신에, 제트 방향으로 인접한 코팅제 제트가 적용되는 경우 유사한 형태로 발생한다. 이 경우에, 코팅제 제트는 일반적으로 서로 옆에 놓이고 도포된 코팅의 응집력에 기인하여 수렴하는 구성 요소 표면 상에 인접하는 코팅제 경로를 형성한다. 그러나, 상기 경로들의 단부들에서 구조가 또한 보여질 수 있어서, 상기 윤곽은 상기 표면 또는 패턴의 모든 측면들 상에 예리한 에지가 아니다.

본 발명의 기술적 배경에 있어서, DE 198 54 760 A1, DE 10 201 0 0 19 612 A1, DE 10 201 3 006 868 1, EP 0 282 599 A1, DE 199 36 790 A1, EP 2 770 322 A1, FAVRE-BULLE, B: "Automatisierung komplexer Industrieprozesse - Systeme, Verfahren und Infor-mationsmanagement", Springer-Verlag GmbH, 2004, ISBN 978-3-7091-0562-7, DE 10 2016 014 944 A1 및 DE 101 50 826 A1을 참조해야 한다.

따라서, 본 발명은 대응하여 개선된 코팅 방법 및 대응하는 코팅 설비를 생성하는 작업에 기초한다.

본 과제는 본 발명에 따른 코팅 방법 또는 독립 청구항에 따른 대응하는 코팅 설비에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 코팅 방법에서, 코팅될 구성 요소의 구성 요소 표면 상에 생성될 패턴이 정의되는데 ,이때 패턴은 윤곽에 의해 나타나는 표면 영역이다. 본 발명의 맥락에서 사용된 패턴의 개념은 일반적인 의미로 이해되어야 하며, 예를 들어, 코팅 대상물(예 : 자동차 차체의 루프 스파(roof spar), 펜더 등)의 부분 표면 뿐만 아니라 그래픽, 레터링, 그림, 문자, 숫자 및 다른 가능한 디자인을 포함한다.

패턴은 적절한 방식으로 운전자가 반자동 또는 완전히 자동으로 소프트웨어와 같은 지원을 통해 윤곽 부분과 영역 부분으로 나뉜다. 추가적 단계에서, 경로 프로그램은 이러한 방식으로 결정된 정보(부분 표면)로부터 수동, 반자동 또는 완전히 자동으로 생성된다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 방법은, 공지된 코팅 방법에 부합하여, 구성 요소 표면이 바람직하게는 기술적 수준에 관해서는 상술한 바와 같이 노즐 애플리케이터(예: 프린트헤드)를 사용하여, 원하는 패턴의 사전결정된 윤곽 내에 면적으로 코팅되는 것을 규정한다.

본 발명에 따른 코팅 방법은 이제 패턴의 윤곽의 적어도 일부를 따라 구성 요소 표면을 코팅제로 예리하게 코팅하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 패턴은 윤곽 내에 면적으로 채워지는 반면, 패턴의 윤곽 (예를 들어, 프론트 엔드 에지)의 윤곽 또는 윤곽의 부분은 날카로운 에지로 추적된다.

이 두 코팅 단계의 다양한 시퀀스가 발명 범위 내에서 가능하다는 점을 여기서 언급해야 한다. 본 발명의 한 변형은 윤곽 내에서 구성 요소 표면의 면적 코팅이 먼저 수행된 후, 패턴의 윤곽을 따라 날카로운 가장자리의 코팅(sharp-edged coating)이 수행된다는 것을 예상한다. 그러나 패턴의 윤곽을 먼저 그리고 난 다음에, 윤곽 내의 면적 코팅이 가능할 수도 있다.

또한, 사전결정된 패턴의 윤곽 내의 면적 코팅은 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅보다 큰 면적 코팅 성능으로 수행되는 것이 바람직하다는 것이 언급되어야 한다. 본 발명의 맥락에서 사용되는 면적 코팅 성능이라는 용어는 특정 시간 단위 내에 구성 요소 상에 코팅된 면적의 크기, 즉 코팅된 면적의 비율과 필요한 코팅 시간을 정의한다.

도포장치로서의 노즐 애플리케이터의 경우에, 예를 들어 노즐 애플리케이터의 여러 노즐을 활성화 또는 비활성화하여 면적 코팅 성능의 변화를 달성할 수 있다. 따라서, 윤곽 내의 면적 코팅은 많은 수의 활성화 된 노즐로 수행될 수 있는 반면, 패턴의 윤곽을 따르는 에지 코팅은 더 적은 수의 활성화 노즐로 수행될 수있다. 예를 들어, 패턴의 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅은 노즐 애플리케이터의 20, 10, 5 보다 적은 수의 또는 심지어 단 하나의 노즐로 수행될 수 있다.

그러나 한편으로 면적 코팅 및 다른 한편으로의 날카로운 가장자리 코팅을 위한 면적 코팅 성능의 변형은 또한 다른 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 도포된 코팅제의 유속(flow rate)을 변경할 수 있으며, 이를 위해 도포 압력이 변화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 방법에서 매니퓰레이터에 의해 애플리케이터 (예를 들어, 노즐 애플리케이터)가 바람직하게는 구성 요소 표면 위로 이동하는 것이 언급되어야 할 것이다. 매니퓰레이터는 직렬 로봇 운동학(serial robot kinematics)을 갖는 다축 코팅 로봇이 바람직하다. 매니퓰레이터의 또 다른 가능성은 x-y 또는 x-y-z 선형 축 시스템인 것이고, 여기서 애플리케이터가 코팅할 표면상의 어떤 위치로 이동할 수 있는 방식으로 애플리케이터가 축들 중 하나에 부착되고 축들은 서로 부착되거나 연결된다.

전술한 패턴의 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅(sharp-edged coating)에서, 매니퓰레이터는 특정 횡단 속도로 패턴의 윤곽을 따라, 특정 유속의 코팅제를 도포하는 애플리케이터를 이동시킨다. 그러나 패턴의 형상 및 윤곽의 형상에 따라, 애플리케이터가 일정한 횡단 속도로 구성 요소 표면 위로 이동하는 것은 보통 불가능하다. 예를 들어, 애플리케이터는 일반적으로 불연속 방향 진행, 선회 포인트 또는 비틀림이있는 윤곽의 포인트에서, 코너 포인트에서 더 늦어지고 다시 가속해야 한다. 코팅제가 일정한 유속으로 도포되면, 이는 횡단 속도의 변화로 인해 구성 요소 표면 상의 코팅 두께의 상응하는 변화로 이어질 것이다. 구성 요소 표면의 코팅 두께의 이러한 바람직하지 않은 변형은 횡단 속도의 함수로서 코팅제의 유속을 조정함으로써 방지될 수 있다. 따라서, 횡단 속도의 감소는 코팅제의 질량 흐름의 상응하는 감소로 이어지고, 횡단 속도의 증가는 또한 코팅제의 질량 흐름의 상응하는 증가를 필요로한다.

그러나 전술한 횡단 속도의 함수로서의 코팅제의 유속의 조정은, 구성 요소 표면상의 일정한 코팅 두께를 달성하기 위해 모든 경우에 충분하지 않거나, 항상 기술적으로 실현 가능한 것은 아니다. 예를 들어, 직렬 로봇 운동학이 있는 코팅 로봇은 로봇 경로에서 직각 꼬임을 실현하기 어렵다. 따라서 윤곽을 연속적으로 횡단하지 않고, 코너, 꼬임, 선회 포인트가 없기 때문에 매니퓰레이터가 쉽게 횡단할 수 있는 여러 경로 섹션을 횡단하는 것도 유리할 수 있다. 연속적인 경로 섹션 사이에서, 애플리케이터는 코팅제의 전달을 중단하고 이러한 코팅 일시 중지 동안 다음 경로 섹션을 시작한다.

여러 연속적인 경로 섹션으로 횡단될 패턴의 윤곽의 이러한 세분화는 운곽의 꼬임과 같은 문제 지점에서 특히 유용하다. 본 발명의 맥락에서 사용되는 "문제 영역"이라는 용어는 횡단 속도가 예를 들어 50%, 70%, 80% 또는 90% 이상 감소하는 등 통과 속도가 급격하게 떨어져도 매니퓰레이터는 각각의 문제 영역을 중단 없이 통과할 수 있다는 사실을 가리킨다.

매니퓰레이터 유형에 따라, 매니퓰레이터 및/또는 매니퓰레이터, 횡단 축, 기질 및/또는 적용기의 능력으로 구성된 전체 시스템의 강성, 가능한 반지름 및/또는 가속 거리가 달라질 수 있다.

매니퓰레이터의 모션 경로 프로그램이 자동으로 생성될 경우, 위에서 언급한 파라미터는 이 목적을 위해 필요한 소프트웨어에 입력되거나 저장된다.

또한, 매니퓰레이터는 바로 다음의 경로 섹션을 다시 접촉하기 위해 바로 이어지는 경로 섹션의 코팅 사이의 문제 지점에서 꼬임없는 시작 이동을 실행하는 것이 바람직하다는 것이 언급되어야한다.

본 발명의 일 변형 예에서, 윤곽의 날카로운 가장자리 코팅은 제트의 길이 방향, 바람직하게는 전체 윤곽을 따라 인접하는 코팅제 분사로 수행된다.

그러나 본 발명의 또 다른 변형 예에서, 윤곽의 날카로운 가장자리 코팅은 제트의 길이 방향으로 인접한 코팅제 제트로 먼저 수행된 다음 제트의 길이 방향으로 인접하지 않은 수많은 액적으로 구성된 액적 분사로 수행된다.

본 발명의 범위 내에서, 패턴의 면적 코팅 및/또는 윤곽의 날카로운 가장자리 코팅의 면적 코팅은 제트의 길이 방향에 인접한 코팅제 제트와, 제트의 길이 방향으로 인접하지 않는 수많은 액적으로 구성된 액적 분사와 교대로 수행될 수 있다. 다른 제트 형태 (액적 제트 또는 인접 제트) 사이의 이러한 교대는 윤곽 내의 패턴과 윤곽 자체 사이에서 일시적이거나 교대로 나타날 수 있다.

본 발명의 범위 내에서 윤곽 내의 패턴이 먼저 표면에 적용되고나서 윤곽이 추적될 가능성이 있다고 간략히 상술되었다. 본 발명의 범위 내에서, 패턴이 표면에 적용된 후, 초기에 여전히 흐릿한 윤곽의 위치 및 공간 방향을 결정하기 위해 측정 시스템 (예 : 광학 측정 시스템)이 먼저 사용될 수 있고, 따라서 윤곽을 정확한 핏으로 추적할 수 있다.

그러나 그 대신에, 윤곽이 먼저 미리 드로잉 될 수 있고, 윤곽 내의 패턴은 전체 표면에 코팅된다. 이 경우, 윤곽이 미리 그려진 후, 정확한 핏(fit)으로 미리 그려진 윤곽 내에서 패턴을 면적으로 코팅할 수 있도록 먼저 측정 시스템을 통해 윤곽의 공간 위치와 방향을 결정할 수 있다.

전술한 측정 시스템은 매니퓰레이터에 부착되어, 매니퓰레이터와 함께 이동할 수 있다. 그러나 그 대신에, 측정 시스템은 매니퓰레이터와 별도로 고정된 위치에 배치 될 수도 있다.

바람직하게는, 측정 시스템은 이러한 목적을 위해 광학적으로 작동하고 적어도 하나의 카메라 및 하나의 이미지 평가 유닛을 갖는다.

본 발명의 일 변형 예에서, 윤곽 내의 면적 코팅은 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅과 동일한 코팅제로 수행된다.

그러나 본 발명의 또 다른 변형 예에서, 특히 다른 색상의 코팅제가 이러한 목적으로 사용된다.

또한, 본 발명의 범위 내에서, 다른 패턴을 위해 다른 코팅제로 면적 코팅이 수행 될 수 있다. 또한, 다른 윤곽에 대해 다른 코팅제로 날카로운 가장자리 코팅이 수행될 수도 있다.

도 1a는 제트의 세로 방향으로 인접한 코팅제 제트를 노즐 애플리케이터를 갖는 패턴의 종래 도포의 개략도,
도 1b는 구성 요소 표면 상에 코팅제 경로가 수렴된 후 도 1a에 따른 패턴,
도 2a는 액적 분사를 방출하는 노즐 애플리케이터에 대한 도 1a의 변형
도 2b는 액적 분사를 방출하는 노즐 애플리케이터에 대한 도 1b의 변형
도 3a-3d는 제트의 길이 방향에서 인접한 코팅제 제트를 방출하는 노즐 애플리케이터를 갖는 본 발명에 따른 패턴의 도포를 갖는 다양한 개략도,
도 4a-4d는 액적 분사를 방출하는 노즐 애플리케이터에 대한 도 3a-3d의 변형,
도 5는 본 발명에 따른 코팅 방법을 나타내는 흐름도, 및
도 6은 본 발명에 따른 코팅 설비의 매우 단순화된 개략도.

코팅제의 응집력으로 인해 구성 요소에 도포된 코팅제 액적 또는 코팅제가 적용 후의 인접한 코팅제 필름으로 수렴한다는 것이 이미 상술되었고, 이는 원칙적으로 바람직하다. 그러나 이러한 수렴은 코팅제 도포 후 일정 흐름 시간 내에만 가능하다. 동일한 코팅제가 윤곽 및 면적 코팅을 위해 사용되면, 윤곽과 내부 표면이 함께 실행되는 것이 기본적으로 바람직하다. 이 경우, 바람직하게는 패턴의 면적 코팅과 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅이 흐름 시간보다 짧은 시간 간격으로 수행되어 윤곽과 표면에 대한 코팅제가 함께 실행될 수 있도록 한다.

윤곽 및 내부 표면에 대해 상이한 코팅제의 경우, 특히 윤곽 및 내부 표면에 대해 다른 색상의 코팅제의 경우에, 코팅제의 이러한 수렴은 정확하게 바람직하지 않다. 이 경우, 패턴의 면적 코팅과 윤곽을 따라 날카로운 가장자리 코팅은 흐름 시간보다 큰 시간 간격으로 수행되어, 윤곽과 내부 표면에 대한 서로 다른 코팅제가 함께 실행되지 않도록 한다.

일반적으로, 코팅제는 스프레이 제트를 방출하지 않고 좁게 제한된 코팅제 제트를 방출하는 애플리케이터에 의해 도포되는 것이 바람직하다는 점을 언급해야 한다. 따라서 애플리케이터는 원칙적으로 선행기술에서 알려진 바와 같이, 프린트헤드일 수 있다.

예를 들어, 코팅제 제트는 제트의 세로 방향으로 서로 분리된 코팅제 액적으로 구성될 수 있다. 그러나 대안으로 코팅제 제트가 제트의 세로 방향으로 인접하는 것도 가능하다.

애플리케이터가 매니퓰레이터, 바람직하게는 직렬 로봇 운동학 또는 선형 축 시스템이 있는 다축 코팅 로봇에 의해 구성 요소 표면 위로 이동하는 것이 바람직하다는 것은 간략히 상술되었다.

매니퓰레이터가 5mm, 2mm 또는 심지어 0.5mm보다 바람직하게는 보다 정확한, 높은 공간 포지셔닝 정확도 및/또는 반복성을 갖는다면 여기에서 유리할 것이다. 이것은 패턴의 윤곽과 내부 표면을 서로 정확하게 맞게 적용할 수 있도록 하는데 유용하다.

도포되는 코팅제의 종류에 관해서, 본 발명은 1성분 페인트, 2성분 페인트, 수성 페인트 또는 용매 기반 페인트와 같은 페인트에만 한정되지 않는다. 오히려, 코팅제는 접착제, 결합제, 프라이머, 페이스티 재료, 실란트 또는 절연재일 수도 있다.

또한, 코팅제는 애플리케이터와 구성 요소 표면 사이에 특정 도포 거리를 두고 도포하는 것이 바람직하고 도포 거리는 바람직하게는 1mm-80mm, 5mm-50mm 또는 10mm-50mm 범위임을 언급해야 한다.

또한, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 코팅 방법에 대한 보호만을 주장하는 것이 아니라는 점을 언급해야 한다. 오히려, 본 발명은 또한 본 발명에 따라 코팅 방법을 수행하는 해당 코팅 설비에 대한 보호를 주장한다.

따라서, 본 발명에 따른 코팅 장치는 우선 코팅제를 도포하기 위한 애플리케이터로 구성되며, 바람직하게는 노즐 애플리케이터 또는 프린트헤드가 된다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 설비는 애플리케이터를 구성 요소 표면 위로 이동시키기 위한 매니퓰레이터, 바람직하게는 직렬 로봇 운동학 또는 선형 축 유닛을 갖는 다축 코팅 로봇을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 설비는 매니퓰레이터와 애플리케이터을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하고, 제어 시스템은 하드웨어 컴포넌트와 소프트웨어 컴포넌트를 포함할 수 있으며 상이한 부품 및 구성 요소에 분배될 수 있다. 제어 시스템은 코팅 설비가 본 발명에 따른 상술한 코팅 방법을 실행하는 방식으로 설계된다.

이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 코팅 설비는 이미 위에서 언급한 측정 시스템을 포함할 수도 있다.

마지막으로, 본 발명은 제어 시스템에서 실행될때 애플리케이션 시스템이 본 발명에 따른 코팅 방법을 수행하게 하는 대응하는 제어 프로그램에 대한 보호를 주장한다.

제어 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체(예: 컴퓨터 메모리, USB 스틱, CDROM, DVD, 메모리 카드 등)에 저장할 수 있다. 제어 프로그램이 저장된 컴퓨터-판독가능 매체도 보호되도록 해야 한다.

본 발명의 다른 유리한 추가 실시예들은 종속항에 나타내고 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명과 함께 아래에서 더 상세히 설명된다.

도 1a 및 도 1b는 자동차 차체 구성 요소와 같은 구성 요소의 구성 요소 표면에 글자 D 형태인 패턴의 종래 도포의 개략적 표현을 나타낸다. 이 경우, 노즐 애플리케이터가 제트의 길이 방향으로 인접하는 코팅제 제트를 구성 요소 표면 상에 도포하여, 윤곽 (2)에 의해 경계되는 초기에 길쭉한 코팅제 경로 (1)가 구성 요소 표면에 형성되도록 한다. 구성 요소 표면에 충격을 가한 후, 코팅제 경로(1)는 도포된 코팅의 응집력으로 인해 수렴한 다음 인접한 패턴 (3)을 형성한다. 그러나, 이 공지된 유형의 패턴 적용에서, 코팅제 경로 (1)의 아웃라인은 윤곽 (2)을 따라 여전히 인식 가능하다. 따라서, 윤곽 (2)은 특별히 날카로운 것이 아니며, 이는 바람직하지 못하다.

도 2a 및 도 2b는 액적 분사, 즉, 즉, 제트의 길이 방향으로 인접하지 않은 코팅제 액적으로 이루어진 코팅제 제트를 방출하는 노즐 애플리케이터를 갖는 패턴 적용을 위한 대응하는 예시를 나타낸다.

코팅제 경로 (1) 대신에, 코팅제 액적 (4)이 구성요소 표면 상에 형성되어, 도포된 코팅제의 응집력에 의해 인접하는 패턴 (3)을 형성하도록 함께 작동한다. 그러나, 여기서도, 패턴 (3)의 윤곽 (2)은 특별히 날카롭지 않다.

도 3 a-3d 는 본 발명에 따른 패턴 적용의 예시를 나타내고, 이는 도 1a 및 1b 에 원칙적으로 대응한다, 즉, 여기에도, 패턴 (3)은 코팅제 경로(1)가 구성 요소 표면 상에 형성되도록, 제트의 길이 방향으로 인접한 코팅제 제트를 방출하는 노즐 애플리케이터에 의해 적용된다. 도 3a의 참조 부호 (3)는 원하는 패턴, 즉, 전체 공정에서 사용되는 사양을 지정하는 것이 여기에 언급되어야 한다.

여기서, 패턴 (3) 은 내부 윤곽 (5) 과 외부 윤곽 (6) 을 가지며, 이는 패턴 (3)의 원하는 에지 선명도를 생성하도록 예리하게 페인팅된다. 이 목적을 위해, 노즐 애플리케이터는 내부 윤곽 (5)을 따라 외부 윤곽 (6)을 따라 안내한 다음 내부 윤곽 5 또는 외부 윤곽을 에지 선명도있게 코팅하여, 그에 따라 노즐 애플리케이터의 단지 소수의 노즐 또는 단일 노즐만이 원하는 에지 선명도를 달성하기 위해 사용된다.

윤곽 (2) 내의 패턴 (3)의 면적 코팅은, 예를 들어 더 높은 면적 코팅 성능으로 별도의 처리 단계에서 수행된다.

노즐 애플리케이터가 직렬 로봇 운동학을 갖는 다축 코팅 로봇에 의해 구성 요소 표면 위로 안내되는 것이 언급되어야 한다. 이러한 코팅 로봇은 노즐 애플리케이터의 고정밀 포지셔닝을 가능하게하지만, 특히 로봇 경로의 (한계 각도 초과의) 각도를 갖는 꼬임, 특히, 직각인 꼬임은 문제가 된다. 따라서, 외부 윤곽 (6)은 외부 윤곽 (6)이 직각의 꼬임을 나타내는 2 개의 문제 영역 (7, 8)을 갖는다. 상응하여, 내부 윤곽 (5) 또한 내부 윤곽 (5)이 직각의 꼬임을 나타내는 문제 영역 (9, 10)을 갖는다. 따라서 직렬 로봇 운동학을 갖는 코팅 로봇이 노즐 애플리케이터를 문제 영역 7-10으로 정확하게 안내하는 것은 어려운데, 이는 이를 위해서는 통과 속도가 크게 감소해야 하기 때문이다 (한계 값 0).

따라서, 본 발명에 따른 코팅 방법은, 내부 윤곽 (5)이 두 개의 경로 섹션 BA2, BA3로 분할되는 것처럼, 외부 윤곽 (6)이 두 개의 경로 섹션 BA1, BA4로 분할되도록 제공한다. 외부 윤곽 (6)의 날카로운 가장자리 코팅 중에, 경로 섹션 BA1은 우선 코팅되는데, 시작점 P1A에서 시작하여 출발점 P1E에서 끝난다. 경로 섹션 BA1 상에서 큰 각도(예리한 꼬임)가 발생하지 않기 때문에, 코팅 로봇은 거의 일정한 횡단 속도로 경로 섹션 BA1을 따라 노즐 애플리케이터를 안내할 수 있다.

내부 윤곽 (5)의 경로 섹션 BA2은 코팅되는데 따라서, 시작점 B2A에서 시작하여 출발점 P2E에서 끝난다. 여기서도 경로 섹션 BA2 상에서 꼬임이 없으므로, 경로 섹션 BA2내에서 거의 일정한 횡단 속도를 허용한다.

경로 섹션 BA3은 시작점 P3A에서 시작하여 출발점 P3E에서 끝나고 완전히 선형이며, 경로 섹션 BA3 상에서 일정한 횡단 속도를 허용한다.

마지막으로, 경로 섹션 BA4는 시작점 P4A에서 시작하여 출발점 P4E에서 종료된다. 경로 섹션 BA4는 완전히 선형이므로 일정한 횡단 속도를 가능하게 한다.

도 4a-도 4d는 액적 분사를 방출하는 노즐 애플리케이터에 대한도 3a-3d의 을 변형을 나타낸다. 반복을 피하기 위해, 도 3a-3d의 설명을 참조한다.

도 5는 본 발명에 따른 코팅 방법을 설명하기위한 흐름도이다.

프로그램 시작 후, 매니퓰레이터 유형은 먼저 단계 S1, 즉, 사용 된 다축 코팅 로봇의 종류 또는 예를 들어 선형 축 시스템의 유형을 수행한다. 매니퓰레이터 타입에 따라, 관련 파라미터 세트가 로딩되어, 각각의 매니퓰레이터의 특성을 반영한다.

단계 S2에서, 애플리케이터 타입을 결정하고, 대응하는 파라미터 세트는 노즐들의 간격, 노즐 직경 및 노즐의 개수와 같은 선택적인 파라미터들 뿐만 아니라 각각의 애플리케이터 타입의 특성을 반영하도록 로딩된다.

단계 S3에서, 경로 프로그램 알고리즘에 대한 파라미터들은 최대 및/또는 최소 코팅 경로 폭, 최소 가능한 곡선 반경, 최소 및/또는 최대 코팅 체적 흐름 및 최대 경로 속도와 같이 정의된다.

단계 S4에서, 그래픽이 판독되고, 이는 패턴으로서 적용되어야 한다.

단계 S5에서, 그래픽은, 예를 들어, 내부 표면, 윤곽, 할당된 색상 및 이용가능한 색상과의 매칭에 관하여 것과 관련하여 분석된다.

단계 S6에서, 경로 프로그램은 스위치-온(switch-on) 및 스위치 오프(switch-off) 포인트 뿐만 아니라 시작 및 출발 경로를 정의하는 경로 프로그램이 계산된다.

단계 S7에서, 경로 프로그램은 시각화되고 경로 프로그램의 시뮬레이션이 수행된다. 그러면 프로그램 운영자가 결과를 평가할 수 있다. 만약 경로 프로그램이 허용가능하지 않으면, 대응하는 조정이 단계 S3에서 후속된다. 그렇지 않으면, 경로 프로그램이 제어를 위해 해제된다.

도 6은 측정 시스템 (11), 매니퓰레이터 (12), 애플리케이터 (13) 및 제어 시스템 (14)을 갖는 본 발명에 따른 코팅 설비의 매우 단순화 된 개략도를 나타낸다. 제어 시스템 (14)은 하드웨어 컴포넌트 및 소프트웨어 컴포넌트를 가질 수 있으며 다양한 부품 및 구성 요소에 걸쳐 분산될 수 있다.

제어 시스템 (14)은 상술한 방식으로 매니퓰레이터(12) 및 애플리케이터 (13)를 제어하여 본 발명에 따른 모니터링 방법이 수행된다.

여기서, 측정 시스템 (11) 은 패턴의 내부 표면 및 윤곽의 방향 및 공간 위치를 결정할 수 있어, 윤곽 및 내부 표면은 서로에 대해 정확하게 맞아 떨어지도록 적용될 수 있다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명의 아이디어를 사용하고 따라서 보호 범위 내에 있는 많은 변이 및 변형이 가능하다. 특히, 본 발명은 또한 각 경우에 언급된 청구항들과 별개로, 특히 주요 청구항의 특징이 없는 종속 청구항들의 특징 및 주제에 대한 보호를 주장한다. 따라서, 본 발명은 서로 독립적으로 보호를 향유하는 본 발명의 상이한 양태를 포함한다.

1 코팅제 경로
2 윤곽
3 패턴
4 코팅제 액적
5 내부 윤곽
6 외부 윤곽
7, 8 외부 윤곽 6의 문제 영역
9, 10 내부 윤곽 5의 문제 영역
11 측정 시스템
12 매니퓰레이터
13 애플리케이터
14 제어 시스템
BA1-BA4 경로 섹션
P1A-P4A 시작점
P1E-P4E 출발점

Claims (20)

1. 구성 요소를 코팅제로 코팅하기 위한, 특히 자동차 차체 구성 요소를 페인팅하기 위한 코팅 방법에 있어서,
   하기 단계:
   a) 코팅될 구성 요소의 구성 요소 표면 상에 패턴(3)을 정의하는 단계, 상기 패턴(3)은 윤곽(2; 5, 6)에 의해 경계를 이루는 표면 영역이고,
   b) 다음 단계를 특징으로 하는, 윤곽(2; 5, 6) 내에서 코팅제로 구성요소 표면을 면적 코팅,
   c) 패턴(3)의 윤곽(2; 5, 6)의 적어도 일부를 따라 구성 요소 표면을 코팅제로 날카로운 가장자리 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
2. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   윤곽(2; 5, 6) 내의 면적 코팅은 윤곽(2; 5, 6)을 따른 날카로운 가장자리 코팅보다 더 큰 면적 코팅 성능으로 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   a) 코팅을 위해 개별적으로 또는 그룹으로 활성화 또는 비활성화될 수 있는 복수의 노즐을 갖는 애플리케이터(13)에 의해 코팅이 수행되고,
   b) 윤곽(2; 5, 6) 내의 면적 코팅을 위해, 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅의 경우에서보다, 코팅에 대해 더 많은 수의 노즐이 활성화되며,
   c) 윤곽(2; 5, 6)을 따른 날카로운 가장자리 코팅을 위해서, 바람직하게는 애플리케이터(13)의 20, 10, 5 미만 또는 단일 노즐만이 코팅을 위해 활성화 되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
4. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 패턴(3)의 윤곽(2; 5, 6)을 따라 특히 직렬 로봇 운동학을 갖는 매니퓰레이터, 특히 다축 코팅 로봇(12)에 의해 윤곽(2; 5, 6)을 따라 이동하는 애플리케이터(13)에 의하여 날카로운 가장자리 코팅이 수행되고,
   b) 애플리케이터(13)가 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅 동안 특정 유속으로 코팅제를 도포하고,
   c) 매니퓰레이터(12)가 윤곽(2; 5, 6)을 따라 애플리케이터(13)를 날카로운 가장자리 코팅 동안 구성요소 표면 위에서 특정 속도로 이동시키고,
   d) 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅 동안 (2; 5, 6)
   d1) 코팅제의 유속은 가능한 한 일정한 구성 요소 표면의 코팅 두께를 달성하기 위해 횡단 속도의 함수로 조정되고
   d2) 코팅제의 유속이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
5. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 패턴(3)의 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅은 매니퓰레이터(12), 특히 직렬 로봇 운동학을 갖는 다축 코팅 로봇(12)에 의해 수행되고,
   b) 매니퓰레이터(12)가 윤곽(2; 5, 6)을 따라 애플리케이터(13)를 날카로운 가장자리 코팅 동안 구성 요소 표면 위를 특정 횡단 속도로 이동시키고 그렇게 함으로써 윤곽(2; 5, 6)을 횡단하며,
   c) 매니퓰레이터(12)가 윤곽(2; 5, 6)을 인접하게 횡단하지않고, 여러 경로 섹션(BA1-BA4)에서 횡단하고,
   d) 애플리케이터(13)가 윤곽(2; 5, 6)의 바로 연속적인 경로 섹션(BA1-BA4)의 코팅 사이에서 코팅제의 전달을 중단하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   a) 직접적으로 연속적인 경로 섹션들(BA1-BA4)은 윤곽(2; 5, 6)의 문제 지점(7-10), 특히 윤곽(2; 5, 6)의 꼬인 지점에서 서로 인접하는데, 문제 지점(7-10)은 매니퓰레이터(12)가 횡단 속도의 급격한 하락, 특히 50%, 70%, 80% 또는 90% 초과하는 하락이 있는 경우에만 중단없이 문제 지점(7-10)을 통과할 수 있고, 및/또는
   b) 매니퓰레이터(12)가 바로 연속적인 경로 섹션에서 다시 시작하기 위해 바로 연속적인 경로 섹션(BA1-BA4)의 코팅 사이의 문제 지점(7-10)에서 꼬임 없는 시작 이동을 실행하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
7. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 윤곽(2; 5, 6)의 날카로운 가장자리 코팅이 제트의 길이 방향으로 인접한 코팅제 제트로 수행되거나,
   b) 윤곽(2; 5, 6)의 날카로운 가장자리 코팅은 먼저 제트의 길이 방향으로 인접한 코팅제 제트로 수행된 다음, 제트의 길이 방향으로 인접하지 않은 수많은 액적으로 구성된 액적 분사로 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
8. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   패턴(3)의 면적 코팅 및 윤곽(2; 5, 6)의 날카로운 가장자리 코팅은 제트의 길이 방향에 인접한 코팅제 제트와, 제트의 길이 방향으로 인접하지 않는 수많은 액적으로 구성된 액적 분사와 교대로 수행하는데, 실제로
   a) 시간에 교대하거나
   b) 패턴(3)과 윤곽(2; 5, 6) 사이에서 교대로 하는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
   
9. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 먼저 패턴(3)을 코팅한 다음 윤곽(2; 5, 6)을 코팅하는 단계, 또는
   b) 먼저 윤곽(2; 5, 6)을 코팅한 다음 패턴(3)을 코팅하는 단계를 특징으로 하는 코팅 방법.
   
10. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 먼저 패턴(3)을 코팅한 다음 윤곽(2; 5, 6)을 코팅하는 단계, 및
    b) 패턴(3)의 면적 코팅 후에 윤곽(2; 5, 6)을 결정하기 위하여, 구성요소 표면에 적용된 패턴(3)이 측정 시스템(11), 특히 광학 측정 시스템(11)에 의해 공간적 위치 및 규모와 관련하여 감지되는 단계를 특징으로 하는 코팅 방법
    
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 먼저 윤곽(2; 5, 6)을 코팅한 다음 패턴(3)을 코팅하는 단계, 및
    b)패턴(3)의 면적 규모를 결정하기 위해, 구성 요소 표면에 적용된 윤곽(2; 5, 6)이 측정 시스템(11), 특히 광학 측정 시스템(11)에 의해 감지되는 단계를 특징으로 하는 코팅 방법.
    
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    a) 측정 시스템(11)이 매니퓰레이터(12)에 부착되어있고 매니퓰레이터(12)와 함께 이동하거나,
    b) 측정 시스템(11)은 고정된 방식으로 매니퓰레이터(12)와 별도로 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
    
13. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 윤곽(2; 5, 6) 내의 면적 코팅은, 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅과는 다른 코팅제로, 특히 다른 색상의 코팅제로 수행되고, 및/또는
    b) 상이한 패턴(3)의 면적 코팅이, 상이한 코팅 수단, 특히 상이한 색상의 코팅 수단으로 수행되고, 및/또는
    c) 상이한 윤곽(2; 5, 6)의 날카로운 가장자리 코팅은, 상이한 코팅 수단, 특히 다른 색상의 코팅 수단으로 수행되는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
    
14. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 코팅제는, 구성요소 표면에 도포한 후, 구성요소 표면상에 2차원의 인접한 코팅을 형성하기 위해 특정 실행 시간 내에서만 작동할 수 있고,
    b) 패턴(3)의 면적 코팅 및 인접한 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅은 이동 시간보다 짧은 시간 간격으로 수행되어, 표면 및 윤곽(2; 5, 6)의 코팅제가 함께 섞일 수 있는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
    
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 윤곽(2; 5, 6) 내의 면적 코팅은 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅과 다른 코팅제로, 특히 다른 색상의 코팅제로 수행되고,
    b) 코팅제는, 구성요소 표면에 적용된 후 구성요소 표면의 전체 영역에 걸쳐 인접 코팅을 형성하기 위해 특정 흐름 시간 내에서만 작동할 수 있으며,
    c) 패턴(3)의 면적 코팅 및 인접한 윤곽(2; 5, 6)을 따라 날카로운 가장자리 코팅이, 이동 시간보다 더 긴 시간 간격으로 수행되어, 서로 다른 표면 및 윤곽(2; 5, 6)의 코팅제가 표면 및 윤곽(2; 5, 6)의 코팅제가 함께 섞일 수 없는 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
    
16. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 코팅제는 스프레이 제트를 방출하지 않고 좁게 제한된 코팅제 제트를 방출하는 애플리케이터(13)에 의해 도포되고, 및/또는
    b) 코팅제 제트는
    b1) 제트의 길이 방향으로 서로 분리된 코팅제 액적으로 구성되거나
    b2) 제트의 길이 방향으로 인접하고, 및/또는
    c) 애플리케이터(13)가 매니퓰레이터(12), 특히 직렬 로봇 운동학을 갖는 다축 코팅 로봇(12)에 의해 구성요소 표면 위로 이동되고, 및/또는
    d) 매니퓰레이터(12)가 5mm, 2mm 또는 0.5mm보다 더 정확한 공간적 포지셔닝 정확도 및/또는 반복성 정확도를 갖고, 및/또는
    e) 코팅제는 페인트, 특히 1성분 페인트 또는 2성분 페인트, 수성 페인트 또는 용매 기반 페인트, 또는 접착제, 접착 촉진제, 프라이머, 페이스티 재료, 실란트, 절연 재료이고, 및/또는
    f) 코팅제는 애플리케이터(13)와 구성 요소 표면 사이에 특정 도포 거리로 도포되고, 도포 거리는 1mm-80mm, 5mm-50mm 또는 10mm-25mm인 것을 특징으로 하는 코팅 방법.
    
17. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 애플리케이터를 안내하기 위한 매니퓰레이터의 유형을 결정하는 단계,
    b) 메모리로부터 매니퓰레이터-특정 파라미터 세트를 판독하는 단계이고, 매니퓰레이터-특정 파라미터 세트는 매니퓰레이터의 속성을 나타내고,
    c) 애플리케이터의 유형을 정의하는 단계,
    d) 메모리로부터 애플리케이터-특정 파라미터 세트를 판독하는 단계이고, 애플리케이터-특정 파라미터 세트는 애플리케이터의 속성을 나타내고,
    e) 경로 프로그램-특정 파라미터 세트를 정의하는 단계이고, 경로 프로그램-특정 파라미터 세트는 로봇 경로의 속성을 나타내는데, 특히
    e1) 코팅 경로 폭,
    e2) 로봇 경로의 곡선 반경,
    e3) 코팅 체적 흐름,
    e4) 최대 경로 속도,
    f) 메모리에서 패턴 읽기 단계,
    g) 윤곽을 결정하기 위한 판독된 패턴의 분석 단계,
    h) 경로 프로그램의 계산 단계이고, 특히 다음으로 계산,
    h1) 접근 경로,
    h2) 출발 경로,
    h3) 스위치-온 포인트 및/또는
    h4) 스위치-오프 포인트,
    i) 경로 프로그램의 시각화 단계 중 적어도 하나를 특징으로 하는 코팅 방법.
    
18. 구성 요소를 코팅제로 코팅하기 위한 코팅 설비, 특히 자동차 차체 구성 요소를 페인팅하기 위한 코팅 설비로서,
    a) 코팅제를 도포하기 위한 애플리케이터(13),
    b) 특히 직렬 로봇 운동학을 갖는 다축 코팅 로봇(12)의 형태로, 구성요소 표면 위로 애플리케이터(13)를 이동시키기 위한 매니퓰레이터(12), 및
    c) 매니퓰레이터(12) 및 애플리케이터(13)를 제어하기 위한 제어 시스템(14)을 포함하고,
    d) 제어 시스템(14)이 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 따른 코팅 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 코팅 설비.
    
19. 제18항에 있어서,
    패턴(3) 및/또는 윤곽(2; 5, 6)의 공간적 위치와 규모를 검출하기 위한 측정 시스템(11)을 특징으로 하고, 측정 시스템(11)은 제어 시스템(14)과 신호 연결된 것을 특징으로 하는 코팅 설비.
    
20. 애플리케이션 시스템의 제어시스템 상에서 실행될 때, 애플리케이션 시스템이 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 따른 코팅 방법을 실행하게하는, 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터-판독가능 매체, 특히 컴퓨터 메모리.
    

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