EP2072145A1 - Beschichtungsanlage - Google Patents

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Publication number
EP2072145A1
EP2072145A1 EP08021526A EP08021526A EP2072145A1 EP 2072145 A1 EP2072145 A1 EP 2072145A1 EP 08021526 A EP08021526 A EP 08021526A EP 08021526 A EP08021526 A EP 08021526A EP 2072145 A1 EP2072145 A1 EP 2072145A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
station
workpiece
installation according
robot arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08021526A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tiemo Sehon
Hermann Müller
Karl-Heinz Fehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2072145A1 publication Critical patent/EP2072145A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B05B13/0235—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts the movement of the objects being a combination of rotation and linear displacement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/20—Arrangements for spraying in combination with other operations, e.g. drying; Arrangements enabling a combination of spraying operations

Definitions

  • the invention relates to a coating system for coating surfaces of workpieces, having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a coating system, with the produced even in small batches workpieces economically inline, i. integrated into the production plant, can be coated.
  • This object is achieved with a coating system of the type mentioned above in that the coating cells, the labeling station and painting in a first row, that the robot arms in a second row and that the drying stations are arranged in a third row, and that the three rows lie parallel to each other and that the second row is arranged between the first and the third row.
  • the advantage of the invention is to make the entire process, starting with the removal or recording of workpieces or small parts, for example, from a warehouse or an injection molding machine to the packaging of the finished painted parts continuously, fully automatic and dust-proof.
  • a central arranged robotic arm or a robot system needed with which the workpiece gripped, actively moved and then stored again.
  • the main advantage of the active movement of the workpiece by the robot arm is that with a fixed coating tool, such as a fixed spray head, the overspray is defined and can be reduced to a minimum, since the portion of the workpiece to be coated is accurately directed into the coating jet , In the case of a defined overspray, this targeted can be extracted.
  • the painting, drying and labeling processes consist of a large number of sub-processes.
  • the workpieces to be treated must be fed one after the other to each individual process. After processing the process, the workpieces are fed to the next process step.
  • One way to make these handling processes short and effective is to arrange the workpieces to be processed on a gripper or workpiece carrier. This serves as a carrier for all handling tasks and technological processes. In this way, several workpieces can be taken simultaneously, so that the cycle time per workpiece is shortened.
  • robot arms are advantageously combined to form a robot system and arranged on a crossbeam.
  • the traverse of the robot system is linearly arranged centrally between the workstations.
  • several separately movable robot arms can move independently of each other.
  • the task of these robot arms is to transfer the workpiece carriers to the to carry out the respective process and to carry out all the necessary movements which are required for the respective processes.
  • a laser inscription is carried out with a fixed laser and with the robot arm moving workpiece or carrier with workpieces.
  • the robot arm or robot system actively moving the workpiece is the central solution for all processes starting with the supply of the unpainted workpieces or the removal of these workpieces from the injection molding machine until the packaging or depositing of the finished workpieces.
  • the workpieces to be treated are arranged in a variant on a support. With this carrier, all further handling steps or technological processes take place.
  • the carrier is advantageously designed for very different requirements (painting, drying with UV or infrared, laser marking) and fixes the workpieces stable and secure.
  • the individual sub-processes such as painting, drying, laser marking, are carried out in standard modules.
  • This module solution offers advantages in process changes and / or process extensions. If the traverses of the robot system are arranged above these modules, the loading of the process cells or modules takes place from above. Since one of the central issues in the system is dust protection, the cells are designed to prevent the ingress of dust during both transport and process operations. This is achieved via a flow curtain that closes all cell openings. At the same time, these cells must also have enough freedom of movement for the robot arms as they perform the movements necessary for the technological process with the wearer. The flow curtain does not interfere here.
  • the painting processes are exactly adapted to this process.
  • the overspray is to be kept within very narrow limits.
  • the technological processes are coordinated with the cycle times of the entire system. As a result, the loss of paint is kept to a minimum, which brings cost advantages and protects the environment.
  • FIG. 1 is denoted by the reference numeral 10, a coating system in which an injection molding machine 12 forms a workpiece receiving area 14.
  • the workpieces or workpiece holders 76 (FIG. FIG. 2 ) is grabbed by a robot arm 16 and fed to a pretreatment station 18.
  • the robot arm 16 is movably guided on a traverse 20 so that it can reach both the working areas of the injection molding machine 12 and the pretreatment station 18.
  • the pretreatment station 18 may include, for example, a flame apparatus 22, an infrared pre-treatment station 24, a zoning station (not shown), or the like, to prepare the workpiece for subsequent coating. Of course, a Endgratstation or other mechanical processing facilities may be provided.
  • the pretreatment station 18 is followed by a first coating cell 26, which follows a second coating cell 28. In this way, two different coating layers can be applied one above the other to the workpiece.
  • the workpiece is removed from the second robot arm 30 by a second robot arm 30 in the handshake method, fed to the pretreatment station 18, then fed to the first coating cell 26 and then deposited in a dryer station 32.
  • the pretreatment station 18, first coating cell 26, and first dryer station 32 are within the operating range of the robotic arm 30.
  • the robotic arm 30 is adapted to receive the workpiece after being picked up by the robotic arm 16 in the pretreatment station 18 and in the first Coating cell 26 can actively move in space so that both in the pretreatment station 18 and in the first coating cell 26 no moving tools, in particular no moving spray heads must be present.
  • the robot arm 16 and 30, respectively, a single workpiece or it can be taken several workpieces simultaneously.
  • workpiece carriers 76 can be gripped, in which one or more workpieces are arranged.
  • FIG. 1 it can be seen that, in addition to the robot arm 30, a further robot arm 34 is provided, in the working area of which the dryer station 32 and the second coating cell 28 are located. Since the first robot arm 30 has deposited the workpiece in the dryer station 32, this dryer station 32 functions as a deposition station 36. After coating in the second coating cell 28, the robot arm 34 deposits the workpiece in a second dryer station 38, which also serves as a deposition station 40 , From this deposition station 40, a third robot arm 42 grasps the workpiece and feeds it to a labeling station 44, for example a laser station 46.
  • a labeling station 44 for example a laser station 46.
  • the robot arm 42 can deposit the labeled tool in an output station 48 or it only places the workpiece there between, until it is gripped by another robot arm 50 so that it can be fed to another station, for example a coating station 52, in which the workpiece is coated with a clear coat. Following this, the workpiece is dried in a dryer station 54 and finally deposited in the dispensing station 48, in which the workpiece is packed and dispensed individually or together with other workpieces. Be beneficial in the Labeling station 44 moves both the workpiece and the labeling tool.
  • the coating cells 26 and 28 as well as the stations 44, 46 and 52 in a first row 56, the robot arms 30, 34, 42 and 50 in a second row 58 and the dryer stations 32, 38 and 54 and 36, respectively and 40 and the dispensing station 48 are arranged in a third row 60, the second row 58 being between the first row 56 and the third row 60.
  • This arrangement allows a modular construction of all stations and robot arms, so that the coating system 10 can be adapted exactly to the required processes, to the process speed and to the number of workpieces.
  • the individual stations, cells and robot arms are located in a closed space 62, which is not only dust-free, but also air-conditioned, that is, in which a desired temperature, air composition and moisture prevails, so that optimal conditions for the coating and labeling operations prevail.
  • the space 62 can also be under pressure.
  • the individual cells and stations are modular and have their own terminals 64 and 66, for example, for the supply of coating materials, which may be liquid or solid, such as paints or powder, for the supply of water and for the extraction of overspray, air and Steaming or for generating a negative pressure within each module, so that no paint particles can leave the cells and modules.
  • the coating cells 26 and 28, the labeling station 44, and the coating station 52 may be in a water bath 68, thereby bonding stray dust particles.
  • the drying stations 32, 38 and 54 are constructed in a modular manner and provided with uniform, grid-like connections 70 and 72 for the supply and disposal of drying media, such as hot air.
  • drying media such as hot air.
  • UV lamps or other drying devices can be provided.
  • the modules also have uniform, grid-like arranged connections.
  • the workpieces can also be removed from provided trays or workpiece carriers, if the workpieces are not produced on site.
  • FIG. 2 shows a coating system 10 with a similar structure, wherein the robot arms 30, 34 and 42 are attached to a cross member 74, so that they are movable in the direction of the second row 58.
  • the cross member 74 is designed so that it can be equipped with more or less robot arms. It is also conceivable that only a single robot arm is provided, which leads the workpiece continuously.
  • the robot arms can also grip workpiece holders 76, in which one or more workpieces and even different workpieces are arranged.
  • the workpieces or workpiece holders 76 are actively moved by means of the robot arms at least within the individual cells and stations so that the cells and stations do not have to have any moving tools.
  • the workpiece is moved in front of a spray nozzle so that the workpiece is completely coated, without requiring a movement of the tools for this purpose.
  • FIG. 3 shows an exemplary spatial representation of the individual cells and stations, the modular structure is clearly visible.
  • the extension of the coating system 10 can be done by adding more cells or stations and extension of the space 62 in a simple manner.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)

Abstract

Beschichtungsanlage (10) zum Beschichten von Oberflächen von Werkstücken, mit einem Werkstückaufnahmebereich (14) und wenigstens einer Beschichtungszelle (26, 28) sowie einem zwischen dem Werkstückaufnahmebereich (14) und der Beschichtungszelle (26, 28) angeordneten Roboterarm (30), der auch im Bereich einer Trocknerstation (32) angeordnet ist, wobei die Trocknerstation (32) sich nach der Beschichtungszelle (26) befindet, und der Roboterarm (30) nach dem Ergreifen des Werkstücks dieses in der Beschichtungszelle (26) für den Beschichtungsvorgang aktiv bewegt und anschließend in der Trocknerstation (32) ablegt, wobei während des Beschichtungsvorganges ausschließlich das Werkstück bewegt wird und das Beschichtungswerkzeug in Ruhe ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszellen (26, 28), die Beschriftungsstation (44) und Lackierstation (54) in einer ersten Reihe (56), dass die Roboterarme (30, 34, 42, 50) in einer zweiten Reihe (58) und dass die Trockenstationen (32, 38, 54) in einer dritten Reihe (60) angeordnet sind, und dass die drei Reihen (56, 58, 60) parallel nebeneinander liegen und dass die zweite Reihe (58) zwischen der ersten und der dritten Reihe (56, 60) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsanlage zum Beschichten von Oberflächen von Werkstücken, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Zur Oberflächenbeschichtung und -bearbeitung von Kleinteilen werden verstärkt Lackier- und Laserprozesse eingesetzt. Das bietet die Möglichkeit, mit kostengünstigen Grundmaterialien sehr hochwertige Produkte herzustellen. Weiterhin können damit vollkommen neue Oberflächengestaltungstechnologien schnell umgesetzt werden. Durch die Kombination unterschiedlicher Beschichtungs- und Beschriftungsprozesse kann schnell eine große Produktvielfalt entwickelt und kostengünstig hergestellt werden. Dies betrifft viele Produkte z.B. der Automobilzulieferer, der Elektro-, Pharma-, Medizin- und Kosmetikbranche.
  • Neben der Verkürzung der Produktentwicklungszeiten und der kürzer werdenden Produktlebenszyklen treten mehr Variationen innerhalb einer Produktfamilie auf. Die Stückzahlentwicklungen gestalten sich damit für den Zulieferer weniger vorhersehbar.
  • Da die Anforderungen an die Qualität der Oberflächen ständig steigen, spielt das Problem der Verschmutzung der Oberflächen während des Herstellungsprozesses eine immer größere Rolle. Die Prozesse der Oberflächenbeschichtung bestehen aus einer Kombination mehrer Teilprozesse, z.B. ein oder mehrfaches Lackieren und ein oder mehrfaches Trocknen. Während dieser Beschichtungsprozesse, der Zwischentransporte und der Zwischenlagerung sind Staubablagerungen auf den Bauteilen selbst unter günstigsten räumlichen Voraussetzungen nicht zu vermeiden. Bei kritischen Teilen entstehen dadurch Ausschussraten bis über 30 %. Damit entstehen neben betriebswirtschaftlichen Belastungen auch zusätzliche Anforderungen an das Recycling der Ausschussteile.
  • Insbesondere für kleine und mittlere Stückzahlen ist die Entwicklung einer speziellen Lackieranlage, mit welcher ein weitestgehender Staubschutz gewährleitstet sein würde, zu kosten- und zeitaufwändig.
  • Bisher werden zur Automatisierung von Lackierprozessen Insellösungen angeboten und verwendet. So bieten z.B. viele Spritzgussmaschinenhersteller Handlingsysteme zur Entnahme von Teilen an. Die Lackierung von Kleinteilen wird oft mit Hilfe von Lackierrobotern realisiert. Hier wird die Lackiervorrichtung, insbesondere die Spritzpistole, über das feststehende Werkstück bewegt. Für größere Stückzahlen werden Lackieranlagen verwendet.
  • Aus der DE 10 2005 050 877 B3 ist eine derartige Insellösung bekannt, die nicht erweiterbar ist und bei der nur eine begrenzte Anzahl von Arbeitsschritten möglich ist, da die Arbeitsstationen quasi im Kreis um den Roboterarm herum angeordnet sind. Bei der DE 10 2006 022 335 A1 werden die Werkstücke über Schlitten in die Arbeitsstationen bewegt und der Farbauftrag erfolgt über bewegte Sprühdüsen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsanlage bereit zu stellen, mit der auch in Kleinserien hergestellte Werkstücke wirtschaftlich inline, d.h. in den Produktionsbetrieb integriert, beschichtet werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Beschichtungsanlage der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Beschichtungszellen, die Beschriftungsstation und Lackierstation in einer ersten Reihe, dass die Roboterarme in einer zweiten Reihe und dass die Trockenstationen in einer dritten Reihe angeordnet sind, und dass die drei Reihen parallel nebeneinander liegen und dass die zweite Reihe zwischen der ersten und der dritten Reihe angeordnet ist.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, den gesamten Prozess beginnend bei der Entnahme oder Aufnahme der Werkstücke oder Kleinteile z.B. aus einem Lager oder einer Spritzgussmaschine bis hin zum Verpacken der fertig lackierten Teile durchgehend, vollautomatisch und staubgeschützt zu gestalten. Um trotz vollautomatischer Lösung, die für den wirksamen Staubschutz erforderlich ist, ausreichend flexibel zu bleiben, wird ein zentral angeordneter Roboterarm oder ein Robotersystem benötigt, mit dem das Werkstück ergriffen, aktiv bewegt und dann wieder abgelegt wird. Der wesentliche Vorteil der aktiven Bewegung des Werkstück durch den Roboterarm besteht darin, dass bei feststehendem Beschichtungswerkzeug, z.B. bei einem feststehenden Sprühkopf, das Overspray definiert ist und auf ein Minimum reduziert werden kann, da der zu beschichtende Abschnitt des Werkstücks genau in den Beschichtungsstrahl gelenkt wird. Bei definiertem Overspray kann dieser Gezielt abgesaugt werden.
  • Nachfolgend wird als Beispiel einer Beschichtung ein Lackier- mit Trocknungsvorgang beschrieben, dem ein Beschriftungsvorgang folgt. Die Lackier-, Trocknungs- und Beschriftungsprozesse bestehen aus einer Vielzahl von Teilprozessen. Die zu behandelnden Werkstücke müssen nacheinander jedem einzelnen Prozess zugeführt werden. Nach Abarbeitung des Prozesses werden die Werkstücke dem nächsten Prozessschritt zugeführt. Dies erfordert ein permanentes Handling der Werkstücke. Eine Möglichkeit diese Handhabungsprozesse kurz und effektiv zu gestalten besteht darin, die zu bearbeitenden Werkstücke auf einem Greifer oder Werkstückträger anzuordnen. Dieser dient als Träger für alle Handhabungsaufgaben und technologischen Prozesse.
    Auf diese Weise können gleichzeitig auch mehrere Werkstücke gefasst werden, so dass die Durchlaufzeit pro Werkstück verkürzt wird.
  • Werden mehrere Roboterarme verwendet, dann sind diese vorteilhaft zu einem Robotersystem zusammengefasst und auf einer Traverse angeordnet. Die Traverse des Robotersystems ist linear zentral zwischen den Arbeitsstationen angeordnet. Auf dieser können sich mehrere getrennt verfahrbare Roboterarme unabhängig voneinander bewegen. Aufgabe dieser Roboterarme ist es, die Werkstückträger dem jeweiligen Prozess zuzuführen und alle notwenigen Bewegungen, die für die jeweiligen Prozesse erforderlich sind, durchzuführen. Im Teilprozess Lackieren bedeutet dies das Bewegen des Werkstückträgers vor feststehender Lackiereinrichtung. Ebenso wird z.B. eine Laserbeschriftung mit feststehendem Laser und mit vom Roboterarm bewegtem Werkstück oder Träger mit Werkstücken ausgeführt. Der das Werkstück aktiv bewegende Roboterarm oder das Robotersystem ist die zentrale Lösung für alle Vorgänge beginnend bei der Zuführung der unlackierten Werkstücke bzw. der Entnahme dieser Werkstücke aus der Spritzgussmaschine bis zum Verpacken bzw. Ablegen der fertigen Werkstücke.
  • Die zu behandelnden Werkstücke werden bei einer Variante auf einem Träger angeordnet. Mit diesem Träger erfolgen alle weiteren Handhabungsschritte bzw. technologischen Prozesse. Der Träger ist vorteilhaft für sehr unterschiedliche Anforderungen (Lackieren, Trocknen mit UV bzw. Infrarot, Laserbeschriftung) ausgelegt und fixiert die Werkstücke stabil und sicher.
  • Um das Gesamtsystem ausreichend flexibel zu gestalten, werden die einzelnen Teilprozesse, wie Lackieren, Trocknen, Laserbeschriften, in Standardmodulen durchgeführt. Diese Modullösung bietet Vorteile bei Verfahrensänderungen bzw. Verfahrenserweiterungen. Sind die Traversen des Robotersystems oberhalb dieser Module angeordnet, erfolgt die Beschickung der Prozesszellen oder Module von oben. Da eine zentrale Frage des Systems der Staubschutz ist, werden die Zellen so ausgelegt, dass ein Eindringen von Staub sowohl bei Transportvorgängen als auch bei prozesstechnischen Vorgängen ausgeschlossen wird. Dies wird über einen Strömungsvorhang erreicht, der alle Zellenöffnungen verschließt. Gleichzeitig müssen diese Zellen auch genügend Bewegungsfreiheit für die Roboterarme ermöglichen, da diese die für den technologischen Prozess erforderlichen Bewegungen mit dem Träger durchführen. Der Strömungsvorhang wirkt sich hier als nicht hinderlich aus.
  • Durch die feststehenden Sprühköpfe bei bewegten Werkstücken sind die Lackierprozesse auf dieses Verfahren exakt angepasst. Mit genau sprühenden Lackiervorrichtungen und optimierten Bewegungsabläufen soll das Overspray in sehr geringen Grenzen gehalten werden. Die technologischen Prozesse sind mit den Taktzeiten des Gesamtsystems abgestimmt. Hierdurch wird der Lackverlust auf ein Minimum begrenzt, was Kostenvorteile mit sich bringt und die Umwelt schont.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
    • In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage mit diversen Modulen und mehreren Roboterarmen;
    Figur 2
    eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage mit an einer Traverse vorgesehenen Roboterarmen; und
    Figur 3
    eine perspektivische Darstellung der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform.
  • In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Beschichtungsanlage dargestellt, bei der eine Spritzgussmaschine 12 einen Werkstückaufnahmebereich 14 bildet. In diesem Werkstückaufnahmebereich 14 werden die Werkstücke oder Werkstückhalter 76 (Figur 2) von einem Roboterarm 16 ergriffen und einer Vorbehandlungsstation 18 zugeführt. Der Roboterarm 16 ist auf einer Traverse 20 verfahrbar geführt, so dass er sowohl in die Arbeitsbereiche der Spritzgussmaschine 12 als auch der Vorbehandlungsstation 18 gelangen kann.
  • Die Vorbehandlungsstation 18 kann zum Beispiel eine Flammvorrichtung 22, eine Infrarot-Vorbehandlungsstation 24, eine Zonisierurigsstation (nicht dargestellt) oder dergleichen aufweisen, um das Werkstück für eine anschließende Beschichtung vorzubereiten. Selbstverständlich kann auch eine Endgratstation oder eine andere mechanische Bearbeitungseinrichtungen vorgesehen sein. An die Vorbehandlungsstation 18 schließt sich eine erste Beschichtungszelle 26 an, welcher eine zweite Beschichtungszelle 28 folgt. Auf diese Weise können zwei unterschiedliche Beschichtungslagen übereinander auf das Werkstück aufgebracht werden. Dabei wird das Werkstück von einem zweiten Roboterarm 30 im Handshake-Verfahren dem ersten Roboterarm 16 entnommen, der Vorbehandlungsstation 18 zugeführt, anschließend der ersten Beschichtungszelle 26 zugeführt und danach in einer Trocknerstation 32 abgelegt. Die Vorbehandlungsstation 18, erste Beschichtungszelle 26 und erste Trocknerstation 32 befinden sich im Arbeitsbereich des Roboterarms 30. Der Abstand dieser Stationen zum Roboterarm 30 ist jedoch groß genug, zum Beispiel 1 m, um der Anforderung für eine Ex-Schutz-Zone zu genügen. Der Roboterarm 30 ist so ausgebildet, dass er das Werkstück nach der Übernahme vom Roboterarm 16 in der Vorbehandlungsstation 18 und in der ersten Beschichtungszelle 26 aktiv so im Raum bewegen kann, dass sowohl in der Vorbehandlungsstation 18 als auch in der ersten Beschichtungszelle 26 keine beweglichen Werkzeuge, insbesondere keine beweglichen Sprühköpfe vorhanden sein müssen. Außerdem kann mit dem Roboterarm 16 beziehungsweise 30 jeweils ein einzelnes Werkstück oder es können mehrere Werkstücke gleichzeitig ergriffen werden. Auch können Werkstückträger 76 gegriffen werden, in welchen ein oder mehrere werkstücke angeordnet sind.
  • In Figur 1 ist erkennbar, dass neben dem Roboterarm 30 ein weiterer Roboterarm 34 vorgesehen ist, in dessen Arbeitsbereich die Trocknerstation 32 sowie die zweite Beschichtungszelle 28 liegt. Da der erste Roboterarm 30 das Werkstück in der Trocknerstation 32 abgelegt hat, fungiert diese Trocknerstation 32 als Ablagestation 36. Nach dem Beschichten in der zweiten Beschichtungszelle 28 legt der Roboterarm 34 das Werkstück in einer zweiten Trocknerstation 38, die ebenfalls als Ablagestation 40 dient, ab. Aus dieser Ablagestation 40 ergreift ein dritter Roboterarm 42 das Werkstück und führt dieses einer Beschriftungsstation 44 zu, zum Beispiel einer Laserstation 46. Nach dem Beschriftungsvorgang kann der Roboterarm 42 das beschriftete Werkzeug in einer Ausgabestation 48 ablegen oder er legt das Werkstück dort nur zwischen, bis es von einem weiteren Roboterarm 50 ergriffen wird, so dass es einer weiteren Station, zum Beispiel einer Beschichtungsstation 52, zugeführt werden kann, in welcher das Werkstück mit einem Klarlack überzogen wird. Im Anschluss hieran wird das Werkstück in einer Trocknerstation 54 getrocknet und schließlich in der Ausgabestation 48 abgelegt, in welcher das Werkstück einzeln oder zusammen mit anderen Werkstücken verpackt und ausgegeben wird. Vorteilhaft werden in der Beschriftungsstation 44 sowohl das Werkstück als auch das Beschriftungswerkzeug bewegt.
  • Aus den Figuren 1 und 2 ist deutlich erkennbar, dass die Beschichtungszellen 26 und 28 sowie die Stationen 44, 46 und 52 in einer ersten Reihe 56, die Roboterarme 30, 34, 42 und 50 in einer zweiten Reihe 58 und die Trocknerstationen beziehungsweise Ablagestationen 32, 38 und 54 beziehungsweise 36 und 40 sowie die Ausgabestation 48 in einer dritten Reihe 60 angeordnet sind, wobei die zweite Reihe 58 zwischen der ersten Reihe 56 und dritten Reihe 60 liegt. Diese Anordnung erlaubt einen modularen Aufbau aller Stationen und Roboterarme, so dass die Beschichtungsanlage 10 exakt an die erforderlichen Prozesse, an die Prozessgeschwindigkeit und an die Anzahl der Werkstücke angepasst werden kann. Die einzelnen Stationen, Zellen und Roboterarme befinden sich in einem geschlossenen Raum 62, welcher nicht nur staubfrei, sondern auch klimatisiert ist, das heißt in welchem eine gewünschte Temperatur, Luftzusammensetzung sowie Feuchtigkeit herrscht, so dass optimale Bedingungen für die Beschichtungs- und Beschriftungsvorgänge herrschen. Der Raum 62 kann auch unter Überdruck stehen. Die einzelnen Zellen und Stationen sind modulartig ausgebildet und besitzen eigene Anschlüsse 64 und 66, zum Beispiel für die Versorgung von Beschichtungsmaterialien, welche flüssig oder fest sein können, z.B. Lacke oder Pulver, für die Versorgung mit Wasser und für die Absaugung von Overspray, Luft und Dämpfen beziehungsweise für die Erzeugung eines Unterdrucks innerhalb eines jeden Moduls, so dass keine Lackteilchen die Zellen und Module verlassen können. Außerdem können die Beschichtungszellen 26 und 28, die Beschriftungsstation 44 sowie die Beschichtungsstation 52 in einem Wasserbad 68 stehen, wodurch vagabundierende Staubteilchen gebunden werden.
  • Auch die Trocknerstationen 32, 38 und 54 sind modulartig aufgebaut und mit einheitlichen, rasterartig angeordneten Anschlüssen 70 und 72 zur Versorgung und Entsorgung von Trocknungsmedien, wie Warmluft, versehen. In diesen Stationen können aber auch Infrarotstrahler, UV-Strahler oder andere Trocknungseinrichtungen vorgesehen sein. Zur Versorgung, z.B. mit elektrischer Energie, weisen die Module ebenfalls einheitliche, rasterartig angeordnete Anschlüsse auf.
  • Anstelle der Spritzgussmaschine 12 können die Werkstücke auch von bereitgestellten Tabletts oder Werkstückträgern entnommen werden, falls die Werkstücke nicht vor Ort hergestellt werden.
  • Die Figur 2 zeigt eine Beschichtungsanlage 10 mit einem ähnlichen Aufbau, wobei die Roboterarme 30, 34 und 42 an einer Traverse 74 befestigt sind, so dass sie in Richtung der zweiten Reihe 58 verfahrbar sind. Die Traverse 74 ist so ausgestaltet, dass sie mit mehr oder weniger Roboterarmen bestückt werden kann. Es ist auch denkbar, dass nur ein einziger Roboterarm vorgesehen ist, der Das Werkstück durchgehend führt.
  • Wie bereits erwähnt, können die Roboterarme anstelle von Werkstücken auch Werkstückhalter 76 greifen, in welchen ein oder mehrere Werkstücke und sogar unterschiedliche Werkstücke angeordnet sind. Auf jeden Fall werden die Werkstücke oder Werkstückhalter 76 mittels der Roboterarme aktiv zumindest innerhalb der einzelnen Zellen und Stationen so bewegt, dass die Zellen und Stationen keine beweglichen Werkzeuge aufweisen müssen. Insbesondere wird das Werkstück vor einer Spritzdüse so bewegt, dass das Werkstück vollständig beschichtet wird, ohne dass es hierfür eine Bewegung der Werkzeuge bedarf.
  • Die Figur 3 zeigt eine beispielhafte räumliche Wiedergabe der einzelnen Zellen und Stationen, wobei der modulartige Aufbau deutlich erkennbar ist. Die Erweiterung der Beschichtungsanlage 10 kann durch Hinzunahme weiterer Zellen oder Stationen und Verlängerung des Raums 62 auf einfache Weise erfolgen.

Claims (15)

  1. Beschichtungsanlage (10) zum Beschichten von Oberflächen von Werkstücken, mit einem Werkstückaufnahmebereich (14) und wenigstens einer Beschichtungszelle (26, 28) sowie einem zwischen dem Werkstückaufnahmebereich (14) und der Beschichtungszelle (26, 28) angeordneten Roboterarm (30), der auch im Bereich einer Trocknerstation (32) angeordnet ist, wobei die Trocknerstation (32) sich nach der Beschichtungszelle (26) befindet, und der Roboterarm (30) nach dem Ergreifen des Werkstücks dieses in der Beschichtungszelle (26) für den Beschichtungsvorgang aktiv bewegt und anschließend in der Trocknerstation (32) ablegt, wobei während des Beschichtungsvorganges ausschließlich das Werkstück bewegt wird und das Beschichtungswerkzeug in Ruhe ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszellen (26, 28), die Beschriftungsstation (44) und Lackierstation (54) in einer ersten Reihe (56), dass die Roboterarme (30, 34, 42, 50) in einer zweiten Reihe (58) und dass die Trockenstationen (32, 38, 54) in einer dritten Reihe (60) angeordnet sind, und dass die drei Reihen (56, 58, 60) parallel nebeneinander liegen und dass die zweite Reihe (58) zwischen der ersten und der dritten Reihe (56, 60) angeordnet ist.
  2. Beschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück vom Roboterarm (30) direkt oder indirekt über einen Werkstückhalter (76) gegriffen ist.
  3. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Roboterarm (30) gleichzeitig mehrere Werkstücke gegriffen sind.
  4. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungszelle (26) eine Vorbehandlungsstation (18) vorgeschaltet ist, die insbesondere zum Flammen, Strahlen, Entgraten, Erwärmen und/oder Ionisieren dient.
  5. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (30) das Werkstück im Werkstückaufnahmebereich (14) einem anderen Roboterarm (16), einem Spritzgusswerkzeug (12) oder einem Ablagesystem entnimmt.
  6. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beschichtungszellen (28, 28) hintereinander angeordnet sind.
  7. Beschichtungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Beschichtungszellen (26, 28) jeweils ein oder mehrere Roboterarme (30, 34, 42, 50) angeordnet sind.
  8. Beschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Roboterarmen (30, 34, 42, 50) wenigstens eine Trocknerstation (32, 38, 54) vorgesehen ist.
  9. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder den Beschichtungszelle(n) (26, 28) eine Beschriftungsstation (44), insbesondere mit einem Laser (78), nachgeschaltet ist.
  10. Beschichtungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschriftungsstation (44) ein Roboterarm (42) zugeordnet und/oder eine Lackierstation (52) nachgeordnet ist.
  11. Beschichtungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lackierstation (52) eine Trockenstation (54) nachgeschaltet ist.
  12. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknerstation (32, 38) als Ablagestation (36, 40) ausgebildet ist.
  13. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Zellen (26, 28), Stationen (44, 52, 32, 38, 54) und Roboterarme (30, 34, 42, 50) in einem Reinraum (62) angeordnet sind.
  14. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszelle (26, 28), die Beschriftungs-, Lackier- und Trockenstationen (44, 52, 32, 38, 54) modulartig aufgebaut sind und insbesondere einen den Ex-Schutz gewährleistenden Abstand zum Roboterarm (30, 34, 42, 50) aufweisen.
  15. Beschichtungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (26, 28) und Stationen (44, 52, 32, 38, 54) über Schnellverschlüsse (64, 66, 70, 72) mit Versorgungs- und Entsorgungsleitungen verbindbar sind.
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