Die Erfindung betrifft eine Lackiereinheit (7) zur Anordnung an einem Förderweg einer Lackieranlage, mit einem Lackierroboter (13) und einer Linearmaschine (20). Die Erfindung sieht vor, dass der Lackierroboter (13) und die Linearmaschine (20) im Wesentlichen in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet sind, wobei die Montageebene rechtwinklig zu dem Förderweg verläuft.
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5656089 | 1997-08-12 |
Die Erfindung betrifft eine Lackiereinheit zur Anordnung an einem Förderweg einer Lackieranlage zur Lackierung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen.
In Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien wurden zur Führung der Applikationsgeräte (z. B. Rotationszerstäuber) früher hauptsächlich Linearmaschinen eingesetzt, die als Dachmaschine oder als Seitenmaschine ausgebildet waren. Die Seitenmaschinen waren dabei seitlich neben dem Förderweg der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien angeordnet und ermöglichten eine Lackierung der seitlichen Oberflächen der Kraftfahrzeugkarosserien, wobei die Applikationsgeräte an der Seitenmaschine vertikal verfahrbar montiert waren. Die Dachmaschinen dienten dagegen zur Lackierung der waagerechten Oberflächen der Kraftfahrzeugkarosserien, wie beispielsweise der Motorhaube und des Dachs. Hierzu überspannten die Dachmaschinen den Förderweg, wobei die verwendeten Applikationsgeräte entlang der Dachmaschinen in waagerechter Richtung verfahrbar oder entlang dem Förderweg schwenkbar waren.
Bei modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien werden dagegen zur Führung der Applikationsgeräte (z. B. Rotationszerstäuber) üblicherweise mehrachsige Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik eingesetzt. Hierbei müssen in jeder Lackierkabine beiderseits des Förderwegs in der Regel mindestens zwei mehrachsige Lackierroboter angeordnet sein, um die Kraftfahrzeugkarosserien zu lackieren. Dies erfordert jedoch eine relativ große Kabinenlänge der Lackierkabine entlang dem Förderweg, da zwischen den benachbarten Lackierrobotern auch ein Sicherheitsabstand eingehalten werden muss. Die große Kabinenlänge der Lackierkabine führt wiederrum zu einem relativ großen Luftvolumen innerhalb der Lackierkabine, was mit einem entsprechend großen Klimatisierungsaufwand mit einem hohen Energieverbrauch verbunden ist.
Darüber hinaus ist der Programmieraufwand bei der Verwendung von mehrachsigen Lackierrobotern relativ hoch, da die Verteilung der Lackierarbeiten auf die verschiedenen Lackierroboter relativ schwierig ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit zu schaffen, die Kabinenlänge einer Lackierkabine zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Lackiereinheit gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Lackiereinheit dient zur Anordnung an einem Förderweg einer Lackieranlage zur Lackierung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen.
Die erfindungsgemäße Lackiereinheit umfasst zunächst eine Linearmaschine, wie sie an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist. Beispielsweise kann es sich bei der Linearmaschine um eine Seitenmaschine handeln, die seitlich neben dem Förderweg angeordnet ist und dazu dient, seitliche Oberflächen der zu lackierenden Bauteile zu lackieren, wie beispielsweise Kotflügel oder Türen der zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserien. Bei der Linearmaschine kann es sich alternativ auch um eine Dachmaschine handeln, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und zur Lackierung von waagerechten Oberflächen der Kraftfahrzeugkarosserien dient, wie beispielsweise von Motorhauben oder Dachflächen der Kraftfahrzeugkarosserien. Derartige Linearmaschinen sind beispielsweise in
Die erfindungsgemäße Lackiereinheit umfasst zusätzlich einen mehrachsigen Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik zur Führung mindestens eines Applikationsgerätes, wie beispielsweise eines Rotationszerstäubers. Derartige Lackierroboter ebenfalls in
Der kombinierte Einsatz von mehrachsigen Lackierrobotern einerseits und Linearmaschinen (z. B. Seitenmaschinen, Dachmaschinen) andererseits in einer Lackierkabine ist an sich aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Allerdings waren die Lackierroboter und die Linearmaschinen hierbei getrennt voneinander angeordnet und entlang dem Förderweg versetzt.
Im Gegensatz dazu sind der Lackierroboter und die Linearmaschine bei der erfindungsgemäßen Lackiereinheit im Wesentlichen in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet, wobei die Montageebene rechtwinklig zu dem Förderweg verläuft. Der Lackierroboter und die Linearmaschine sind hierbei also nicht entlang dem Förderweg versetzt angeordnet. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch eine besonders kurze Kabinenlänge der Lackierkabine realisiert werden kann, was wiederrum zu einer Reduzierung des Luftvolumens innerhalb der Lackierkabine führt und somit eine Verringerung des Klimatisierungsaufwands erlaubt.
Hierbei ist zu bemerken, dass die Linearmaschine und der Lackierroboter im Rahmen der Erfindung nicht exakt in derselben Montageebene quer zum Förderweg angeordnet sein müssen. So können die Linearmaschine und der Lackierroboter auch im Rahmen der Erfindung einen geringfügigen Versatz in Förderrichtung aufweisen, wobei der Versatz vorzugsweise kleiner ist als 50 cm, 25 cm, 10 cm oder 5 cm.
Vorzugsweise ist die Linearmaschine hierbei eine Seitenmaschine und dient zur Lackierung der seitlichen Oberflächen (z. B. Türen, Kotflügel) der Kraftfahrzeugkarosserien, während der mehrachsige Lackierroboter der Lackiereinheit zur Lackierung von waagerechten Oberflächen (z. B. Motorhaube, Dach) der Kraftfahrzeugkarosserien dient.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Linearmaschine und der Lackierroboter der Lackiereinheit an einer gemeinsamen Tragstruktur montiert. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Linearmaschine und der Lackierroboter jeweils an einer eigenen Tragstruktur montiert sind. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die Linearmaschine und der Lackierroboter jeweils eine eigene Tragstruktur aufweisen, wobei die Tragstrukturen des Lackierroboters und der Linearmaschine mechanisch voneinander verbunden sind. Beispielsweise kann die Tragstruktur der Linearmaschine in die Tragstruktur des Lackierroboters eingeschoben werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Tragstruktur für den Lackierroboter nachträglich auf die bestehende Tragstruktur der Linearmaschine aufgesetzt wird, um eine Nachrüstung des Lackierroboters zu ermöglichen.
In jedem Fall sieht die Erfindung vorzugsweise vor, dass der Lackierroboter und die Linearmaschine in der Lackiereinheit eine bauliche Einheit bilden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Linearmaschine (z. B. Seitenmaschine) zur Wartung oder Bedienung einen Wartungszugang auf, insbesondere eine Wartungsöffnung, die beispielsweise durch eine Wartungsklappe (z. B. Wartungstür) verschließbar ist. Vorzugsweise ist dieser Wartungszugang der Linearmaschine durch die umgebende Tragstruktur des Lackierroboters hindurch zugänglich. Die Tragstruktur für den Lackierroboter kann also die Linearmaschine umgeben, ohne dass dadurch die Zugänglichkeit des Wartungszugangs der Linearmaschine beeinträchtigt wird.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Tragstruktur für den Lackierroboter vier vertikale Stützen auf, die vorzugsweise die Kanten eines lang gestreckten, vertikalen Quaders bilden und jeweils paarweise einen Zwischenraum einschließen. Die Linearmaschine ist dann zwischen den vertikalen Stützen der Tragstruktur angeordnet und kann an ihrer dem Förderweg abgewandten Hinterseite und/oder an zumindest einer Seite entlang dem Förderweg seitlich einen Wartungszugang aufweisen, der durch den Zwischenraum zwischen den benachbarten vertikalen Stützen zugänglich ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Linearmaschine und der Lackierroboter eine gemeinsame Versorgungseinheit auf. Beispielsweise kann die gemeinsame Versorgungseinheit für den Lackierroboter und die Linearmaschine die folgenden Versorgungskomponenten umfassen:
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Lackierroboter über der Seitenmaschine angeordnet.
Hierbei ist zu erwähnen, dass der Lackierroboter vorzugsweise mindestens sechs oder sieben bewegliche Roboterachsen aufweist, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
Beispielsweise kann der Lackierroboter eine Roboterbasis aufweisen, die vorzugsweise ortsfest an der Tragstruktur angebracht ist.
An der Roboterbasis kann ein drehbares Roboterglied schwenkbar angebracht sein, wobei das drehbare Roboterglied um eine Hauptachse relativ zu der Roboterbasis drehbar ist. Vorzugsweise ist diese Hauptachse horizontal ausgerichtet, insbesondere im Wesentlichen parallel zu dem Förderweg. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Hauptachse einen Winkel von 10°–70°, 20°–60° oder 30°–45° zur Horizontalen einschließt, insbesondere in einer senkrechten Ebene parallel zu dem Förderweg.
Darüber hinaus kann der Lackierroboter der Lackiereinheit einen proximalen Roboterarm aufweisen, der entsprechend der üblichen Fachterminologie auch als „Arm 1” bezeichnet wird und relativ zu dem drehbaren Roboterglied schwenkbar ist.
An dem proximalen Roboterarm ist vorzugsweise ein distaler Roboterarm schwenkbar angebracht, wobei der distale Roboterarm entsprechend der üblichen Fachterminologie als „Arm 2” bezeichnet wird.
Am Ende des distalen Roboterarms kann bei dem erfindungsgemäßen Lackierroboter eine mehrachsige Roboterhandachse angebracht sein, die beispielsweise zwei oder drei bewegliche Achsen haben kann und als Applikationsgerät beispielsweise einen Rotationszerstäuber führt.
In einer Variante der Erfindung ist das drehbare Roboterglied des mehrachsigen Lackierroboters in Förderrichtung vor der Roboterbasis angeordnet.
In einer anderen Variante der Erfindung ist das drehbare Roboterglied des mehrachsigen Lackierroboters dagegen in Förderrichtung hinter der Roboterbasis angeordnet. Eine dritte Erfindungsvariante sieht dagegen vor, dass das drehbare Roboterglied an der Oberseite der Roboterbasis angeordnet ist. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, dass das drehbare Roboterglied an der Unterseite der Roboterbasis angebracht ist.
Vorzugsweise ist die Lackiereinheit so ausgebildet, dass bei einem Ausfall der Linearmaschine eine Redundanz ermöglicht wird, indem der mehrachsige Lackierroboter die ausgefallene Linearmaschine ersetzt. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Linearmaschine der Lackiereinheit üblicherweise einen bestimmten Lackierumfang an dem zu beschichtenden Bauteil abdeckt, indem die Linearmaschine beispielsweise die seitlichen Oberflächen der Kraftfahrzeugkarosserien lackiert. Bei einem Ausfall der Linearmaschine kann dann der mehrachsige Lackierroboter die Lackierumfänge der ausgefallenen Linearmaschine abdecken. Dies ist vorteilhaft, weil ein Ausfall der Linearmaschine dann nicht zwingend zu einer Unterbrechung des Lackierbetriebs führt.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Lackiereinheit einen gemeinsamen Reinigungsbehälter aufweisen kann zum Reinigen und Spülen von Applikationsgeräten der Linearmaschine und des Lackierroboters. Hierzu werden die von dem Lackierroboter bzw. der Linearmaschine geführten Applikationsgeräte (z. B. Rotationszerstäuber) in den jeweiligen Reinigungsbehälter eingeführt. Derartige Reinigungsbehälter sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für die vorstehend beschriebene Lackiereinheit mit einer Linearmaschine und einem Lackierroboter als einzelnes Gerät. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine komplette Lackierzone (z. B. Lackierkabine) mit mindestens einer solchen erfindungsgemäßen Lackiereinheit.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist hierbei auf zumindest einer Seite des Förderwegs jeweils mindestens eine Lackiereinheit mit einer Linearmaschine und einem Lackierroboter und zusätzlich mindestens ein mehrachsiger Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik angeordnet.
Die einzelnen Lackiereinheiten können entlang dem Förderweg eine Baubreite von 300 mm–700 mm oder 400 mm–600 mm aufweisen, wobei sich eine Baubreite von 500 mm entlang dem Förderweg als vorteilhaft erwiesen hat.
Die benachbarten Lackiereinheiten innerhalb der Lackierzone schließen vorzugsweise einen Zwischenraum von 800 mm–1200 mm oder 900 mm–1100 mm ein, wobei sich ein Zwischenraum zwischen den benachbarten Lackiereinheiten von im Wesentlichen 1000 mm als vorteilhaft erwiesen hat.
Die benachbarten Lackiereinheiten sind also mit ihren Mittelpunkten vorzugsweise in einem Abstand von 800 mm–1200 mm oder 900 mm–1100 mm angeordnet, wobei sich ein Abstand von 1000 mm als vorteilhaft erwiesen hat.
Die Erfindung ermöglicht vorteilhaft relativ kurze Kabinenlängen entlang dem Förderweg, wobei die Kabinenlänge beispielsweise kleiner als 7 m, 6 m, 5 m, 5,5 m, 5 m oder sogar kleiner also 4,5 m sein kann.
Die Kabinenbreite rechtwinklig zu dem Förderweg beträgt dagegen vorzugsweise höchstens 6 m, 5,5 m, 5 m oder 4,5 m.
Die durch die Erfindung ermöglichte Verkürzung der Lackierzone kann sogar so weit gehen, dass die Länge der Lackierzone entlang dem Förderweg kürzer ist als die Länge der zu lackierenden Bauteile. Dies bedeutet, dass die zu lackierenden Bauteile beim Lackieren mit ihrer Vorderseite und/oder mit ihrer Rückseite aus der Lackierzone herausragen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an derselben Seite des Förderwegs zwei Lackiereinheiten entlang dem Förderweg benachbart hintereinander angeordnet, wobei jede der beiden Lackiereinheiten jeweils eine Linearmaschine (z. B. Seitenmaschine) und einen mehrachsigen Lackierroboter umfasst. Bei der in Förderrichtung vorderen Lackiereinheit ist das drehbare Roboterglied dann vorzugsweise in Förderrichtung vor der Roboterbasis angeordnet. Bei der in Förderrichtung hinteren Lackiereinheit ist das drehbare Roboterglied dagegen vorzugsweise in Förderrichtung hinter der Roboterbasis angeordnet. Dies bedeutet sinngemäß, dass die drehbaren Roboterglieder bei den benachbarten Lackiereinheiten einander abgewandt sind.
Bei der Anordnung von mehreren erfindungsgemäßen Lackiereinheiten an derselben Seite des Förderwegs besteht wiederrum die Möglichkeit einer Redundanz, wenn eine der Linearmaschinen der benachbarten Lackiereinheiten ausfällt. So können die Lineareinheiten so angeordnet und ausgebildet sein, dass der Lackierroboter der einen Lackiereinheit die Linearmaschine der anderen Lackiereinheit ersetzen kann, falls diese ausgefallen ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Die Kraftfahrzeugkarosserien
Die Lackierkabine weist somit eine bestimmte Kabinenlänge L zwischen dem Einlasstor
Auf beiden Seiten des Förderers
Die Lackiereinheit
Die Lackiereinheit
An dem drehbaren Roboterglied
Am Ende des proximalen Roboterarms
Der distale Roboterarm
An dem Montageflansch der Roboterhandachse
Zusätzlich zu dem Lackierroboter
Die Seitenmaschine
Darüber hinaus weist die Seitenmaschine
Im montierten Zustand der Lackiereinheit
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die beiden Lackiereinheiten
Die
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Lackiereinheit
Schließlich zeigt
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass innerhalb der Lackierkabine nur die Lackiereinheit
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. So genießen beispielsweise die Aspekte der Unteransprüche auch Schutz unabhängig von dem Gedanken der Integration einer Linearmaschine und eines Lackierroboters in einer gemeinsamen Lackiereinheit.
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