涂覆方法及相应的涂覆设备技术

本发明专利技术涉及一种利用涂覆剂涂覆部件(6)的涂覆方法，所述涂覆方法包括以下步骤：‑在部件(6)的待涂覆的部件表面(7)之上移动施涂装置(8)，‑将涂覆剂射流(9)从施涂装置(8)发送到待涂覆的部件表面(7)上，‑在部件表面(7)上限定用于启动切换动作、特别是用于接通或关断涂覆剂射流(9)的切换点，以及‑当到达切换点中的一个时执行切换动作。本发明专利技术提供以下步骤：‑在移动施涂装置(8)期间，通过在部件表面(7)上的各个切换点处产生切换标记(13)来在部件表面(7)上标记切换点，所述切换标记(13)对应于各个切换点，以及‑当在部件表面(7)上检测到切换标记(13)时执行切换动作。本发明专利技术还包括一种相应的涂覆设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆方法及相应的涂覆设备
本专利技术涉及一种用于利用涂覆剂涂覆部件的涂覆方法，特别是在涂装设备中涂装机动车车身部件或航空工业部件的涂覆方法。本专利技术还包括一种相应的涂覆设备。
技术介绍
在机动车车身或航工工业部件的涂装中，在一些情况下，需要利用不同的颜色涂装机动车车身的不同部分。例如，可能期望以与机动车车身的其余部分不同的颜色来涂装机动车车身的车顶。当使用旋转雾化器作为施涂装置时，在这样的对比涂装的情况下，机动车车身必须每次用所需的颜色连续涂装两遍。在第二遍涂装操作中，则必须掩盖机动车车身的不将涂装新的颜色的表面区域。机动车车身的该掩盖是复杂的。从现有技术(例如，DE102013002433A1、DE102013002413A1、DE102013002412A1、DE102013002411A1)中还已知使用发送狭窄地限制的涂覆剂射流并且因此使得能够实现轮廓清晰的涂覆或涂装的施涂装置和施涂方法。现有技术中描述的这种在没有掩模的情况下施涂的轮廓清晰的涂覆不会由于过喷而产生任何涂料或涂覆剂损失。这种资源高效的方法对于大量的应用、例如涂覆工艺是有利的。与雾化施涂器相比，由这种施涂器产生的涂装路径的期望和有利的清晰边缘需要接通位置和关断位置的明显更高的精确度。当将这样的施涂装置用于涂装具有对比颜色的机动车车身时，需要在特定的切换点接通和关断涂覆剂射流。在从不被涂装的区域过渡到待涂装的区域时，必须在两个区域之间的边界处接通涂覆剂射流。相反地，在从待涂装的区域向不被涂装的区域过渡时，必须在两个区域之间的边界处关断涂覆剂射流。因此从现有技术已知在机动车车身的待涂装的部件表面上规划特定的切换点，在所述切换点处接通或关断涂覆剂射流。传统地基于目标机动车车身的限定的CAD数据(CAD：计算机辅助设计)对这些切换点进行规划。此处的问题是，实践中可能在一方面的实际期望的切换点与另一方面的实际实现的切换点之间产生空间偏差。一方面的期望的切换点与另一方面的实际实现的切换点之间的这种偏差的可能的原因是机动车车身的实际外形相对于限定的CAD数据的偏差。这种偏差的另一个可能的原因是从机器人控制器到释放或阻挡涂覆剂射流的涂覆剂阀的信号传输时间。例如，机器人控制器可以具有4ms的控制循环的循环时间，这在例如1000mm/s的行进速度的情况下得出例如4mm的行进距离，该行进的距离也可在机器人控制器的多个控制周期中累加。机器人控制器到涂覆剂阀的该信号传输时间导致延迟的切换操作，并且从而导致了实际的切换点相对于期望的切换点的移位。一方面的期望的切换点与另一方面的实际实现的切换点之间的偏差的另一个可能的原因是机动车车身沿着涂装线的定位，因为该定位不能绝对准确地进行。利用输送机沿着涂装线输送待涂装的机动车车身通过涂装设备，所述输送机具有一定的定位不准确度。在没有适当的补偿的情况下，该定位不准确度导致一方面的期望的切换点与另一方面的实际实现的切换点之间的相应的空间偏差。一方面的期望的切换点与另一方面的实际实现的切换点之间的空间偏差与各种缺陷有关。为了实现完美的涂覆结果，规划的切换点必须提前，使得即使考虑到切换点的可能的移位，仍在实际上获得充分的涂覆，规划的切换点的这种提前导致了增加的涂料消耗，并且与规划方面的花费相关联。另外，因为机器人控制器的信号不总是在相同的控制周期中切换，所以接通和关断时间在实践中可能不总是完全可重现的。此外，如果例如由于故障的影响导致关断点过早，则还存在欠涂覆的风险。从US2012/0219699A1已知一种涂覆方法，其中，通过摄像装置标定待涂覆的部件，以确定待涂覆的部件相对于施涂装置的准确的相对位置。然而，从中未知切换点的限定。部件表面上的参考标记由此仅用于测量待涂覆的部件相对于施涂装置的相对位置。最后关于一般性技术背景还参考了US2001/0036512A1。
技术实现思路
因此，本专利技术的基本目的是提供一种相应改进的涂覆方法以及一种相应改进的涂覆设备。该目的通过根据独立权利要求的涂覆方法和涂覆设备来实现。与现有技术相符，根据本专利技术的涂覆方法首先提供了：施涂装置在部件(例如机动车车身部件)的待涂覆的部件表面之上移动，特别是借助于具有串联运动学特性的多轴式涂覆机器人移动，所述施涂装置优选为沿着规划的涂装路径在部件表面之上移动。然而，施涂器还可以借助于不同的单轴或多轴式移动装置在部件之上被引导。与现有技术相符，根据本专利技术的涂覆方法还提供了：在施涂装置在部件表面至上移动的同时，施涂装置向待涂覆的部件表面上发送涂覆剂(例如涂料)的至少一个涂覆剂射流。同样在根据本专利技术的涂覆方法中，在待涂覆的部件表面上限定特定的切换点，在所述切换点处启动切换动作、例如所述至少一个涂覆剂射流的接通或关断。当施涂装置在部件表面之上移动时，在到达切换点时执行期望的切换动作(例如所述至少一个涂覆剂射流的接通或关断)。在开头描述的已知的涂覆方法中，仅在部件表面上规划切换点，并且从而在部件表面本身上切换点是不可见的。这导致上述问题，因为实际切换点可能与规划的切换点在空间上不同。本专利技术通过借助于切换标记在部件表面上标记规划的切换点来解决该问题，各个切换标记分别对应于切换点。当施涂装置在部件表面之上移动时，施涂装置持续检查是否到达切换标记。当检测到切换标记时，则执行期望的规划的(预期的)切换动作(例如，涂覆剂射流的接通或关断)。在本专利技术的一优选实施例中，切换标记是借助于光源、特别是借助于激光器或激光二极管产生的光学的切换标记。为此目的，光源将适当的光学标记(例如，光点、光线)照在部件表面上，以便利用相应的切换标记来标记切换点。借助于光学传感器(例如，摄像装置、CCD传感器)检测部件表面上的光学的切换标记。在本专利技术的优选实施例中，通过具有串联机器人运动学的多轴式涂覆机器人使施涂装置在部件表面之上移动，所述多轴式涂覆机器人本身从现有技术中已知并且因此不再更详细地描述。通过机器人控制器控制涂覆机器人的移动，所述机器人控制器同样从现有技术中已知。另一方面，优选地不通过机器人控制器，而是通过切换点控制器控制切换标记的产生、切换标记的检测和/或施涂装置的接通和关断。一方面的机器人控制器与另一方面的切换点控制器之间的该任务分离是有利的，因为切换点控制器的动态响应特性以及因而的对切换标记的响应速度不被机器人控制器的控制周期的持续时间限制。机器人控制器可以以例如4ms的控制周期运行，因为该控制周期对于施涂装置的移动而言足够短。另一方面切换点控制器可以以更短的控制周期运行，以允许对检测到的切换标记的尽快的响应。从而在检测各个切换标记时防止在切换标记的检测与切换动作(例如，涂覆剂射流的接通或关断)的执行之间产生不期望的切换延迟。在本专利技术的一个变型中，切换点控制器集成到机器人控制器中。例如，一方面的切换点控制器和另一方面的机器人控制器可以呈共同的控制单元中的单独的软件模块或单独的硬件模块的形式。相比之下，在本专利技术的另一变型中，切换点控制器与机器人控制器分开，也就是说，这两个控制器不布置在共同的控制单元中。此处同样地，一方面的切换点控制器和另一方面的机器人控制器可以呈单独的硬件模块或单独的软件模块的形式。上文已经提及通过切换标记、例如通过由激光器照在部件表面上的光学的切换标记在部件表面上标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于利用涂覆剂涂覆部件(6)、特别是用于在涂装设备中涂装机动车车身部件或航空工业部件的涂覆方法，所述涂覆方法包括以下步骤：a)特别地借助于多轴式涂覆机器人(10)、特别地沿着规划的涂装路径(1；35)，在所述部件(6)的待涂覆的部件表面(7)上移动施涂装置(8)，b)在待涂覆的所述部件表面(7)上限定特定的切换点以用于启动切换动作，特别是用于在所述切换点处接通或关断涂覆剂射流(9)，以及c)当到达切换点中的一个时执行切换动作，其特征在于，所述涂覆方法还包括以下步骤：d)通过在部件表面(7)上于各个切换点处产生切换标记(13)，在部件表面(7)上标记切换点，e)在施涂装置(8)的移动期间检测与各个切换点对应的切换标记(13)，以及f)当在部件表面(7)上检测到各个切换标记(13)时执行切换动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.20 DE 102015015090.11.一种用于利用涂覆剂涂覆部件(6)、特别是用于在涂装设备中涂装机动车车身部件或航空工业部件的涂覆方法，所述涂覆方法包括以下步骤：a)特别地借助于多轴式涂覆机器人(10)、特别地沿着规划的涂装路径(1；35)，在所述部件(6)的待涂覆的部件表面(7)上移动施涂装置(8)，b)在待涂覆的所述部件表面(7)上限定特定的切换点以用于启动切换动作，特别是用于在所述切换点处接通或关断涂覆剂射流(9)，以及c)当到达切换点中的一个时执行切换动作，其特征在于，所述涂覆方法还包括以下步骤：d)通过在部件表面(7)上于各个切换点处产生切换标记(13)，在部件表面(7)上标记切换点，e)在施涂装置(8)的移动期间检测与各个切换点对应的切换标记(13)，以及f)当在部件表面(7)上检测到各个切换标记(13)时执行切换动作。2.根据权利要求1所述的涂覆方法，其特征在于，a)切换标记(13)是光学的切换标记(13)，和/或b)借助于光源(11)、特别是借助于激光器(11)或激光二极管在部件表面(7)上产生光学的切换标记(13)，和/或c)借助于光学传感器(14)检测部件表面(7)上的光学的切换标记(13)。3.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其特征在于，a)通过多轴式涂覆机器人(10)在部件表面(7)之上移动施涂装置(8)，所述涂覆机器人优选为关节型机器人或线性机器，b)通过机器人控制器(16)控制涂覆机器人(10)的移动，以及c)通过切换点控制器(17)控制切换标记(13)的产生、切换标记(13)的检测和/或施涂装置(8)的接通和关断。4.根据权利要求3所述的涂覆方法，其特征在于，a)切换点控制器(17)集成到机器人控制器(16)中，和/或b)一方面的切换点控制器(17)与另一方面的机器人控制器(16)呈共同的控制单元中的单独的软件模块的形式，或c)一方面的切换点控制器(17)与另一方面的机器人控制器(16)呈共同的控制单元中的单独的硬件模块的形式。5.根据权利要求3所述的涂覆方法，其特征在于，a)切换点控制器(17)与机器人控制器(16)分开，b)一方面的切换点控制器(17)与另一方面的机器人控制器(16)呈单独的硬件模块的形式，和/或c)切换点控制器(17)比机器人控制器(16)具有更快的响应特性，以允许对切换点的尽可能快的反应。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其特征在于，所述涂覆方法还包括以下步骤：a)提供待涂覆的部件(6)的CAD数据，所述CAD数据描述部件(6)的空间形状，b)特别地沿着涂装线，检测待涂覆的部件(6)的空间位置，以及c)依据检测的待涂覆的部件(6)的空间位置并且依据待涂覆的部件(6)的CAD数据，限定切换标记(13)的空间位置。7.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其特征在于，当在部件表面(7)上检测到切换标记(13)时所述涂覆方法还包括以下步骤：a)限定上游切换点(P1)，所述上游切换点在涂装路径(1；35)上位于与检测到的切换标记(13)相关联的切换点(P2)之前，b)限定下游切换点(P3、P4)，所述下游切换点在涂装路径(1；35)上位于与检测到的切换标记(13)相关联的切换点(P2)之后，c)在所述上游切换点(P1)、所述切换点(P2)和所述下游切换点(P3、P4)处执行不同的切换动作。8.根据权利要求7所述的涂覆方法，其特征在于，所述涂覆方法包括：a)上游切换点(P1)处的以下切换动作：a1)打开涂覆剂阀，以便接通所述涂覆剂射流(9)，以及a2)将拦截装置(30)移动到工作的拦截位置，在所述拦截位置，拦截装置(30)收集涂覆剂射流(9)，使得涂覆剂射流(9)不到达部件表面(7)，b)切换点(P2)处的以下切换动作：b1)保持涂覆剂阀打开，b2)将拦截装置(30)移动到非工作位置，在所述非工作位置，拦截装置(30)不收集涂覆剂射流(9)，使得涂覆剂射流(9)到达部件表面(7)，c)下游切换点(P3、P4)处的以下切换动作：c1)关闭所述涂覆剂阀，和/或c2)将拦截装置(30)移动到拦截位置，在所述拦截位置，拦截装置(30)收集涂覆剂射流(9)，使得涂覆剂射流(9)不到达部件表面(7)。9.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆方法，其特征在于，在切换点中的每一个处执行以下切换动作中的至少一者：a)接通或关断流体流、特别是涂覆剂射流(9)或空气射流、特别是用于使涂覆剂射流(9)成形的引导空气射流，b)接通或关断静电涂覆剂充电，c)启用或停用拦截装置(30)，所述拦截装置在启用状态下在涂覆剂射流(...

【专利技术属性】
技术研发人员：HG·弗里茨，B·沃尔，M·克莱纳，M·布贝科，
申请(专利权)人：杜尔系统股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE