Lackiereinheit

German Patent DE102016004846

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.

Hezel, Thomas (71679, Asperg, DE)
Schaal, Andreas (72074, Tübingen, DE)

DE102016004846A

10/26/2017

04/22/2016

Click for automatic bibliography generation

Dürr Systems AG, 70435 (DE)

B05B13/04 B05B5/16 B05B12/14 B05B13/02 B05B15/02 B05B15/12

DE102011108262B4	N/A	2015-12-17
DE102013013038A1	N/A	2015-02-05
DE102010052698A1	N/A	2012-05-31
DE102009012140A1	N/A	2010-09-09
DE202010005188U1	N/A	2010-06-24
DE60311519T2	N/A	2007-11-29
DE69836128T2	N/A	2007-08-16
DE102004061322A1	N/A	2006-06-22
DE102004033640A1	N/A	2005-05-19

7622001	2009-11-24
4830882	1989-05-16
5656089	1997-08-12

Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 83–85
Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 85–87

v. Bezold & Partner Patentanwälte - PartG mbB, 80799, München, DE

1. Lackiereinheit (7, 8) zur Anordnung an einem Förderweg (2) einer Lackieranlage zur Lackierung von Bauteilen (1), insbesondere von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit
a) mindestens einem mehrachsigen Lackierroboter (13) mit einer seriellen Roboterkinematik zur Führung mindestens eines Applikationsgeräts (19), insbesondere eines Rotationszerstäubers (19), und
b) mindestens einer Linearmaschine (20), insbesondere einer Seitenmaschine (20) oder einer Dachmaschine, zur Führung mindestens eines weiteren Applikationsgeräts (22), insbesondere eines Rotationszerstäubers (22),
dadurch gekennzeichnet,
c) dass der Lackierroboter (13) und die Linearmaschine (20) im Wesentlichen in einer gemeinsamen Montageebene angeordnet sind, wobei die Montageebene rechtwinklig zu dem Förderweg (2) verläuft.

2. Lackiereinheit (7, 8) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Linearmaschine (20) und der Lackierroboter (13) an einer gemeinsamen Tragstruktur (9, 10, 11, 12) montiert sind, oder
b) dass die Linearmaschine (20) und der Lackierroboter (13) jeweils an einer eigenen Tragstruktur montiert sind, oder
c) dass die Linearmaschine (20) und der Lackierroboter (13) jeweils eine eigene Tragstruktur aufweisen, wobei die Tragstrukturen des Lackierroboters (13) und der Linearmaschine (20) mechanisch miteinander verbunden sind, insbesondere indem die Tragstruktur der Linearmaschine (20) in die Tragstruktur des Lackierroboters (13) eingeschoben ist,
d) dass die Tragstruktur für den Lackierroboter (13) vorzugsweise nachträglich auf die bestehende Tragstruktur der Linearmaschine (20) aufsetzbar ist, um eine Nachrüstung des Lackierroboters (13) zu ermöglichen.

3. Lackiereinheit (7, 8) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Linearmaschine (20) zur Wartung der Linearmaschine (20) mindestens einen Wartungszugang aufweist, insbesondere eine Wartungsöffnung, die vorzugsweise durch eine Wartungsklappe (23, 24, 25) verschließbar ist, und
b) dass der Wartungszugang der Linearmaschine (20) durch die umgebende Tragstruktur (9–12) des Lackierroboters (13) hindurch zugänglich ist.

4. Lackiereinheit (7, 8) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Tragstruktur (9–12) vier vertikale Stützen (9–12) aufweist, die jeweils paarweise einen Zwischenraum einschließen,
b) dass die Linearmaschine (20) an ihrer dem Förderweg (2) abgewandten Hinterseite einen Wartungszugang aufweist, der durch einen der Zwischenräume zwischen den benachbarten Stützen (9–12) zugänglich ist, und
c) dass die Linearmaschine (20) an zumindest einer Seite entlang dem Förderweg (2) einen Wartungszugang aufweist, der durch einen der Zwischenräume zwischen den benachbarten Stützen (9–12) zugänglich ist.

5. Lackiereinheit (7, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmaschine (20) und der Lackierroboter (13) eine gemeinsame Versorgungseinheit aufweisen.

6. Lackierroboter (13) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Versorgungseinheit für den Lackierroboter (13) und die Linearmaschine (20) die folgenden Versorgungskomponenten umfasst:
a) eine gemeinsame Farbzuführung zur Zuführung von Lack, der appliziert werden soll sowohl zu der Linearmaschine (20) als auch zu dem Lackierroboter (13),
b) eine gemeinsame Robotersteuerung, die sowohl die Linearmaschine (20) als auch den Lackierroboter (13) steuert,
c) eine gemeinsame Hochspannungsversorgung zur elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung für die Linearmaschine (20) und für den Lackierroboter (13),
d) eine gemeinsame Stromversorgung zur Stromversorgung von Antriebsmotoren der Linearmaschine (20) und des Lackierroboters (13), und/oder
e) eine gemeinsame Pneumatikversorgung zur Bereitstellung von Druckluft für den Betrieb der Linearmaschine (20) und des Lackierroboters (13), und/oder
f) ein gemeinsames Absperrventil für Lack, und/oder
g) ein gemeinsames Absperrventil für Druckluft, und/oder
h) einen gemeinsamen Not-Aus-Schalter für die Linearmaschine (20) und den Lackierroboter (13).

7. Lackiereinheit (7, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Lackierroboter (13) über der Seitenmaschine (20) angeordnet ist, und/oder
b) dass der Lackierroboter (13) mindestens sechs oder sieben bewegliche Roboterachsen aufweist, und/oder
c) dass der Lackierroboter (13) folgende Komponenten aufweist:
c1) eine Roboterbasis (14),
c2) ein drehbares Roboterglied (15), das an der Roboterbasis (14) angebracht und relativ zu der Roboterbasis (14) um eine Hauptachse drehbar ist,
c3) einen proximalen Roboterarm (16), der an dem drehbaren Roboterglied (15) angebracht und relativ zu dem drehbaren Roboterglied (15) schwenkbar ist,
c4) einen distalen Roboterarm (17), der an dem proximalen Roboterarm (16) angebracht und relativ zu dem proximalen Roboterarm (16) schwenkbar ist, und/oder
c5) eine mehrachsige Roboterhandachse (18), die an dem distalen Roboterarm (17) angebracht ist und mehrere bewegliche Achsen aufweist, insbesondere zwei oder drei bewegliche Achsen, und/oder
d) dass die Roboterbasis (14) ortsfest angeordnet oder an einer Verfahrschiene verfahrbar montiert ist, insbesondere entlang dem Förderweg (2).

8. Lackiereinheit (7, 8) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Hauptachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, insbesondere im Wesentlichen parallel zu dem Förderweg, oder
b) 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.

9. Lackiereinheit (7, 8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
a) dass das drehbare Roboterglied (15) in Förderrichtung vor der Roboterbasis (14) angeordnet ist, oder
b) dass das drehbare Roboterglied in Förderrichtung hinter der Roboterbasis angeordnet ist, oder
c) dass das drehbare Roboterglied an der Oberseite der Roboterbasis angeordnet ist, oder
d) dass das drehbare Roboterglied an der Unterseite der Roboterbasis angeordnet ist.

10. Lackiereinheit (7, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Linearmaschine (20) der Lackiereinheit (7, 8) einen bestimmten Lackierumfang an dem zu beschichtenden Bauteil (1) abdeckt, und
b) dass bei einem Ausfall der Linearmaschine (20) der Lackierumfang der ausgefallenen Linearmaschine (20) von dem Lackierroboter (13) derselben Lackiereinheit (7, 8) abgedeckt werden kann.

11. Lackiereinheit (7, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Lackiereinheit (7, 8) einen gemeinsamen Reinigungsbehälter aufweist zum Reinigen und Spülen von Applikationsgeräten der Linearmaschine (20) und des Lackierroboters (13), und
b) dass das von dem Lackierroboter (13) geführte Applikationsgerät (19) in den Reinigungsbehälter eingeführt werden kann, und
c) dass das von der Linearmaschine (20) geführte Applikationsgerät (22) in den Reinigungsbehälter eingeführt werden kann.

12. Lackierzone, insbesondere Lackierkabine, mit mindestens einer Lackiereinheit (7, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

13. Lackierzone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf einer Seite des Förderwegs (2) jeweils mindestens eine Lackiereinheit (7, 8) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mindestens ein zusätzlicher mehrachsiger Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik angeordnet ist.

14. Lackierzone nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die entlang dem Förderweg benachbarten Lackiereinheiten (7, 8) entlang dem Förderweg eine Baubreite von 300 mm–700 mm, 400 mm–600 mm oder im Wesentlichen 500 mm aufweisen, und/oder
b) dass die entlang dem Förderweg (2) benachbarten Lackiereinheiten (7, 8) einen Zwischenraum von 800 mm–1200 mm, 900 mm–1100 mm oder im Wesentlichen 1000 mm haben, und/oder
c) dass die entlang dem Förderweg (2) benachbarten Lackiereinheiten (7, 8) bezüglich ihrer Mittelpunkte in einem Abstand von 800 mm–1200 mm, 900 mm–1100 mm oder im Wesentlichen 1000 mm angeordnet sind, und/oder
d) dass die Lackierzone entlang dem Förderweg (2) eine Länge von höchstens 7 m, 6 m, 5 m, 5,5 m, 5 m oder 4,5 m aufweist, und/oder
e) dass die Lackierzone rechtwinklig zu dem Förderweg (2) eine Breite von höchstens 6 m, 5 m, 5,5 m, 5 m oder 4,5 m aufweist.

15. Lackierzone nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Lackierzone entlang dem Förderweg (2) eine bestimmte Lackierzonenlänge (L) aufweist,
b) dass die zu lackierenden Bauteile entlang dem Förderweg (2) eine bestimmte Bauteillänge haben,
c) dass die Lackierzonenlänge (L) kürzer ist als die Bauteillänge, so dass die zu lackierenden Bauteile (1) beim Lackieren teilweise mit unbeschichteten oder bereits beschichteten Bereichen entlang dem Förderweg (2) aus der Lackierzone herausragen.

16. Lackierzone nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass an derselben Seite des Förderwegs (2) zwei Lackiereinheiten (7, 8) entlang dem Förderweg (2) benachbart hintereinander angeordnet sind, und
b) dass das drehbare Roboterglied (15) bei der in Förderrichtung vorderen Lackiereinheit (7) in Förderrichtung vor der Roboterbasis (14) angeordnet ist, und
c) dass das drehbare Roboterglied (20) bei der in Förderrichtung hinteren Lackiereinheit (8) in Förderrichtung hinter der Roboterbasis angeordnet ist.

17. Lackierzone nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass an derselben Seite des Förderwegs (2) zwei Lackiereinheiten (7, 8) entlang dem Förderweg (2) benachbart hintereinander angeordnet sind, und
b) dass die benachbarten Lackiereinheiten (7, 8) jeweils einen bestimmten Lackierumfang an dem zu beschichtenden Bauteil (1) abdecken, und
c) dass bei einem Ausfall einer Linearmaschine (20) an einer der benachbarten Lackiereinheiten (7, 8) der Lackierumfang der ausgefallenen Linearmaschine (20) von dem Lackierroboter (13) der benachbarten Lackiereinheit (7, 8) abgedeckt werden kann.

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 Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 83–85 beschrieben.

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 Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 85–87 beschrieben.

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:

• – Eine gemeinsame Farbzuführung zur Zuführung von Lack sowohl für den Lackierroboter als auch für die Seitenmaschine.
• – Eine gemeinsame Robotersteuerung, die sowohl die Linearmaschine als auch den Lackierroboter steuert.
• – Eine gemeinsame Hochspannungsversorgung zur elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung für die Linearmaschine und für den Lackierroboter.
• – Eine gemeinsame Stromversorgung zur Stromversorgung von Antriebsmotoren der Linearmaschine und des Lackierroboters.
• – Eine gemeinsame Pneumatikversorgung zur Bereitstellung von Druckluft für den Betrieb der Linearmaschine und des Lackierroboters, beispielsweise zur Bereitstellung von Antriebsluft, Lagerluft, Bremsluft und/oder Lenkluft für Rotationszerstäuber.
• – Ein gemeinsames Absperrventil für Lack.
• – Ein gemeinsames Absperrventil für Druckluft.
• – Einen gemeinsamen Not-Aus-Schalter für die Linearmaschine und den Lackierroboter.

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 DE 10 2010 052 698 A1 und DE 10 2004 061 322 A1 beschrieben.

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:

1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Lackierkabine mit zwei erfindungsgemäßen Lackiereinheiten,

2A eine Perspektivansicht der Lackiereinheiten aus 1,

2B eine Perspektivansicht der Seitenmaschine in der Lackiereinheit gemäß 2A,

2C eine Perspektivansicht des Lackierroboters der Lackiereinheit aus 2A,

3A eine Perspektivansicht einer abgewandelten Lackierkabine mit nur einer einzigen voll ausgestatteten Lackiereinheit,

3B eine perspektivische Rückansicht der Lackierkabine aus 3A,

4 eine Perspektivansicht einer abgewandelten Lackierkabine, sowie

5 eine Perspektivansicht einer verkürzten Lackierkabine.

1 zeigte eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Lackierkabine, die zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien 1 dient, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.

Die Kraftfahrzeugkarosserien 1 werden hierbei von einem Förderer 2 in an sich bekannter Weise in Pfeilrichtung durch die Lackierkabine gefördert. Hierzu weist die Lackierkabine 1 einlassseitig eine Kabinenwand 3 mit einem Einlasstor 4 und auslassseitig eine Kabinenwand 5 mit einem Auslasstor 6 auf.

Die Lackierkabine weist somit eine bestimmte Kabinenlänge L zwischen dem Einlasstor 4 und dem Auslasstor 6 auf. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Kabinenlänge L der Lackierkabine größer ist als die Länge der Kraftfahrzeugkarosserien 1 entlang dem Förderweg. Dies bedeutet, dass sich die Kraftfahrzeugkarosserien 1 bei der Lackierung vollständig innerhalb der Lackierkabine befinden.

Auf beiden Seiten des Förderers 2 sind jeweils zwei Lackiereinheiten 7, 8 angeordnet, wobei die Zeichnung zur Vereinfachung nur die beiden Lackiereinheiten 7, 8 auf der einen Seite des Förderers 2 zeigt.

Die Lackiereinheit 7 ist in den 2A–2C detailliert dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Lackiereinheit 8 ist jedoch spiegelbildlich entsprechend aufgebaut, wobei die Unterschiede zwischen den beiden Lackiereinheiten 7, 8 noch eingehend beschrieben werden.

Die Lackiereinheit 7 weist zunächst eine Tragstruktur auf, die mehrere vertikale Stützen 9, 10, 11, 12 umfasst, wie insbesondere aus 2C ersichtlich ist. An der Oberseite dieser Tragstruktur ist ein mehrachsiger Lackierroboter 13 montiert, der an sich weitgehend herkömmlich ausgebildet ist. So umfasst der Lackierroboter 13 zunächst eine ortsfest an der Tragstruktur montierte Roboterbasis 14 und ein drehbares Roboterglied 15, das relativ zu der Roboterbasis 14 um eine waagerechte Hauptachse drehbar ist, wobei die Hauptachse parallel zur Förderrichtung des Förderers 2 verläuft.

An dem drehbaren Roboterglied 15 ist ein proximaler Roboterarm 16 schwenkbar angebracht, wobei der proximale Roboterarm 16 entsprechend der üblichen Fachterminologie auch als „Arm 1” bezeichnet wird.

Am Ende des proximalen Roboterarms 16 ist ein distaler Roboterarm 17 schwenkbar angebracht, wobei der distale Roboterarm 17 entsprechend der üblichen Fachterminologie auch als „Arm 2” bezeichnet wird.

Der distale Roboterarm 17 trägt an seinem Ende eine Roboterhandachse 18 mit drei beweglichen Achsen, wobei der Aufbau und die Funktionsweise der Roboterhandachse 18 an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

An dem Montageflansch der Roboterhandachse 18 ist schließlich ein herkömmlicher Rotationszerstäuber 19 montiert.

Zusätzlich zu dem Lackierroboter 13 umfasst die Lackiereinheit 7 auch eine Seitenmaschine 20, die in 2B getrennt von der Lackiereinheit 7 dargestellt ist. So umfasst die Seitenmaschine 20 einen Horizontalarm 21, der einen Rotationzerstäuber 22 trägt und in Richtung des Doppelpfeils, d. h. in vertikaler Richtung, verfahrbar ist, damit der Rotationszerstäuber 22 Seitenflächen (z. B. Kotflügel, Türen) der Kraftfahrzeugkarosserien 1 lackieren kann.

Die Seitenmaschine 20 weist an einer Seite zwei seitliche Wartungstüren 23, 24 auf, die zur Wartung der Seitenmaschine 20 geöffnet werden können.

Darüber hinaus weist die Seitenmaschine 20 auch an ihrer Hinterseite (d. h. dem Förderer 2 abgewandt) eine Wartungstür 25 auf, die zur Wartung der Seitenmaschine 20 geöffnet werden kann.

Im montierten Zustand der Lackiereinheit 7 ist die Seitenmaschine 20 zwischen den Stützen 9–12 der Tragstruktur des Lackierroboters 13 angeordnet, wie aus 2A ersichtlich ist. Die Stützen 10, 11 behindern hierbei nicht das Öffnen der seitlichen Wartungstüren 23, 24. Darüber hinaus behindern auch die hinteren Stützen 11, 12 der Tragstruktur für den Lackierroboter 13 nicht das Öffnen und Schließen der hinteren Wartungstür 25.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die beiden Lackiereinheiten 7, 8 in 1 spiegelbildlich und übereinstimmend aufgebaut sind. Allerdings ist zu erwähnen, dass das drehbare Roboterglied 15 des Lackierroboters 13 bei der entlang dem Förderer 2 vorderen Lackiereinheit 7 in Förderrichtung vorne angeordnet ist. Im Gegensatz dazu ist ein entsprechendes drehbares Roboterglied 26 der in Förderrichtung hinteren Lackiereinheit 8 entlang dem Förderer 2 hinten angeordnet. Die beiden drehbaren Roboterglieder 15, 20 sind also einander abgewandt montiert.

Die 3A und 3B zeigen verschiedene Ansichten einer abgewandelten Lackierkabine, die im Wesentlichen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Lackiereinheit 8 nicht vollständig montiert ist, sondern lediglich aus der Tragstruktur besteht. Dies ermöglicht ein späteres Nachrüsten der erforderlichen Geräte. Falls eine Tragstruktur nicht zur Montage eines Lackierroboters benötigt wird, so kann die entsprechende Öffnung in der Lackierkabine durch eine Abdeckung 27 verschlossen werden, wie insbesondere aus 3B ersichtlich ist.

4 zeigt eine Perspektivansicht einer Abwandlung mit nur einer einzigen Lackiereinheit 7, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.

Schließlich zeigt 5 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass innerhalb der Lackierkabine nur die Lackiereinheit 7 als einzige Lackiereinheit angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Verkürzung der Lackierkabine, so dass die Kabinenlänge L kleiner ist als die Länge der Kraftfahrzeugkarosserien 1. Dadurch kann das Luftvolumen in der Lackierkabine verringert werden, was wiederrum zu einer Reduzierung des Klimatisierungsaufwands und des damit verbundenen Energieverbrauchs führt.

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.

Bezugszeichenliste

1

Kraftfahrzeugkarosserie

2

Förderer

3

Kabinenwand der Lackierkabine am Einlass

4

Einlasstor der Lackierkabine

5

Kabinenwand der Lackierkabine am Auslass

6

Auslasstor der Lackierkabine

7

Lackiereinheit

8

Lackiereinheit

9–12

Stützen der Lackiereinheit

13

Lackierroboter

14

Roboterbasis

15

Drehbares Roboterglied der Lackiereinheit 7

16

Proximaler Roboterarm

17

Distaler Roboterarm

18

Roboterhandachse

19

Rotationszerstäuber des Lackierroboters

20

Seitenmaschine

21

Horizontalarm der Seitenmaschine

22

Rotationszerstäuber der Seitenmaschine

23, 24

Seitliche Wartungstüren der Seitenmaschine

25

Hintere Wartungstür der Seitenmaschine

26

Drehbares Roboterglied der Lackiereinheit 8

27

Abdeckung für Montageplatz des Lackierroboters

L

Kabinenlänge der Lackierkabine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

• DE 102010052698 A1 [0029]
• DE 102004061322 A1 [0029]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

• Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 83–85 [0008]
• Pavel Swejda: ”Prozesse und Applikationsverfahren”, Vincentz Verlag 2003, Seiten 85–87 [0009]