WO2016180731A1 - Kantenbeschichtung mit einem roboter - Google Patents

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WO2016180731A1
WO2016180731A1 PCT/EP2016/060209 EP2016060209W WO2016180731A1 WO 2016180731 A1 WO2016180731 A1 WO 2016180731A1 EP 2016060209 W EP2016060209 W EP 2016060209W WO 2016180731 A1 WO2016180731 A1 WO 2016180731A1
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coating
workpiece
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coating head
head
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PCT/EP2016/060209
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Stefan Schiele
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Josef Schiele Ohg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C5/0212—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B05C5/0216—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles by relative movement of article and outlet according to a predetermined path

Definitions

  • Coating application agent that applies the coating to the peripheral edge and provides an air flow that removes excess coating from the edge, moving the workpiece and the coating head relative to one another. Furthermore, the present invention relates to a method for coating the peripheral edge of a workpiece with a coating head.
  • Such devices and methods are known from the prior art and are used for example for coating the edges of parquet or window profiles.
  • the workpiece is placed on a conveyor belt and guided along a coating head, which applies the coating, such as a paint or an adhesive to the edge.
  • the coating such as a paint or an adhesive to the edge.
  • these devices are unsuitable for complex components.
  • the object is achieved with a device for at least partial, preferably complete coating of the peripheral edge of a workpiece with a
  • Coating device having a coating head, wherein on / in the
  • Coating head a coating applicator, which applies the coating to the peripheral edge and an air flow is provided, which removes excess coating from the edge, wherein the workpiece and the coating head are moved relative to each other, wherein the movement is carried out by atecsmittei and takes place in at least two spatial directions ,
  • the present invention relates to a coating device which, for example, applies a paint, in particular a water-based paint and / or an adhesive and / or a plastic material, for example a seal, to at least part of the peripheral edge of a workpiece.
  • a paint in particular a water-based paint and / or an adhesive and / or a plastic material, for example a seal
  • the workpiece may be made of wood, metal plastic or a combination of these materials.
  • the workpiece may be rectangular, square, round, elliptical or any other desired shape, for example.
  • the workpiece is plate-like, ie one dimension is essential smaller than the other two.
  • the charging device comprises a coating head or the application chamber, through which the paint is applied, wherein during the coating between the gun and the workpiece, a relative movement is present.
  • the coating head or the application chamber is stationary and the workpiece moves relative to the coating head.
  • the layer thickness with which the paint is applied to the workpiece is regulated by an air flow which removes excess paint from the workpiece and / or distributes it evenly on the workpiece.
  • This air flow is preferably generated by applying a negative pressure to the coating head or the application chamber, with which air is drawn through a gap between the workpiece and the coating head or the application chamber, which wipes excess paint from the workpiece.
  • this air stream is fed downstream of the coating head or the application chamber to a separation system which at least partially, preferably almost completely, removes the paint components from the air stream.
  • the device now has a movement means which moves the workpiece or the coating device in at least two spatial directions.
  • a movement means which moves the workpiece or the coating device in at least two spatial directions.
  • the moving means is an industrial robot.
  • An industrial robot is a preferably universal, programmable machine.
  • Machine generally consists of a manipulator also called robot arm, a controller and an effector, here a gripper, which grips the workpiece, and / or connectable to the coating device.
  • the effector is a Saugmittei, with which the workpiece can be reversibly connected.
  • the effector is a Saugmittei, with which the workpiece can be reversibly connected.
  • Industrial robot equipped with one or more sensors, for example, to capture the contour of the workpiece.
  • the machine is able to autonomously perform a workflow, or to vary the execution of the task, depending on sensor information.
  • the industrial robot arm has at least two levers which are movable relative to each other by a hinge.
  • the two levers their Change angle to each other and / or rotate relative to each other.
  • the robot arm is preferably provided rotatable relative to its total bearing.
  • the effector is preferably movably provided at the one end of a lever.
  • at least one, preferably both levers are provided rotatably about their longitudinal axis.
  • the workpiece or a processing means such as
  • Coating device reversibly attached to the robot arm.
  • the effector is a suction gripper.
  • the movement of the workpiece takes place in a plane which is aligned in particular horizontally. If necessary, the movement of the workpiece can take place on several levels, for example, so that machining areas can overlap without risk of collision.
  • the movement means preferably moves the workpiece and / or the coating head or another processing or drying tool in at least two spatial directions provided at an angle to one another. As a result, in particular the peripheral edge of the workpiece and the corresponding tool are moved relative to each other.
  • the moving means rotates the workpiece, in particular about a horizontal axis of rotation, wherein the workpiece itself does not have to be rotationally symmetric, but can be.
  • the coating agent has a means for generating an air flow.
  • This agent is in particular a negative pressure in the
  • Coating agent and the workpiece sucked air into the coating chamber, which sweeps along the workpiece and thereby removes excess coating material from the workpiece and / or distributed on the tool, i. settles.
  • the coating agent in particular the coating chamber, also has one or more, in particular four, means, for example nozzles, in order to apply the coating agent to the edge of the workpiece.
  • the air flow and / or the application means are separately controllable and / or controllable, in particular switched on and off. Particularly preferably, it is possible to maintain the air flow upright without coating agent emerging from the application means.
  • the moving means in particular the industrial robot, the robot
  • the device according to the invention has a control / regulation, which controls the individual stations of the device / controls.
  • the control / regulation which controls the individual stations of the device / controls.
  • the coating nozzles are shut off shortly before, after or during a 360 ° rotation of the workpiece and / or the axis of rotation of the workpiece is shifted as soon as or after the workpiece has rotated 360 °.
  • the speed of movement of the workpiece may change or remain the same during its machining.
  • Yet another object of the present invention is a method for coating the peripheral edge of a workpiece with a Beschich processing head, wherein at least a portion of the peripheral edge passes through the coating head at least twice.
  • the peripheral edge of a workpiece is coated.
  • the workpiece is rotated during this process.
  • the coating is coated everywhere, i.
  • different process conditions prevail on / in the coating head, at least at times when passing first, than during the second pass.
  • coating agent is applied at the first pass and not at the second pass.
  • the air flow is activated. This will be the second
  • a coating agent is applied to the workpiece and optionally excess coating agent by means of a
  • coating material is removed and / or distributed in particular by the air flow during the second pass.
  • the second pass preferably no coating agent flows out of the coating nozzles of the coating head.
  • the relative movement between the workpiece and the coating head is preferably different during the first and second passes.
  • the distance between the axis of rotation and the coating agent increases during the second passage of the respective section of the peripheral edge.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the coating device is movably provided relative to the industrial robot.
  • Figure 4 shows an embodiment in which the coating device on the
  • FIG. 5 shows an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the method according to the invention.
  • Workpiece which may have, for example, round or rectangular or any other shape and which may for example consist of metal, wood, plastic or a combination of these materials is an inlet conveyor 1, for example, an endless belt or a clamping device, for example, a lathe chuck, which via a displacement device is moved into the working range of the moving means 2, which is designed in the present case as an industrial robot moves.
  • Industrial robot 2 is provided in this example with a first and a second lever, wherein the second lever is provided at the end of the first lever.
  • the angle of both levers with each other is changeable.
  • the angle of the first Hebeis is variable relative to the attachment of the industrial robot.
  • the industrial robot is provided on the whole about a vertically rotatable axis.
  • at least one of the levers, preferably both levers may also rotate about a longitudinal axis.
  • a gripper is provided which
  • the industrial robot grips the workpiece and aligns it. Alternatively, the workpiece is already aligned when it is at the end of the inlet conveyor. The alignment of the industrial robot takes place either via a
  • Measuring the workpiece for example above the inlet conveyor and / or by a displacement of the workpiece, for example by means of the industrial robot against a defined stop, for example, the inlet conveyor. After the industrial robot has grasped the workpiece, this transports this, for example, to a coating preparation station, for example a grinding station 3.
  • This coating preparation station must only be present as an option. Thereafter, the coating of the edge of the workpiece takes place in a coating device 4.
  • This coating device has a coating head, in which one or more coating nozzles are present, the one
  • coating agent such as a paint
  • an air flow is present, which is generated in particular by a negative pressure, which is applied to the coating head to
  • the workpiece preferably moves relative to that which is stationary during coating
  • the coating preferably takes place over the entire peripheral edge of the workpiece.
  • the industrial robot preferably rotates the workpiece about a vertical axis of rotation during the coating.
  • Circulating edge has been at least partially provided with a coating agent
  • the industrial robot transports the workpiece to a drying 5. Even when drying the industrial robot moves the workpiece in particular relative to the preferably stationary drying. Alternatively or additionally, it is also possible to move the drying relative to the workpiece. Depending on the surface requirement, the machining process can be repeated.
  • the workpiece is optionally in turn transported by the industrial robot to a discharge conveyor 6 which moves the workpiece out of the working area of the robot.
  • the processing stations can either face away from the robot or be arranged around the foot of the robot.
  • the coating head is made comparatively narrow.
  • its extension is parallel to the direction of movement of the workpiece less than 20 mm.
  • the coating agent injection into the coating head preferably takes place from 3 or 4 sides, wherein in each case two nozzles are preferably provided at a 45-180 ° angle to one another.
  • the dryer can be, for example, a UV dryer or an IR dryer. However, there may be several dryers that are independent can be activated by each other.
  • the UV lamps are, for example, gallium and / or mercury UV lamps,
  • a workflow in which the edges are painted twice may look like this:
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention. in the
  • two industrial robots 2 are provided, which can be constructed identical or different.
  • the first industrial robot fulfills the transport of the workpiece during the preparation, here grinding work.
  • the second industrial robot moves the workpiece during its coating and / or drying.
  • An additional storage or transport means 7 can be provided between the two industrial robots, on which the workpieces are deposited after and / or before their coating and / or on which the workpieces after their
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • the coating apparatus for example, the coating apparatus
  • Coating preparation 3 and / or the drying provided relative to the working area 8 of the robot movable The movement of these stations takes place before and / or during the respective operation.
  • the movement of one or more of the stations 3 - 5 has the particular advantage that workpieces of different sizes to the
  • Work area of the industrial robot can be adjusted.
  • Figure 4 shows an embodiment of the device according to the invention, in which the coating head 4 is provided on the arm of the industrial robot.
  • the coating preparation 3 and / or the drying 5 can also be provided on the robot arm.
  • the workpiece 9 is stationary during coating and / or is moved by a transport means 10, here 2 conveyor belts.
  • the transport means 10 can also serve only to transport the workpiece 9 in the work area of the industrial robot.
  • FIG. 5 shows the painting, grinding and drying of a workpiece.
  • the paint of the workpiece is shown. It can clearly be seen that initially the peripheral edge 9a, then the circumferential edge 9b, then the peripheral edge 9c and finally the peripheral edge 9d is painted.
  • the pump which supplies the nozzles with coating agent is activated.
  • the workpiece is rotated as shown by the arrow during painting counterclockwise. Alternatively or additionally, the workpiece can also stand still and the coating head moves.
  • the painting nozzles are deactivated, but the workpiece is further along the coating head as indicated by the arrow 12
  • the workpiece is rotated in the same direction after a 360 ° rotation and thereby slowly out of the
  • Pulled out coating head The workpiece consequently makes a spiral movement in sections.
  • Coating head increases.
  • the air flow in the coating head remains activated and preferably increases.
  • coating material in the area of the double coating is distributed in particular to the neighboring area and thus this area of the double coating is finished.
  • Circumferential edge has been ground, the industrial robot removes the workpiece from the abrasive.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Beschichtung der Umlaufkante eines Werkstücks mit einer Beschickungsvorrichtung, die einen Beschichtungskopf aufweist, wobei an/in dem Beschichtungskopf ein Beschichtungsapplikationsmittel, das die Beschichtung auf die Umlaufkante aufträgt und ein Luftstrom vorgesehen ist, der überschüssige Beschichtung von der Kante abträgt wobei das Werkstück und der Beschichtungskopf relativ zueinander bewegt werden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Beschichten der Umlaufkante eines Werkstücks mit einem Beschichtungskopf.

Description

Kantenbeschichtung mit einem Roboter
Vorrichtung zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Beschichtung der Umlaufkante eines Werkstücks mit einer Beschichtungsvorrichtung, die einen
Beschichtungskopf aufweist, wobei an/in dem Beschichtungskopf ein
Beschichtungsapplikationsmittel, das die Beschichtung auf die Umlaufkante aufträgt und ein Luftstrom vorgesehen ist, der überschüssige Beschichtung von der Kante abträgt wobei das Werkstück und der Beschichtungskopf relativ zueinander bewegt werden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Beschichten der Umlaufkante eines Werkstücks mit einem Beschichtungskopf.
Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise zur Beschichtung der Kanten von Parkett oder Fensterprofilen eingesetzt. Dabei wird das Werkstück auf ein Transportband aufgelegt und entlang eines Beschichtungskopfes geführt, der die Beschichtung, beispielsweise einen Lack oder einen Klebstoff auf die Kante aufträgt. Diese Vorrichtungen sind jedoch für komplexe Bauteile ungeeignet.
Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die/das die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Beschichtung der Umlaufkante eines Werkstücks mit einer
Beschichtungsvorrichtung, die einen Beschichtungskopf aufweist, wobei an/in dem
Beschichtungskopf ein Beschichtungsapplikationsmittel, das die Beschichtung auf die Umlaufkante aufträgt und ein Luftstrom vorgesehen ist, der überschüssige Beschichtung von der Kante abträgt, wobei das Werkstück und der Beschichtungskopf relativ zueinander bewegt werden, wobei die Bewegung durch ein Beweg ungsmittei erfolgt und in mindestens zwei Raumrichtungen erfolgt.
Die zu diesem Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemachten Ausführungen gelten für das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen und umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung, die beispielsweise einen Lack, insbesondere einen wasserbasierten Lack und/oder einen Klebstoff und/oder ein Kunststoffmaterial, beispielsweise eine Dichtung auf mindestens einen Teil der Umlaufkante eines Werkstücks aufträgt. Das Werkstück kann aus Holz, Metall Kunststoff oder einer Kombination aus diesen Werkstoffen gefertigt sein Das Werkstück kann beispielsweise rechteckig, quadratisch, rund, elliptisch oder eine sonstige beliebige Form aufweisen.
Insbesondere ist das Werkstück plattenartig vorgesehen, d.h. eine Dimension ist wesentlich kleiner als die beiden anderen. Immer wird zumindest ein Teil der Umlaufkante, vorzugsweise die vollständige Umlaufkante mit einem Beschichtungsmitte! versehen, wobei es wichtig sein kann, dass die Beschichtung gleichmäßig vorgesehen ist, insbesondere dass keine Lacklinsen vorhanden sind.
Die Beschickungsvorrichtung weist erfindungsgemäß einen Beschichtungskopf oder die Applikationskammer auf, durch den der Lackauftrag erfolgt, wobei beim Beschichten zwischen dem Auftragskopf und dem Werkstück eine Relativbewegung vorhanden ist.
Vorzugsweise ist der Beschichtungskopf oder die Applikationskammer ortsfest und das Werkstück bewegt sich relativ zu dem Beschichtungskopf. Weiterhin erfindungsgemäß wird die Schichtdicke, mit der der Lack auf das Werkstück aufgetragen wird durch einen Luftstrom reguliert, der überschüssigen Lack von dem Werkstück wieder entfernt und/oder gleichmäßig auf dem Werkstück verteilt. Dieser Luftstrom wird vorzugsweise dadurch erzeugt, dass an den Beschichtungskopf oder die Applikationskammer ein Unterdruck angelegt wird, mit dem Luft durch einen Spalt zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungskopf oder die Applikationskammer gesaugt wird, der überschüssigen Lack von dem Werkstück abstreift.
Vorzugsweise wird dieser Luftstrom stromabwärts von dem Beschichtungskopf oder der Applikationskammer einem Abscheidesystem zugeführt, das die Lackbestandteile zumindest teilweise, vorzugsweise nahezu vollständig, aus dem Luftstrom entfernt.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung nun ein Bewegungsmittel auf, das das Werkstück oder die Beschichtungsvorrichtung in mindestens zwei Raumrichtungen bewegt. Dadurch können auch die Kanten von komplexen Bauteilen und/oder die gesamte Umlaufkante eines Werkstückes beschichtet werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bewegungsmittel um einen Industrieroboter. Ein Industrieroboter ist eine vorzugsweise universelle, programmierbare Maschine. Die
Maschine besteht im Allgemeinen aus einem Manipulator auch Roboterarm genannt, einer Steuerung und einem Effektor, hier einem Greifer, der das Werkstück, ergreift und/oder mit der Beschichtungsvorrichtung verbindbar ist. Vorzugsweise ist der Effektor ein Saugmittei, mit dem das Werkstück reversibel verbunden werden kann. Vorzugsweise wird der
Industrieroboter mit einem oder mehreren Sensoren ausgerüstet, um beispielsweise die Kontur des Werkstücks zu erfassen. Einmal programmiert ist die Maschine in der Lage, einen Arbeitsablauf autonom durchzuführen, oder die Ausführung der Aufgabe abhängig von Sensorinformationen in Grenzen zu variieren.
Vorzugsweise weist der Industrieroboterarm mindestens zwei Hebel auf, die durch ein Gelenk relativ zueinander bewegbar sind. Vorzugsweise können die beiden Hebel ihren Winkel zueinander verändern und/oder sich relativ zueinander drehen. Der Roboterarm ist vorzugsweise insgesamt relativ zu seinem Lager drehbar vorgesehen. Der Effektor ist vorzugsweise beweglich an dem einen Ende eines Hebels vorgesehen. Vorzugsweise ist mindestens ein, vorzugsweise beide Hebel um ihre Längsachse drehbar vorgesehen.
Mit dem Effektor wird das Werkstück oder ein Bearbeitungsmittel, beispielsweise die
Beschichtungsvorrichtung reversibel an dem Roboterarm befestigt. Vorzugsweise ist der Effektor ein Sauggreifer.
Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Werkstücks in einer Ebene, die insbesondere horizontal ausgerichtet ist. Bedarfsweise kann die Bewegung des Werkstücks auf mehreren Ebenen stattfinden, beispielsweise damit sich Bearbeitungsbereiche ohne Kollisionsgefahr überschneiden können.
Vorzugsweise bewegt das Bewegungsmittel das Werkstück und/oder den Beschichtungskopf oder ein anderes Bearbeitungs- oder Trocknungswerkzeug in mindestens zwei in einem Winkel zueinander vorgesehenen Raumrichtungen. Dadurch werden insbesondere die Umlaufkante des Werkstücks und das entsprechende Werkzeug relativ zueinander bewegt.
Vorzugsweise dreht das Bewegungsmittel das Werkstück, insbesondere um eine horizontale Drehachse, wobei das Werkstück selbst nicht rotationssymmetrisch sein muss, aber sein kann.
Erfindungsgemäß weist das Beschichtungsmittel ein Mittel zur Erzeugung eines Luftstroms auf. Bei diesem Mittel handelt es sich insbesondere um einen Unterdruck in der
Beschichtungskammer oder in dem Beschichtungskopf. Dadurch wird zwischen dem
Beschichtungsmittel und dem Werkstück Luft in die Beschichtungskammer gesaugt, die entlang des Werkstücks streicht und dadurch überschüssiges Beschichtungsmaterial von dem Werkstück entfernt und/oder auf dem Werkzeug verteilt, d.h. schlichtet.
Das Beschichtungsmittel, insbesondere die Beschichtungskammer weist außerdem ein oder mehrere, insbesondere vier Mittel, beispielsweise Düsen auf, um das Beschichtungsmittel auf die Kante des Werkstücks aufzutragen. Vorzugsweise sind der Luftstrom und/oder das Auftragungsmittel getrennt voneinander Steuer- und/oder regelbar, insbesondere an- und abschaltbar. Besonders bevorzugt ist es möglich den Luftstrom aufrecht zu halten, ohne dass Beschichtungsmittel aus den Auftragsmitteln austritt.
Vorzugsweise richtet das Bewegungsmittel, insbesondere der Industrieroboter, das
Werkstück vor dessen Bearbeitung aus. Dies kann durch Vermessen und/oder mittels eines definierten Anschlags erfolgen. Durch die Ausrichtung weiß der Industrieroboter in welcher Lage sich das Werkstück relativ zu dem Roboterarm befindet und kann dessen Bewegung entsprechend regeln.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuerung/Regelung auf, die die einzelnen Stationen der Vorrichtung steuert/regelt. Vorzugsweise weist die
Steuerung/Regelung ein Mitte! auf, das die Position des Werkstücks im Raum und/oder dessen Bewegung erfasst. Abhängig davon werden die Stationen gesteuert geregelt.
Beispielsweise werden die Beschichtungsdüsen abgeschaltet, kurz bevor, nach oder bei einer 360°-Drehung des Werkstücks und/oder die Drehachse des Werkstücks wird verschoben, sobald oder nachdem das Werkstück sich um 360" gedreht hat.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks kann sich bei dessen Bearbeitung verändern oder gleichbleiben.
Noch ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten der Umlaufkante eines Werkstücks mit einem Beschich tungskopf, bei dem mindestens ein Abschnitt der Umlaufkante den Beschichtungskopf zumindest zweimal passiert.
Erfindungsgemäß wird die Umlaufkante eines Werkstücks beschichtet. Beispielsweise wird das Werkstück dabei gedreht. Um sicherzustellen, dass die Beschichtung überall, d.h.
entlang der gesamten Umlaufkante erfolgt ist, wird in der Regel ein schmaler Bereich doppelt lackiert. Diese Doppellackierung wird beim zweiten Passieren abgetragen und/oder auf die benachbarten Teile der Umlaufkante verteilt.
Vorzugsweise herrschen an/in dem Beschichtungskopf zumindest zeitweise beim ersten Passieren andere Prozessbedingungen als beim zweiten Passieren. Beispielsweise wird beim ersten Passieren Beschichtungsmittel aufgetragen und beim zweiten Passieren nicht. Dafür ist beim zweiten Lackieren der Luftstrom aktiviert. Dadurch wird beim zweiten
Passieren eventuell doppelt aufgetragenes Beschichtungsmittel verteilt und/oder abgetragen, so dass keine Linsen oder Nasen entstehen.
Vorzugsweise wird beim ersten Passieren ein Beschichtungsmittel auf das Werkstück aufgetragen und gegebenenfalls überschüssiges Beschichtungsmittel mittels eines
Luftstroms abgetragen.
Vorzugsweise wird beim zweiten Passieren Beschichtungsmittel insbesondere durch den Luftstrom abtragen und/oder verteilt. Beim zweiten Passieren strömt vorzugsweise kein Beschichtungsmittel aus den Beschichtungsdüsen des Beschichtungskopfes.
Vorzugsweise ist die Relativbewegung zwischen Werkstück und Beschichtungskopf beim ersten und beim zweiten Passieren unterschiedlich. Beispielsweise vollführt das Werkstück beim ersten Passieren eine Kreis und beim zweiten Passieren eine Spiralbewegung, d.h. die Lage der Drehachse verändert sich. Vorzugsweise vergrößert sich der Abstand zwischen Drehachse und Beschichtungsmittel beim zweiten Passieren des jeweiligen Abschnitts der Umlaufkante.
Im Folgenden werden die Erfindungen anhand der Figuren erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
Figur 1 zeigt eine Erstausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Beschichtungsvorrichtung relativ zu dem Industrieroboter bewegbar vorgesehen ist.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Beschichtungsvorrichtung an dem
Industrieroboter angeordnet ist.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform, des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das
Werkstück, das beispielsweise rund oder rechteckig oder eine sonstige beliebige Form aufweisen kann und das beispielsweise aus Metall, Holz, Kunststoff oder einer Kombination dieser Werkstoffe bestehen kann, wird über einen Einlaufförderer 1 beispielsweise ein Endlosband oder eine Spannvorrichtung beispielsweise ein Drehfutter, welches über eine Verschiebevorrichtung bewegt wird, in den Arbeitsbereich des Bewegungsmittels 2, das in dem vorliegendem Fall als Industrieroboter ausgeführt ist, bewegt. Der Arm des
Industrieroboters 2 ist bei diesem Beispiel mit einem ersten und einem zweiten Hebel ausgestattet, wobei der zweite Hebel an dem Ende des ersten Hebels vorgesehen ist. Der Winkel beider Hebel zueinander ist veränderbar. Außerdem ist auch der Winkel des ersten Hebeis relativ zur Befestigung des Industrieroboters veränderbar. Der Industrieroboter ist insgesamt um eine vertikal drehbare Achse vorgesehen. Vorzugsweise kann sich außerdem mindestens einer der Hebel, vorzugsweise beide Hebel, um eine Längsachse drehen. Am Ende des zweiten Hebels ist insbesondere gelenkig ein Greifer vorgesehen, der
vorzugsweise als Sauggreifer ausgebildet ist, der sich an dem Werkstück festsaugt, sodass dieses anhebbar und bewegbar ist, ohne dass sich die Lage des Werkstücks relativ zu dem Greifer verändert. Der Industrieroboter greift das Werkstück und richtet dieses aus. Alternativ ist das Werkstück bereits ausgerichtet, wenn sich dieses am Ende des Einlaufförderers befindet. Die Ausrichtung mitteis des Industrieroboters erfolgt entweder über eine
Vermessung des Werkstücks, beispielsweise oberhalb des Einlaufförderers und/oder durch eine Verschiebung des Werkstücks, beispielsweise mittels des Industrieroboters gegen einen definierten Anschlag, beispielsweise des Einlaufförderers. Nachdem der Industrieroboter das Werkstück ergriffen hat, transportiert dieser dieses beispielsweise zu einer Beschichtungsvorbereitungsstation, beispielsweise einer Schleif Station 3. Der
Fachmann versteht, dass diese Beschichtungsvorbereitungsstation jedoch nur optional vorhanden sein muss. Danach erfolgt die Beschichtung der Kante des Werkstücks in einer Beschichtungsvorrichtung 4. Diese Beschichtungsvorrichtung weist einen Beschichtungskopf auf, in dem eine oder mehrere Beschichtungsdüsen vorhanden sind, die ein
Beschichtungsmittel, beispielsweise einen Lack, auf die Kante des Werkstücks auftragen. Vorzugsweise ist in dem Beschichtungskopf ein Luftstrom vorhanden, der insbesondere durch einen Unterdruck, der an dem Beschichtungskopf anliegt, erzeugt wird, um
überschüssiges Beschichtungsmaterial von der Kante des Werkstücks abzutragen und/oder um das Beschichtungsmittel auf der Umlaufkante zu verteilen. Beim Beschichten bewegt sich vorzugsweise das Werkstück relativ zu dem beim Beschichten ortsfesten
Beschichtungskopf. Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung der gesamten Umlaufkante des Werkstücks. Dafür dreht der Industrieroboter das Werkstück vorzugsweise um eine vertikale Drehachse während des Beschichtens. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich die Beschichtungsvorrichtung relativ zu dem Werkstück zu bewegen. Nachdem die
Umlaufkante zumindest teilweise mit einem Beschichtungsmittel versehen worden ist, transportiert der Industrieroboter das Werkstück zu einer Trocknung 5. Auch beim Trocknen bewegt der Industrieroboter das Werkstück insbesondere relativ zu der vorzugsweise ortsfesten Trocknung. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch möglich die Trocknung relativ zu dem Werkstück zu bewegen. Abhängig von der Oberflächenanforderung kann der Bearbeitungsvorgang wiederholt werden. Nachdem die Beschichtung zumindest teilweise getrocknet worden ist, wird das Werkstück optional wiederum von dem Industrieroboter zu einem Auslaufförderer 6 transportiert, der das Werkstück aus dem Arbeitsbereich des Roboters heraus bewegt.
Die Bearbeitungsstationen können entweder dem Roboter abgewandt oder um den Fuß des Roboters herum angeordnet sein.
Vorzugsweise ist der Beschichtungskopf vergleichsweise schmal ausgeführt. Insbesondere beträgt seine Erstreckung parallel zu der Bewegungsrichtung des Werkstückes weniger als 20 mm. Vorzugsweise erfolgt die Beschichtungsmitteleinspritzung in den Beschichtungskopf von 3 oder 4 Seiten, wobei jeweils zwei Düsen vorzugsweise in einem 45 - 180° Winkel zueinander vorgesehen sind.
Bei dem Trockner kann es sich beispielsweise um einen UV-Trockner oder einen IR- Trockner handeln. Es können jedoch mehrere Trockner vorhanden sein, die unabhängig voneinander aktiviert werden können. Bei den UV-Strahlern handelt es sich beispielsweise um Gallium- und / oder Quecksilber-UV-Strahler,
Der Fachmann versteht, dass ein Werkstück eine Bearbeitungsstation mehrfach anlaufen kann. Beispielsweise kann ein Arbeitsablauf wie folgt aussehen:
Auflegen des Werkstücks
- Einfördern in den Arbeitsbereich des Industrieroboters
- Aufnahme und /oder Ausrichtung des Werkstücks durch den Industrieroboter
- Schleifen mindestens einer Kante, vorzugsweise der gesamten Umlaufkante, des Werkstücks
Lackieren mindestens einer, vorzugsweise der gesamten, Umlaufkante des Werkstücks
- Trocknen der beschichteten Kanten
- Ablegen des Werkstücks auf den Auslaufförderer
- Ausfördern des Werkzeugs.
Ein Arbeitsablauf, bei dem die Kanten zweimal lackiert werden kann beispielsweise wie folgt aussehen:
- Auflegen des Werkstücks
Einfördern des Werkstücks in den Arbeitsbereich des Industrieroboters Aufnahme und Ausrichtung des Werkstücks, beispielsweise durch den Industrieroboter
- Schleifen mindestens einer Kante, vorzugsweise der gesamten Umlaufkante Lackieren zumindest eines Teilbereichs, vorzugsweise der vollständigen Umiaufkante
Trocknen der beschichteten Bereiche
Schleifen zumindest eines Teilbereichs, vorzugsweise der vollständigen der Umlaufkante
- Lackieren zumindest eines Teilbereichs, vorzugsweise der vollständigen
Umlaufkante
- Trocknung der erneut beschichteten Bereich der Umlaufkante
- Ablegen des Werkstücks auf den Auslaufförderer
- Ausfördern des Werkstücks.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im
Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Figur 2 sind in dem vorliegenden Fall zwei Industrieroboter 2 vorgesehen, die baugleich oder unterschiedlich ausgeführt sein können. Vorzugsweise befindet sich zwischen den beiden Industrierobotern ein Ablage- und / oder Transportmittel 7. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Zykluszeit der
Bearbeitung eines Werkstücks auf 2 Industrieroboter aufgeteilt werden. Beispielsweise erfüllt der erste Industrieroboter den Transport des Werkstücks während der Vorbereitungs-, hier Schleifarbeiten. Der zweite Industrieroboter bewegt das Werkstück bei dessen Beschichtung und / oder Trocknung. Zwischen den beiden Industrierobotern kann ein zusätzliches Ablageoder Transportmittel 7 vorgesehen werden, auf dem die Werkstücke nach und/oder vor deren Beschichtung abgelegt werden und/oder auf dem die Werkstücke nach deren
Beschichtung abgelegt und / oder transportiert werden, damit sie erneut der
Lackiervorbereitung zugeführt werden können. Der Fachmann versteht, dass auch mehr als zwei Industrieroboter vorhanden sein können.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In dem vorliegendem Fall ist beispielsweise die Beschichtungsvorrichtung, die
Beschichtungsvorbereitung 3 und / oder die Trocknung relativ zu dem Arbeitsbereich 8 des Roboters beweglich vorgesehen. Die Bewegung dieser Stationen erfolgt vor und/oder während des jeweiligen Arbeitsgangs. Die Bewegung einer oder mehrerer der Stationen 3 - 5 hat insbesondere den Vorteil, dass Werkstücke mit unterschiedlicher Größe an den
Arbeitsbereich des Industrieroboters angepasst werden können.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dem der Beschichtungskopf 4 an dem Arm des Industrieroboters vorgesehen ist. Der Fachmann versteht, dass auch die Beschichtungsvorbereitung 3 und/oder die Trocknung 5 an dem Roboterarm vorgesehen sein können. In dem vorliegendem Fall ist das Werkstück 9 beim Beschichten ortsfest und/oder wird durch ein Transportmittel 10, hier 2 Transportbänder bewegt. Das Transportmittel 10 kann aber auch nur dazu dienen, das Werkstück 9 in den Arbeitsbereich des Industrieroboters zu transportieren.
Figur 5 zeigt das Lackieren, Schleifen und Trocknen eines Werkstücks. In Figur 5a ist die Lackierung des Werkstücks dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass zunächst die Umlaufkante 9a, dann die Umlaufkante 9b, anschließend die Umlaufkante 9c und abschließend die Umiaufkante 9d lackiert wird. Während dieser Lackierung ist die Pumpe, die die Düsen mit Beschichtungsmittel versorgt, aktiviert. Das Werkstück wird, wie durch den Pfeil dargestellt, beim Lackieren gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Alternativ oder zusätzlich kann das Werkstück auch still stehen und der Beschichtungskopf bewegt sich. Vor, sobald und/oder nachdem sich der Anfangspunkt der Lackierung der Umlaufkante wieder in dem Beschichtungskopf befindet, werden die Lackierdüsen deaktiviert, aber das Werkstück wird wie durch den Pfeil 12 angedeutet noch weiter entlang des Beschichtungskopfes
transportiert. Dadurch wird insbesondere Beschichtungsmaterial, das in einen Bereich der Doppelbeschichtung vorhanden ist, abgetragen und / oder auf die benachbarten Bereiche verteilt, sodass sich keine Lackierlinsen ausbilden. Dies erfolgt durch den Luftstrom in dem Beschichtungskopf, der vorzugsweise durch den anliegenden Unterdruck entsteht.
Für den Fall, dass es sich um ein rundes Bauteil handelt, wird das Werkstück nach einer 360°-Drehung weiter in dieselbe Richtung gedreht und dabei langsam aus dem
Beschichtungskopf herausgezogen. Das Werkstück macht folglich abschnittsweise eine Spiralbewegung. Der Abstand zwischen der Drehachse des Werkstücks und dem
Beschichtungskopf vergrößert sich. Dabei bleibt der Luftstrom in dem Beschichtungskopf aktiviert und vergrößert sich vorzugsweise. Dadurch wird Beschichtungsmatenal im Bereich der Doppellackierung insbesondere auf den Nachbarbereich verteilt und somit dieser Bereich der Doppellackierung geschlichtet.
Wie Figur 5b entnommen werden kann, wird das Werkstück beim Schleifen ebenfalls um eine Drehachse, die durch den Pfeil dargestellt ist, gedreht. Während des gesamten
Drehvorgangs wird die Umlaufkante geschliffen. Sobald der gesamte Bereich der
Umlaufkante geschliffen worden ist, entfernt der Industrieroboter das Werkstück aus dem Schleifmittel.
Dasselbe gilt für die Trocknung (Figur 5c). Auch hier wird, wie durch den Pfeil dargestellt, das Werkstück relativ zu einem Trockner gedreht. Dabei trocknet das auf die Umlaufkante aufgetragene Beschichtungsmatenal.
Bezugszeichenliste:
1 Einiaufförderer
2 Bewegungsmittel, Industrieroboter
3 Vorbehandlungsmitte!, Schleifmittel, Schleifbürste
4 Beschichtungsvorrichtung, Appükationskammer
5 Trockner, UV-Trockner, IR-Trockner
6 Auslaufförderer
7 Ablage- und/oder Transportmittel
8 Arbeitsbereich des Bewegungsmittels 2
9 Werkstück
9a-d Kantenabschnitt, Umlaufkantenabschnitte des Werkstücks
10 Fördermittel
11 Beschichtungsphase
12 Schlichtungsphase

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Beschichtung der Umlaufkante (9a-d) eines Werkstücks (9) mit einer Beschichtungsvorrichtung (4), die einen Beschichtungskopf aufweist, wobei an/in dem Beschichtungskopf ein
Beschichtungsapplikationsmittel, das die Beschichtung auf die Umlaufkante {9a -d) aufträgt und ein Luftstrom vorgesehen ist, der überschüssige Beschichtung von der Kante abträgt wobei das Werkstück (9) und der Beschichtungskopf (4) relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung durch ein Beweg ungs mittel (2) in mindestens zwei Raumrichtungen erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (2) das Werkstück und/oder den Beschichtungskopf in mindestens zwei in einem Winkel zueinander vorgesehenen Raumrichtungen bewegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bewegungsmittel (2) das Werkstück dreht.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Beschichtungsmittel und ein Mittel zur Erzeugung des Luftstroms getrennt voneinander betreibbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel das Werkstück vor dessen Bearbeitung ausrichtet.
6. Verfahren zum Beschichten der Umlaufkante (9a-d) eines Werkstücks (9) mit einem Beschichtungskopf, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt der Umlaufkante (9a- d) den Beschichtungskopf zumindest zweimal passiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Beschichtungskopf beim ersten Passieren andere Prozessbedingungen herrschen als beim zweiten Passieren.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass beim ersten Passieren ein Beschichtungsmittel auf das Werkstück aufgetragen und
gegebenenfalls überschüssiges Beschichtungsmittel mittels eines Luftstroms abgetragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim zweiten Passieren Beschichtungsmittel abgetragen und/oder verteilt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen Werkstück und Beschichtungskopf beim ersten und beim zweiten Passieren unterschiedlich ist.
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