Title:
Applikationssystem und Anlage zum Beschichten von Gegenständen
Kind Code:
B4


Abstract:

Applikationssystem zum Beschichten von Gegenständen mit
a) einer Applikationseinheit (34, 36) für ein Beschichtungsmaterial;
b) einer Handhabungseinheit (26, 28), welche die Applikationseinheit (34, 36) trägt und führt,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) eine Sensoreinrichtung (42) vorhanden ist, mit welcher eine Verschmutzung der Außenflächen wenigstens eines Abschnitts der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) erfassbar ist.




Inventors:
Tietze, Frank (72160, Horb, DE)
Albrecht, Markus (74232, Abstatt, DE)
Application Number:
DE102012014212A
Publication Date:
12/08/2016
Filing Date:
07/18/2012
Assignee:
EISENMANN SE, 71032 (DE)
Domestic Patent References:
DE102010000470A1N/A2011-08-25
DE102010007118B3N/A2011-01-27
DE202006019467U1N/A2007-03-01
DE10134159A1N/A2002-03-28



Attorney, Agent or Firm:
Ostertag & Partner, Patentanwälte mbB, 70597, Stuttgart, DE
Claims:
1. Applikationssystem zum Beschichten von Gegenständen mit
a) einer Applikationseinheit (34, 36) für ein Beschichtungsmaterial;
b) einer Handhabungseinheit (26, 28), welche die Applikationseinheit (34, 36) trägt und führt,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) eine Sensoreinrichtung (42) vorhanden ist, mit welcher eine Verschmutzung der Außenflächen wenigstens eines Abschnitts der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) erfassbar ist.

2. Applikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) ein oder mehrere Messfelder (50; 50a, 50b, 50c, 50d) an der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) umfasst, die mit einer Messeinheit (52) zusammenarbeiten.

3. Applikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (52) bezogen auf die Handhabungseinheit (26, 28) als externe Einheit ausgebildet ist.

4. Applikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) zumindest optisch arbeitet.

5. Applikationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) einen Durchlässigkeitssensor (64) umfasst.

6. Applikationssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) als Messfeld (50) ein für Messlicht (60) durchlässiges Messfenster (54) an der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) umfasst, wobei eine Sendereinheit (56, 58) für Messlicht (60) auf einer Seite und eine Empfängereinheit (62) auf der anderen Seite des Messfensters (54) angeordnet ist, so dass die Intensität des Messlichts (60) nach dem Durchtritt durch das Messfenster (54) erfassbar ist.

7. Applikationssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) einen Reflexionssensor (66) umfasst.

8. Applikationssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) als Messfeld (50) eine Reflexionsschicht (68) für Messlicht (60) an der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) umfasst, wobei die Reflexionsschicht (68) von einer Sendereinheit (56, 58) mit Messlicht (60) bestrahlbar ist und die Intensität des an der Reflexionsschicht (68) reflektierten Messlichts (60) von einer Empfängereinheit (62) erfassbar ist.

9. Applikationssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) ein Schichtdickenprüfgerät (72) umfasst.

10. Applikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) einen Leitfähigkeitssensor (74) umfasst.

11. Applikationssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (42) einen ersten und einen zweiten Messpol (78, 80) an der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) umfasst, zwischen denen eine Messstrecke (76) entlang der Außenfläche der Applikationseinheit (34, 36) und/oder der Handhabungseinheit (26, 28) ausgebildet ist, über welche die Leitfähigkeit erfassbar ist.

12. Applikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Sensoreinrichtung (42) erfassbare Verschmutzung eine Verschmutzung durch Overspray ist.

13. Anlage zum Beschichten von Gegenständen mit
a) einer Beschichtungskabine (16) für die Gegenstände (12);
b) einem Applikationssystem (24), mittels welchem ein Beschichtungsmaterial auf die Gegenstände (12) applizierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) das Applikationssystem (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Applikationssystem zum Beschichten von Gegenständen mit

  • a) einer Applikationseinheit für ein Beschichtungsmaterial;
  • b) einer Handhabungseinheit, welche die Applikationseinheit trägt und führt.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zum Beschichten von Gegenständen mit

  • a) einer Beschichtungskabine für die Gegenstände;
  • b) einem Applikationssystem, mittels welchem ein Beschichtungsmaterial auf die Gegenstände applizierbar ist.

Ein derartiges Applikationssystem und eine derartige Anlage sind aus der DE 10 2010 000 470 A1 und der DE 10 2010 007 118 B3 bekannt.

Beim manuellen oder automatischen Beschichten von Gegenständen, insbesondere beim Lackieren von Fahrzeugkarosserien, mit Hilfe von solchen Applikationssystemen und in derartigen Anlagen gelangt ein Teilstrom des aus den Applikationseinheiten austretenden Beschichtungsmaterials nicht auf den zu beschichtenden Gegenstand. Dieser Teilstrom, der in der Fachwelt ”Overspray” genannt wird, wird zu einem größeren Teil mit Hilfe eines Luftstromes aus der Beschichtungskabine ausgetragen. Ein kleinerer Teil des Oversprays schlägt sich jedoch als Verschmutzung auf inneren Flächen der Beschichtungskabine und bevorzugt auf den Außenflächen des Applikationssystems und besonders auf den Applikationseinheiten und auf den dazu benachbarten Bereichen der Handhabungseinheiten nieder. Letztere liegen beim Lackieren in Form von Lackierrobotern vor.

Diese mit der Zeit verschmutzenden Außenflächen müssen in regelmäßigen Abständen von den Niederschlägen befreit werden, da sonst ein langfristig einwandfreier Betrieb der Applikationseinheiten und der Handhabungseinheiten nicht sichergestellt ist.

Hierzu ist es beispielsweise bekannt, die Außenfläche einer Applikationseinheit von deren Zerstäuberbereich bis hin zu deren Befestigungsstelle an der Handhabungseinheit mit einem Schutzfilm aus beispielsweise Vaseline versehen. Ein Lackierroboter mit Zerstäuber wird also zum Beispiel vom Zerstäuberbereich bis zu seinem Handgelenk mit einem solchen Schutzfilm versehen. Der Schutzfilm muss dann von Zeit zu Zeit manuell entfernt und zusammen mit dem anhaftenden Overspray entsorgt werden. Gerade bei Robotern verschmutzt im Laufe der Zeit jedoch auch der Roboterarm oberhalb des Handgelenks, so dass auch hier von Zeit zu Zeit eine Reinigung geboten ist.

Eine Reinigung kann auch ohne Schutzfilm und auch durch ein Lösemittel oder andere Reinigungsmittel erfolgen. Darüber hinaus ist es in anderen Gebieten der Technik beispielsweise gängige Praxis, Flächen mit Hilfe von Kohlendioxid CO2 zu reinigen. Dies hat den Vorteil, dass die abgereinigten Flächen nicht zusätzlich getrocknet werden müssen, da das zum Reinigen eingesetzte CO2 durch Sublimation direkt in die Gasform übergeht.

Üblicherweise wird die Reinigung der Applikationseinheiten und der Handhabungseinheiten in festen Zyklen durchgeführt.

Die Intervalle zwischen zwei Reinigungsvorgängen können auf der Basis von Erfahrungswerten oder abhängig von den Betriebsparametern vor Ort vorgegeben werden. Durch das verhältnismäßig starre Zeitraster kann es jedoch dazu kommen, dass Reinigungsvorgänge zu früh oder zu spät eingeleitet werden.

Alternativ können die Reinigungsvorgänge auch ohne festes Zeitmuster durch einen Mitarbeiter eingeleitet werden, der hierzu den Zustand der Applikationseinheit und der Handhabungseinheit manuell und dabei insbesondere visuell überwacht. Hierbei können jedoch Verschmutzungen an den Applikations- und Handhabungseinheiten übersehen oder falsch eingeschätzt werden, so dass auch hier Reinigungsvorgänge unnötigerweise oder zu spät eingeleitet werden können.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Applikationssystem und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen die Gefahr von noch nicht erforderlichen oder zu spät eingeleiteten Reinigungsvorgängen verringert ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Applikationssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass

  • c) eine Sensoreinrichtung vorhanden ist, mit welcher eine Verschmutzung der Außenflächen wenigstens eines Abschnitts der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit erfassbar ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine automatisierte Überwachung der Verschmutzung der Applikationseinheiten und/oder der Handhabungseinheiten möglich ist und dass der Grad der Verschmutzung dabei genauer erfasst werden kann, als durch eine Überprüfung der verschmutzten Bauteile durch einen oder mehrere Werker.

Auf dieser Weise kann ein Reinigungsvorgang verhältnismäßig präzise zu dem Zeitpunkt eingeleitet werden, wenn der Verschmutzungsgrad einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die Gefahr einer zu frühen oder zu späten Reinigung der Komponenten ist dadurch verringert.

Um Verschmutzungen an den relevanten Bauteilen erkennen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung ein oder mehrere Messfelder an der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit umfasst, die mit einer Messeinheit zusammenarbeiten. Die Messfelder definieren dabei den Bereich, an dem die Verschmutzung überprüft wird, während die Messeinheit für die Verschmutzungserfassung notwendig ist.

Auf die konkrete Arbeitsweise möglicher und nachfolgend angegebener Sensoreinrichtungen wird weiter unten im Detail eingegangen.

Es ist günstig, wenn die Messeinheit bezogen auf die Handhabungseinheit als externe Einheit ausgebildet ist. In diesem Fall muss die Handhabungseinheit nicht alle Teile der notwendigen Sensorik mit sich führen.

Eine effektive Erfassung der Verschmutzung kann erreicht werden, wenn die Sensoreinrichtung optisch arbeitet.

Dabei ist es günstig, wenn die Sensoreinrichtung einen Durchlässigkeitssensor umfasst.

Hierzu kann die Sensoreinrichtung als Messfeld vorteilhaft ein für Messlicht durchlässiges Messfenster an der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit umfassen, wobei eine Sendereinheit für Messlicht auf einer Seite und eine Empfängereinheit auf der anderen Seite des Messfensters angeordnet ist, so dass die Intensität des Messlichts nach dem Durchtritt durch das Messfenster erfassbar ist.

Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinrichtung einen Reflexionssensor umfassen.

Hierbei ist es günstig, wenn die Sensoreinrichtung als Messfeld eine Reflexionsschicht für Messlicht an der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit umfasst, wobei die Reflexionsschicht von einer Sendereinheit mit Messlicht bestrahlbar ist und die Intensität des an der Reflexionsschicht reflektierten Messlichts von einer Empfängereinheit erfassbar ist.

Ebenfalls alternativ oder ergänzend kann es von Vorteil sein, wenn die Sensoreinrichtung ein Schichtdickenprüfgerät umfasst.

Als weitere Alternative oder Ergänzung kann die Sensoreinrichtung einen Leitfähigkeitssensor umfassen.

Hierzu ist günstig, wenn die Sensoreinrichtung einen ersten und einen zweiten Messpol an der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit umfasst, zwischen denen eine Messstrecke entlang der Außenfläche der Applikationseinheit und/oder der Handhabungseinheit ausgebildet ist, über welche die Leitfähigkeit erfassbar ist.

Vorzugsweise ist die von der Sensoreinrichtung erfassbare Verschmutzung eine Verschmutzung durch Overspray.

Die oben genannte Aufgabe wird bei einer Anlage der eingangs genannten Art in entsprechender Weise dadurch gelöst, dass das Applikationssystem mit einigen oder allen der oben erläuterten Merkmale ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

1 schematisch einen horizontalen Schnitt einer Lackierkabine einer Lackieranlage;

2A und 2B einen Abschnitt eines Roboterarm eines Handhabungsroboters mit einer Applikationseinheit und einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von Verschmutzungen, wobei einmal ein Messfeld nur an der Applikationseinheit und einmal zusätzliche Messfelder an der Applikationseinheit und an einem Handgelenk des Handhabungsroboters vorhanden sind;

3A und 3B Abwandlungen der Sensoreinrichtung bei der Anordnung von einer oder mehrerer Sendeeinheiten und einer oder mehrerer Empfängereinheiten;

4 eine weitere Abwandlung der Sensoreinrichtung

5A und 5B nochmalige Abwandlungen der Sensoreinrichtung.

Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. In dieser ist als Beispiel für eine Beschichtungsanlage mit 10 insgesamt eine Lackieranlage bezeichnet, in welcher Gegenstände 12 mit einer Beschichtung in Form eines Lacks versehen werden, die schematisch als Rechtecke dargestellt sind. Bei den Gegenständen 12 handelt es sich insbesondere um Fahrzeugkarosserien oder um Karosserieteile.

1 zeigt einen horizontalen Schnitt eines Abschnitts 14 eine Lackierkabine 16 unterhalb einer Kabinendecke. Die Lackierkabine 16 umfasst zwei parallele Seitenwände 18, die in dem nicht mehr dargestellten Bereich durch Stirnseiten verschlossen sind, die in bekannter Weise Tore oder Schleusen für die Gegenstände 12 aufweisen. Der Boden der Lackierkabine 16 wird im Wesentlichen von einem Gitterrost 20 gebildet. Nach oben hin ist die Lackierkabine 16 in an und für sich bekannter Weise durch ein Luftplenum abgeschlossen, aus welchem konditionierte Luft in den Innenraum der Lackierkabine 16 geleitet werden kann.

Die zu lackierenden Gegenstände 12 werden mit Hilfe eines Fördersystems 22 in einer kontinuierlichen oder intermittierenden Bewegung durch den Innenraum der Lackierkabine 16 geführt, beispielsweise in 1 von links nach rechts. Die Art des Fördersystems 22 ist im vorliegenden Zusammenhang ohne Belang.

Die zu beschichtenden Gegenstände 12 werden in der Lackierkabine 12 mit Hilfe eines Applikationssystems 24 mit einer Beschichtung in Form eines Lacks versehen.

Hierzu umfasst das Applikationssystem 24 beidseits des Bewegungsweges der Gegenstände 12 auf dem Fördersystem 22 Handhabungseinheiten, welche beispielhaft in Form Handhabungsrobotern bzw. Lackierrobotern 26, 28 mit unterschiedlichen Bauweisen gezeigt sind. Wieder nur beispielhaft sind im Abschnitt 14 der Lackierkabine 16 vier Gelenkarmroboter 26 vorgesehen, welche auch als Knickarmroboter bezeichnet werden und von denen jeweils zwei auf einer Seite des Bewegungsweges der Gegenstände 12 angeordnet sind. Außerdem sind insgesamt zwei Industrieroboter 28 vorhanden, von denen jeweils einer auf einer Seite des Bewegungsweges der Gegenstände 12 angeordnet ist.

Beide Roboterarten haben einen beweglichen Roboterarm 30 bzw. 32, an deren Ende jeweils eine Applikationseinheit 34 bzw. 36 getragen ist. Jede dieser Applikationseinheiten 34, 36 umfasst den eigentlichen Applikator, der nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Applikationseinheit 34 des Gelenkarmroboters 26 umfasst beispielsweise einen Hochrotationszerstäuber, während die Applikationseinheit 36 des Industrieroboters 28 eine Sprühpistole aufweist. Alle anderen geläufigen Applikatoren können in Abwandlung ebenfalls von einer Applikationseinheit 34, 36 umfasst sein.

Wie eingangs angesprochen, schlägt sich ein Teil des beim Lackiervorgang entstehenden Oversprays als Verschmutzung auf den Applikationseinheiten 34, 36 und die dazu benachbarten Komponenten der Lackierroboter 26, 28 nieder.

Um diese Verschmutzung von Zeit zu Zeit von den Lackierrobotern 26, 28 und den zugehörigen Applikationseinheiten 34, 36 zu entfernen, ist entlang der Seitenwände 18 der Lackierkabine 16 eine Mehrzahl von Reinigungsstationen 38 vorgesehen. Diese umfassen jeweils eine Reinigungskammer 40, in welche die Roboterarme 30 oder 32 zusammen mit der jeweils getragenen Applikationseinheit 34, 36 eintauchen können. In der Reinigungskammer 40 können die eintauchenden Teile der Roboterarme 30, 32 und der zugehörigen Applikationseinheit 34, 36 dann gereinigt und von anhaftendem Overspray befreit werden.

Hierzu umfassen die Reinigungsstationen 38 zum Beispiel eine oder mehrere Düsen, aus denen CO2 in Form von festen Pellets oder Schnee austreten und in der Reinigungskammer 40 auf die zu reinigenden Komponenten der Roboter 26, 28 abgegeben werden kann. Es kann auch eine Reinigung durch ein Lösemittel oder Reinigungsmittel oder eine manuelle Reinigung durch einen Werker erfolgen, wie es an und für sich bekannt ist. Der eigentliche Reinigungsvorgang ist vorliegend nicht weiter von Belang.

Um nun jedoch den Zeitpunkt, zu dem ein Lackierroboter 26, 28 und dessen Applikationseinheit 34, 36 gereinigt werden muss, automatisiert bestimmen zu können, umfasst das Applikationssystem 24 eine Sensoreinrichtung 42, mit welcher eine Verschmutzung wenigstens eines Abschnitts der Applikationseinheiten 34, 36 und/oder der Lackierroboter 26, 28 erfassbar ist.

Die Sensoreinrichtung 42 wird nachfolgend immer am Beispiel eines der Gelenkarmroboter 26 erläutert; das hierzu Gesagte gilt sinngemäß entsprechend auch für die Industrieroboter 28.

Die 2A und 2B zeigen nun jeweils einen Endabschnitt 44 des Roboterarmes 30 des Gelenkarmroboters 26. Dieser Endabschnitt 44 des Roboterarmes 30 umfasst ein Roboterhandgelenk 46, welches seinerseits in an und für sich bekannter Weise die Applikationseinheit 34 trägt, die hier beispielhaft in Form eines Rotationszerstäubers 48 gezeigt ist.

Die Sensoreinrichtung 42 arbeitet mit einem oder mehreren Messfeldern 50, die an dem Lackierroboter 30 vorgesehen sind und mit Messeinheiten 52 zusammenwirken, die ihrerseits separat von dem Lackierroboter 30 vorhanden sind, was in 1 zu erkennen ist. Die Messeinheiten 52 sind somit bezogen auf die Lackierroboter 26, 28 in dem Sinne als externe Einheiten ausgebildet, dass sie nicht von den Lackierrobotern 26, 28 mitgeführt werden.

2A zeigt eine Variante, bei welcher lediglich die Applikationseinheit 34 mit einem Messfeld 50 ausgestattet ist. Diese Ausbildung ist in 1 bei den dort unten gezeigten Lackierrobotern 26, 28 gezeigt. Bei einer Abwandlung können auch mehrere Messfelder 50 in Umfangsrichtung der Applikationseinheit 34 angeordnet sein. Da bei einem Lackiervorgang die Applikationseinheit 34 bewegt wird und sich in der Regel Overspray an allen Stellen der Applikationseinheit 34 in gleichem Maße niederschlägt, ist grundsätzlich jedoch ein einziges Messfeld 50 ausreichend.

2B zeigt eine Abwandlung, bei welcher die Applikationseinheit 34 in axialer Richtung an zwei Stellen mit Messfeldern versehen ist, welche mit 50a und 50b bezeichnet sind. Das Messfeld 50b ist im Zerstäuberbereich angeordnet. Neben diesen Messfeldern 50a, 50b an der Applikationseinheit 34 ist auch am Roboterarm 30 ein Messfeld vorhanden, welches mit 50c bezeichnet und beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel am Roboterhandgelenk 46 positioniert ist. Bei einer Abwandlung können auch die Messfelder 50a, 50b und 50c jeweils in Umfangsrichtung der Applikationseinheit 34 bzw. des Roboterarms 30 angeordnet sein.

Bei den in 1 in der oberen Reihe gezeigten Lackierrobotern 26, 28 ist eine weitere Variante veranschaulicht, bei welcher an der Applikationseinheit 34, 36 lediglich das Messfeld 50a und zusätzlich an den Roboterarmen 30 bzw. 32 jeweils ein Messfeld 50d vorhanden sind, das nicht am Roboterhandgelenk positioniert ist. Bei noch einer weiteren nicht eigens gezeigten Abwandlung können Messfelder auch an anderen Komponenten wie Rahmenteilen oder dergleichen der Lackierroboter 26, 28 vorhanden sein. Grundsätzlich können Messfelder überall dort vorgesehen sein, wo mit einer Verschmutzung gerechnet werden kann.

Die 3A und 3B veranschaulichen nun am Beispiel der Ausbildung nach 2A mit dem Messfeld 50 an der Applikationseinheit 34 zwei Varianten eines ersten beispielhaften optischen Sensorkonzepts, mittels welchem eine Verschmutzung der Applikationseinheit 34 oder gegebenenfalls des Roboterarmes 30 an den Stellen erfasst werden kann, an denen jeweils ein Messfeld 50, 50a, 50b, 50c oder 50d positioniert ist.

Mit Bezug auf 3A umfasst das Messfeld 50 ein Messfenster 54 aus einem für Messlicht durchlässigen Material, beispielsweise aus Glas oder Kunststoff. Im Innenraum der Applikationseinheit 34 ist hinter dem Messfenster 54 eine Sendereinheit 56 in Form einer Messlichtquelle 58 angeordnet, mit deren Hilfe Messlicht 60 erzeugt werden kann, das durch das Messfenster 54 hindurch nach außen tritt. Als Messlichtquelle 58 kann beispielsweise ein Laser eingesetzt werden. Es kommen grundsätzlich alle Lichtarten in Frage, die unter den Betriebsbedingungen der Lackieranlage 10 geeignet sind, sei es Licht im sichtbaren oder im nicht sichtbaren Spektralbereich.

Die Messeinheit 52 der Sensoreinrichtung 42 ist in diesem Fall als Empfängereinheit 62 ausgebildet, mittels welcher die Intensität des durch das Messfenster 54 hindurch tretenden Messlichts 60 erfasst werden kann und deren Ausgangssignale zu einer nicht eigens gezeigten Auswerteeinheit übertragen werden können; dies kann durch ein Kabel oder auch drahtlos erfolgen.

Die Intensität des Messlichts 60, wie er von der Messlichtquelle 58 erzeugt wird, ist bekannt. Wenn sich im Laufe des Betriebs Overspray auf der Applikationseinheit 34 und damit auch auf dem Messfenster 54 niederschlägt, wird die Intensität des Messlichts 60 beim Durchtritt durch die Oversprayschicht auf dem Messfenster 54 geschwächt.

Somit lässt ein Vergleich der vorgegebenen Intensität des Messlichts 60 und der gemessenen Intensität des Messlichts 60 eine Aussage über die Verschmutzung der Applikationseinheit 34 zu. In diesem Fall umfasst die Sensoreinrichtung 42 folglich einen Durchlässigkeitssensor 64.

Bei der in 3B gezeigten Abwandlung führt die Applikationseinheit 34 die Empfängereinheit 62 mit sich, die dann ihrerseits hinter dem Messfenster 54 im Inneren der Applikationseinheit 34 angeordnet ist. Die Messeinheit 52 bildet in diesem Fall die Sendereinheit 56 und umfasst dementsprechend die Messlichtquelle 58. Ansonsten gilt das oben zur 3A Gesagte sinngemäß entsprechend.

Allgemein ausgedrückt ist die Messlichtquelle 58 also auf einer Seite und die Empfängereinheit 62 auf der anderen Seite des Messfensters 54 angeordnet, so dass die Intensität des Messlichts 60 nach dem Durchtritt durch das Messfenster 54 erfasst werden kann.

4 veranschaulicht ein anderes Sensorkonzept, wobei bereits genannte Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Sensoreinrichtung 42 umfasst dort einen Reflexionssensor 66, wobei die jeweils vorhandene Verschmutzung über die Reflexion des Messlichts 60 an der Applikationseinheit 34 bestimmt wird.

Hierzu umfasst das Messfeld 50 kein Messfenster, sondern eine Reflexionsschicht 68, die auf der Außenfläche der Applikationseinheit 34 angebracht ist. Die Messeinheit 52 ist in diesem Fall als kombinierte Sender-/Empfängereinheit 70 ausgebildet, die das Messlicht 60 erzeugt und die Intensität des von der Reflexionsschicht 68 reflektierten Anteils misst. Wenn sich Overspray auf der Reflexionsschicht 68 niedergeschlagen hat, ist deren Reflexionsvermögen reduziert. Aus dem Vergleich der Intensität des Messlichts 60 bei seiner Erzeugung und der Intensität des Messlichts 60 nach der Reflexion an der Reflexionsschicht kann wieder ein Rückschluss auf die Verschmutzung der Applikationseinheit 34 gezogen werden.

Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ist die Sensoreinrichtung 42 allgemein ausgedrückt eine optische Sensoreinrichtung.

Eine weitere Möglichkeit für eine optische Sensoreinrichtung besteht darin, anstatt über Durchlässigkeit oder die Reflexion durch eine Messung der Schichtdicke des Oversprays den Grad der Verschmutzung der Applikationseinheit 34 zu bestimmen. In diesem Fall umfasst die Sensoreinrichtung 42 folglich ein Schichtdickenprüfgerät 72, wie es an und für sich bekannt ist. Das Bezugszeichen 72 ist in 4 in Klammern gezeigt, um hervorzuheben, dass es sich hierbei um ein weiteres Ausführungsbeispiel handelt. Ein derartiges Schichtdickenprüfgerät 72 kann ebenfalls optisch oder beispielsweise mittels Ultraschall arbeiten.

Die 5A und 5B veranschaulichen noch ein weiteres beispielhaftes Sensorkonzept mit einer abgewandelten Sensoreinrichtung 42, die einen Leitfähigkeitssensor 74 umfasst, mittels welchem eine Verschmutzung über die Leitfähigkeit entlang eines Messfeldes in Form einer gestrichelt angedeuteten Messstrecke 76 an dem Lackierroboter 26, 28, sei es an Komponenten des Lackierroboters 26, 28 oder an der Applikationseinheit 34 bzw. 36, erfasst wird.

Die Messstrecke 76 erstreckt sich zwischen zwei Messpolen 78, 80, an denen die Messeinheit 52 angreift, welche in diesem Fall als Leitfähigkeitsmesseinheit 82 ausgebildet ist. Je dicker die Oversprayschicht auf der Applikationseinheit 34 und je größer somit deren Verschmutzung ist, desto größer ist auch die Leitfähigkeit entlang der Messstrecke 76.

Beim Ausführungsbeispiel nach 5A führt der Roboterarm 30 die Leitfähigkeitsmesseinheit 82 mit sich und die Messpole 78, 80 sowie die Leitfähigkeitsmesseinheit 82 sind im Inneren des Roboterarms 30 bzw. im Inneren der Applikationseinheit 34 angeordnet. Bei dieser Variante sind Messeinheiten 52 folglich nicht separat von den Lackierrobotern 26, 28 ausgebildet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5B ist dagegen der Messpol 78 von außen zugänglich und kann so als Kontaktstück zur Leitfähigkeitsmesseinheit 82 dienen, die in diesem Fall wieder als separate Messeinheit 52 von den Lackierrobotern 26, 28 getrennt angeordnet sein kann. Um die Leitfähigkeit entlang der Messstrecke 76 zu messen, bewegt der Roboterarm 30 bzw. 32 den Messpol 78 zur Leitfähigkeitsmesseinheit 82, wo der Messkontakt hergestellt wird.

Die Sensoreinrichtung 42 muss nicht auf ein bestimmtes oder auf eines der oben erläuterten Sensorkonzepte allein beschränkt sein, sondern kann auch mit verschiedenen Sensorkonzepten arbeiten. So kann einer der Lackierroboter 26, 28 beispielsweise über die Durchlässigkeit des Messlichts 60 und ein anderer Lackierroboter 26, 28 über die Leitfähigkeitsbestimmung auf eine Verschmutzung überprüft werden.

Im Betrieb der Lackieranlage 10 wird nun in regelmäßigen Abständen geprüft, ob die Verschmutzung durch Overspray an einem oder mehreren Messfeldern der Lackierroboter 26, 28 oder der Applikationseinheiten 34, 36 eine Reinigung der verschmutzten Komponenten verlangt, bevor der Lackiervorgang weitergeführt werden kann.

Im Falle der von den Lackierrobotern 26, 28 getrennt angeordneten Messeinheiten 52 ist jeweils einem Lackierroboter 26, 28 eine bestimmte Messeinheit 52 zugeordnet. Um den jeweiligen Verschmutzungsgrad zu überprüfen, werden die Lackierroboter 26, 28 derart angesteuert, dass die jeweiligen Messfelder 50 bzw. 50a, 50b, 50c oder 50d in eine Detektionslage vor, an oder in der zugehörigen Messeinheit 52 bewegt werden, worauf dann die Messung in der oben erläuterten Weise durchgeführt wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach 5A wird lediglich in regelmäßigen Abständen die Leitfähigkeit über die Messstrecke 76 geprüft, ohne dass der Roboterarm 30, 32 hierzu eine bestimmte Stellung einnehmen muss.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann die Sensoreinrichtung 42 auch Beschleunigungssensoren umfassen, die vom Lackierroboter 26, 28 oder der jeweiligen Applikationseinheit 34, 36 mitgeführt werden. Der Verschmutzungsgrad kann dann aus Beschleunigungswerten bei der Roboterbewegung abgeleitet werden; je mehr Overspray sich als Niederschlag auf den fraglichen Komponenten des Lackierroboters 26, 28 befindet, desto träger und bezogen auf den Steuerbefehl zeitverzögerter und/oder langsamer erfolgt dessen Bewegung. Alternativ kann ein Lackierroboter 26, 28 auch auf einer Wiegeeinrichtung installiert sein oder eine Wiegeeinrichtung umfassen, so dass eine Gewichtszunahme des Roboters oder von Teilen des Roboters durch abgelagertes Overspray erfasst werden kann. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalgewichts des Lackierroboters 26, 28 oder von dessen Teilen wird dann der Reinigungsvorgang eingeleitet. Ein Messung des Gewichts der Lackierroboter 26, 28 oder von Roboterteilen erfolgt dabei in der Praxis bei stillstehendem Roboter, um keine Fehlergebnisse durch Beschleunigungseinflüsse zu erhalten.

Bei einer weiteren, ebenfalls nicht eigens gezeigten Abwandlung wird die Lesbarkeit eines oder mehrerer aufgebrachter Referenzmuster durch eine Kamera ausgewertet. Solche Referenzmuster können beispielsweise durch Barcodes oder QR-Codes gebildet sein. Wenn der Code nicht mehr einwandfrei ausgelesen werden kann, kann hieraus ein Verschmutzungsgrad abgeleitet werden, bei der eine Reinigung erfolgen sollte.

Wenn die Messungen im Mittel ergeben, dass eine vorgegebene Zahl an Lackierrobotern 26, 28 oder Applikationseinheiten 34, 36 zu sehr mit Overspray verschmutzt ist, wird eine Reinigung eingeleitet. Dies kann automatisch erfolgen, wenn die Messergebnisse von einer Steuereinrichtung in Steuersignale für ein Reinigungssystem umgewandelt werden. Gegebenenfalls wird lediglich ein akustisches oder visuelles Signal für einen Werker erzeugt, welcher dann den Reinigungsvorgang manuell einleitet.

Grundsätzlich kann ein Applikationssystem einer bereits installierten Lackieranlage nachträglich mit einer Sensoreinrichtung 42 ausgestattet werden. Insbesondere bietet sich zum Nachrüsten das Sensorkonzept an, welches auf Reflexion beruht. Bereits vorhandene Lackierroboter und deren Applikationseinheiten können gut nachträglich mit Reflexionsschichten 68 als Messfelder 50 versehen werden, die hierzu beispielsweise an Stellen der geplanten Messfelder mit entsprechenden Aufklebern versehen werden können. Die nachträgliche Installation der Messeinheiten 52 ist dann verhältnismäßig leicht umzusetzen.

Insbesondere, wenn Overspray in der Lackierkabine 16 oder zumindest in einem Abschnitt der Lackierkabine 16, im Mittel in gleichem Maße entsteht, kann es ausreichen, lediglich einen oder nur wenige Lackierroboter 26, 28 in der Lackierkabine 16 oder in dem betrachteten Abschnitt der Lackierkabine mit einer entsprechenden Sensorik zu versehen. Der oder die jeweils überwachten Lackierroboter 26, 28 stehen dann stellvertretend für die weiteren Lackierroboter 26, 28 ohne Sensorik, welche im Falle eines auf Grund der Messergebnisse gebotenen Reinigungsvorganges ebenfalls von Overspray befreit werden.