CN106457660A - 施涂机和施涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于特别是在非航空航天领域中将流体介质(6)在基础部(5)上涂抹并压印地微成形的一种施涂机和一种方法，以及涉及一种具有这种施涂机的相应的施涂装置。所述施涂机(2)具有：具有压印外形(25)的环绕式运动的压模(22)；用于所述压模(22)的按压器件(32)；以及用于被涂抹的所述介质(6)的稳定装置(15)、特别是硬化装置。所述施涂机(2)还具有中空的支撑体(27)，所述压模(22)在形成中间空间(31)的情况下具有间隔地围绕所述支撑体，其中，所述按压器件(32)设置在所述中间空间(31)中。除了施涂机外，施涂装置还具有用于施涂机(2)和工件(4)之间的相对运动的操作装置(3)。

Description

施涂机和施涂方法
技术领域
本发明涉及一种施涂机和一种施涂方法，其具有在装置和方法独立权利要求前序部分中所述特征，以用于在非航空航天领域中将流体介质进行涂抹和压印地微成形。
背景技术
一种这样的施涂机由专利文献DE 10 2006 004 644 A1已知。施涂机将可硬化的漆涂抹在基底表面上，并且在此还在其表面上对其进行印压，由此使得漆获得一种微结构。这样的具有微结构的漆也被称为脊部。施涂机具有可环绕式运动的、具有压印外形的压模，并且由机器人使施涂机相对基础部、特别是所谓的基底表面按压并在该基础部上沿着运动。施涂机具有可利用超压充气的辊，在该辊的外周上固定地拉套所述压模，并且通过气体压力张紧该压模。在辊中设有指向到按压区域上的硬化装置。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种改进的施涂技术。
本发明利用方法和装置独立权利要求中的特征来解决该问题。
所请求保护的施涂技术、即施涂机和施涂方法以及施涂装置具有各种优点。利用该施涂技术，流体介质、例如可硬化的漆可以以对于层厚和对于通过压印提供的微结构而言更窄的允差被施加。被施加的介质的持久性和微结构的技术或物理作用可以在本质上得到改进。漆上的这样的微结构例如可以在机动车、例如高速列车、但是也可以是道路行驶工具、竞速行驶工具等的车身皮或者说车身表面上用于降低空气阻力以及用于显著地节省推进燃料。同样的结构例如适用于船的船体、承载面或其他沾水的部分。微结构能够被限定并形成得越精确，则可实现的效果就越大。
具有中空的支撑体的施涂机允许更好且更准确地接收并引导压模，由此改进了流体介质的利用压模而产生的涂抹。特别是可以形成以幅形式铺设的流体介质的精确的边缘边沿。这点引起相邻涂抹幅的优化连接。
此外，请求保护的施涂机在压模在基础部上的按压区域中引起相同的挤压力。可以防止漆在压模边缘处被压出，其中，也在压模边缘处形成所述的分明的边沿。施涂机还允许压模在按压区域中明显改进地形状适配所述基础部的在许多情况下不平坦的轮廓。特别地，基础部的凸形和凹形的拱曲部可以被补偿并均匀地以被压印的介质来覆层。这样的轮廓例如出现在车身表面上、风车的翼部上等。
在请求保护的施涂机的情况下，压模具有比现有技术更高的耐用时间和使用寿命。压印成形部可以设置在压模材料的外侧面上。替代地，该压印成形部可以安置在压模外侧面上的薄壁且弯曲弹性的覆层上。例如也可以以膜形式的这种覆层可以获得明显更高的耐用时间，并且例如可以由玻璃或其他合适的材料制成。这点同样导致了压模的使用寿命升高。压模根据需要也可以由具有压印成形部的薄壁的、弯曲弹性的玻璃体制成。此外，压模还可以在需要的情况下被更换。
具有支撑体和设置在中间空间中的按压器件的施涂机的构造方式对于压模的精确引导和定位是特别有利的。此外，这种构造方式简化了压模更换。该压模更换特别是可以自动化。
施涂机可以具有集成的稳定装置，该稳定装置用于涂抹在基础部上的流体介质和压印的微结构的稳定、特别是固化。稳定装置特别是可以以不同的变形方式被构造为硬化装置。该稳定装置可以设置在优选中空的支撑体中或支撑体上，并且在压模的按压区域中加载刚刚被涂抹的介质。利用相应的操作装置可以使具有压模的施涂机适配基础部，从而产生面式的按压区域。在该按压区域中，稳定装置利用发出的稳定媒介、例如UV光来起作用，并且例如使被涂抹的介质硬化。在此，面式的按压区域可以在其尺寸上、特别是在其沿着过程或前推方向的延伸部中适配介质的稳定或硬化行为。在该面式的按压区域中，连同其压印外形，使压模相对基础部和被涂抹的介质按压。由此，在稳定或硬化时优化地确保和固定了被涂抹的介质的微结构。
在一种优选的实施方式中，支撑体可转动地被支承并且在此在其罩壳区域上与压模转动配合地连接。转动配合的连接可以通过按压器件来提供，该按压器件优选被构造为压力器件垫。按压力可以通过调节器件被控制或调节。一方面，按压力可以适配运行需要以及适配按压面的有利于过程的形状。另一方面，按压力可以明显地被减小，以用于简化压模更换。
有利地，压模可以利用施涂机上的自有驱动器被环绕式地驱动。这可以间接地通过可转动的支撑体的驱动器和该支撑体与压模的转动配合连接来进行。替代地可以存在压模的直接驱动器。通过自有的驱动器可以附加于压模的通过施涂机前推而产生的滚动运动之外还影响压模的环绕运动。为此，驱动器可以以合适的方式被控制或者也可以被调节。该驱动器设置方案具有独立的发明意义，并且也可以与常规的施涂机、例如与在开始部分提到的现有技术中的施涂机结合地组合起来。
流体介质借助于输入装置被输入给压模，该输入装置具有涂抹喷嘴并根据需要具有用于传递介质到压模上的分布辊。涂抹到分布辊上或者直接涂抹到压模上的介质涂抹的输入和配量可以借助于静止的涂抹喷嘴或者利用优选单个的并借助于移动轴沿着压模能可逆移动的涂抹喷嘴来进行。在此情况下，涂抹优选在涂抹行程中和在随后沿相反方向的空行程中进行。在此情况下，介质以螺旋形的涂抹条带被施涂在分布辊或压模上，这些涂抹条带沿周向方向紧密地彼此衔接或者根据需要以轻微的重叠彼此衔接。
介质在分布辊上的涂抹分布和配量的这种形式具有优点，因为覆层厚度和介质厚度在分布辊的纵向方向上以及与之相应地也在压模的纵向方向上是均匀的。这对于工件上的均匀的压印结构和脊部效应是特别有利的。在螺旋形的涂抹条带的接合部位处可能沿周向方向出现的介质加厚和覆层加厚对于工件上的介质涂抹是没有危害的。为此重要的是工件上的沿压模纵向方向以及沿相对于涂抹幅的横向方向的均匀覆层厚度。利用移动幅涂抹喷嘴可以如在静态的喷射锥中那样避免沿压模纵向方向的重叠部位。
在从属权利要求中，给出了本发明的其他有利的设计方案。
附图说明
在附图中示例性并示意性地示出本发明。其中具体示出：
图1示出了具有施涂装置和施涂机的陆地行驶工具的示意性视图，
图2示出了施涂机的示意性侧视图，
图3和图4示出了施涂机的根据图2的箭头III和IV的端面视图，
图5示出了穿过图2的施涂机的纵截面图，
图6示出了图5的被截断且放大的细节VI，
图7至图10示出了施涂机的部分和流体介质的涂抹幅的示意图，
图11示出了施涂机的一种变形方式，
图12至图16以不同的视图示出了施涂机的一种优选的实施方式，
图17示出了具有可移动的涂抹喷嘴的施涂机的一种变形方式，以及
图18示出了用于施涂机的操作装置的一种变形方式。
具体实施方式
本发明涉及一种施涂机(2)和一种施涂方法。本发明还涉及一种施涂装置(1)。
本发明涉及在任意技术领域中的应用，除了航天领域以外。这些领域被称为非航空航天领域。这样的非航空航天领域例如可以是交通器件、特别是陆地或水上行驶工具，例如道路或轨道行驶工具或者船。非航空航天领域也可以涉及风车的翼部、涡轮叶片或风机叶片等。此外，不可运动的对象、特别是建筑物或者其他不动产也可以属于非航空航天领域。这例如可以涉及特别是高楼的被风负载的墙或立面。
施涂机(2)用于将流体介质(6)涂抹到基础部(5)上并且在此将被涂抹的介质(6)压印，由此使得该介质在其自由表面上获得一种外形(7)。优选地，该外形(7)是具有凸起部和凹谷的微结构，所述凸起部和凹谷可以具有很窄地规定允差的尺寸。涂抹优选幅形地进行，其中，施涂机(2)和基础部(5)相对于彼此运动。这借助于施涂装置(1)的操作装置(3)来产生。
流体介质(6)可以以不同的方式构造。该流体介质可以具有液态或糊状的、根据需要也可以是泡沫状的稠度，并且可以由不同的材料制成。在示出的实施例中，流体介质(6)被构造为漆，该漆可以由一种或多种成分制成。流体介质(6)、特别是漆可以相应于专利文献DE102006004644A1构造而成。
工件(4)和基础部(5)同样可以以不同的方式构造。在图1示出的实施例中，工件(4)是交通器件、特别是陆地行驶工具。基础部(5)是交通器件(4)的外皮。该交通器件可以具有平坦或拱曲的形状。在示出的实施例中，施涂机(2)和施涂装置(1)用于在外侧面上对交通器件(4)上漆。
被涂抹的流体介质(6)需要稳定性。这点可以是固化，这种固化例如通过介质(6)的硬化来实现。根据介质(6)的类型和使用目的，可以给出其他形式的稳定。
自由的介质表面上的微结构(7)可以构造为不同并且用于不同的目的。在交通器件(4)、特别是陆地或水上行驶工具的情况下，鲨鱼皮类型的构造方式是有利的。在图7至图10中示意性地示出了这种微结构(7)。凸起部和凹陷部可以成型式地沿着涂抹方向或者说涂抹幅(8)延伸。利用这种微结构(7)或者说脊部可以在交通器件(4)的情况下降低空气阻力并由此降低推进燃料消耗。
在水上行驶工具的情况下，可以降低水中的流动阻力。高楼等的壁和立面或者其他部分可以从降低摩擦造成的风负载获得好处。风力机器的翼部或螺旋桨、涡轮机叶片或通风机叶片等可以减除流动和摩擦造成的损耗。用于转换或产生流体力、特别是风或水力的机器损耗可以被减少并且流体机械的工作效率可以提高。
在示出的实施例中，施涂机(2)表现为用于流体介质(6)的涂抹工具。为了产生前述的相对运动，在实施例中，操作装置(3)使施涂机(2)相对于地点固定的工件(4)运动。在另一实施方式变形中，运动学上的配属可以反过来。在图1中示出的操作装置(3)例如由多轴的工业机器人(73)组成，该工业机器人保持并引导用于介质涂抹的操纵器(2)。工业机器人(73)可以具有任意数量和任意设置的旋转和/或平移的机器人轴，并且具有机器人控制器(未示出)。优选地，工业机器人(73)被构造为具有五个或更多个轴的关节臂机器人或者弯曲臂机器人。
工业机器人(73)可以静止地设置。在大体积工件(4)的情况下，工业机器人(73)可以以任意的、特别是悬挂的或竖立的位态设置在载体(74)处或载体上。载体(74)可以是可运动的，其中，该载体具有一个或多个包括相应驱动器的可控制运动轴，所述运动轴在图1中示意性地通过箭头示出。载体(74)例如可以是可在地面上移动的行程平台。行程平台可以具有在地面上可全向地移动的并且还可以转动的输送设备(79)，在该输送设备上设有至少在高度上并且根据需要也在其他轴上可调整的行程装置。这样的输送设备(79)可以相应于专利文献EP 2 137 053 B1构造而成，并且具有多个麦克纳姆轮。该输送设备可以是可转向的并且经由远程控制被移动。替代地，该输送设备可以独立地驶过预先编程的移动路径，并在此为了控制目的以及为了避免碰撞而检测当前的移动环境。图18示出了载体(74)的一种构造上的实施方式。
载体(74)例如可以在三个平移的空间轴上是可运动的。此外，该载体可以具有空间上的转动轴。此外可以使该载体与工业机器人(73)共同地并以协调的方式运动，其中，该载体例如连接到所述的机器人控制器上或者另一上级控制器上。
在这些实施例中形成涂抹装置的施涂装置(1)可以具有检测装置(11)，该检测装置可以用于不同的目的。一方面，该检测装置可以用于施涂机(2)在过程中的精确定位和取向或者对此进行监控。为此，检测装置(11)例如可以具有在图1中示出的测量装置(71)，该测量装置与施涂机(2)上的一个或多个测量标记(72)、例如所谓的6D探测器共同作用，并由此在过程期间和在所述的相对运动期间检测施涂机(2)的位置和取向。测量装置(71)例如可以具有数字式测量相机或者激光追踪器或者其他合适的测量单元。优选地，测量装置(71)无接触地并且光学地工作。
工业机器人(73)可以通过更换耦合件与施涂机(2)连接。该工业机器人可以由此根据需求更换施涂机(2)并接收另一施涂机(2)或者另一工具。此外，施涂装置(1)可以具有用于施涂机(2)的压模(22)的、在图1中示意性示出的更换装置(48)，该更换装置设置在工业机器人(73)的工作区域中并在下面被详细描述。
施涂机(2)的第一优选实施方式在图2至图16中示出。施涂机(2)具有用于流体介质(6)的涂抹装置(14)和用于介质(6)的稳定装置(15)，该稳定装置例如被构造为硬化装置。此外，施涂机(2)还可以具有用于流体介质(6)的输入装置(16)以及根据需要也可以具有清洁装置(17)。
施涂机(2)具有支架(13)，在该支架上设有用于与操作装置(3)的、特别是工业机器人(73)的从动元件连接的接口(18)。支架(13)可以被构造为壳体(19)或者具有这种保护式壳体。此外，支架(13)可以具有在下面进行说明的并且在图12至图16中示出的、用于设备组件的承载装置(20)，该承载装置使得压模更换更容易并且还允许了该压模更换自动化。
施涂机(2)具有环绕运动的压模(22)，该压模在其外侧面(24)上具有压印外形(25)，利用该压印外形，流体介质(6)在涂抹在基础部(5)上时利用按压力被机械地压印并取得外形(7)或者说微结构。压模(22)被构造为弯曲弹性的并且无端部的环形幅(23)。在此优选地，该压模被构造为抗拉且抗延展的。该压模可以由任意合适的材料，例如合成材料、特别是硅树脂制成。在抗延展构造方案中，压印外形(25)可以具有精确预设的并且在涂抹和压印过程中被保持的设置和构造。在不那么高的允差要求的情况下，压模(22)可以具有一定的拉伸弹性和延展弹性。闭合的环形幅(23)可以具有管或套筒的形状。在示出的实施例中，该环形幅的横截面几何形状在原始姿态中是圆形的。替代地，另外的造型也是可以的，下面还将对此进行介绍。
压印外形(25)可以直接地设置在压模(22)或环形幅(23)的外侧面(24)上。在此，压印外形(25)可以以任意合适的方式加入外表面(24)中。在另一种替代的实施方式中，压模(22)可以在外侧面(24)上具有覆层，该覆层例如由玻璃或其他耐抗的材料制成并且将所述压印外形(25)承载在它自己的外侧面上。
施涂机(2)、特别是其涂抹装置(14)还具有支撑体(27)，该支撑体具有沿径向的或沿横向取向的间隔地设置在压模(22)内部。压模(22)围绕支撑体(27)，其中，该压模优选全侧面地围住支撑体。通过所述的间隔形成一中间空间(31)。施涂机(2)、特别是涂抹装置(14)还具有用于压模的按压器件(32)。按压器件(32)设置在中间空间(31)中并且从内部作用到围绕的压模(22)上且施加按压力到该压模上。
在介质涂抹时，操作装置(3)、特别是被可编程的工业机器人(73)以受限定的并且可调整的力相对基础部(5)按压施涂机(2)。在此情况下，压模(22)以其外侧面接触基础部(5)并由于进给或按压力发生形变。该压模由此在接触区域中变平并构成面式的按压区域(26)。该按压区域紧密地紧贴到可能地被结构化的基础部(5)上。图3和图4示出了这种构造方式。
围绕横向指向的轴以环绕式并特别是转动式方式运动的压模(22)利用压印外形(25)从输入装置(16)接收流体介质(6)，该流体介质以环绕或转动运动根据图4中的箭头朝向基础部(5)运动，并且该流体介质在按压区域(26)上传递到基础部(5)上，其中，外形(7)也通过进给或按压力的作用被压印。在具有图4中通过箭头符号化的过程方向或前推方向的所述相对运动中，环绕式运动的压模(22)在前推的情况下在基础部(5)上滚动。在按压区域(26)中，还利用下面进行说明的稳定装置(15)来使被涂抹的并且成形的介质(6)稳定。
通过沿着过程方向(12)的相对运动或前推由基础部(5)上的摩擦接触和滚动产生压模(22)的所述环绕运动。在该示出且优选的实施方式中，施涂机(2)附加地还具有用于压模(22)的环绕式运动的、自己的驱动器(44)。驱动器(44)是可控制或可调节的并且同样可以与所述控制器、特别是机器人控制器连接。在示出的实施方式中，支撑体(27)在操纵器(2)的支架(13)上利用支承部(40)被可转动地支承。支撑体(27)与压模(22)转动配合地连接。转动配合的连接例如可以通过下面详细说明的按压器件(32)来形成。在示出的实施例中，驱动器(44)与支撑体(27)耦合，从而使得压模(22)间接地被驱动并通过转动配合在支撑体(27)转动时被一起带动。
如图2至图6所示的，支撑体(27)在示出的实施方式中被构造为管形，并且具有形状稳定的罩壳(28)。在此优选地，支撑体(27)具有柱体形形状，其具有圆形的横截面，其中，该支撑体围绕与支架固定的中心轴线(30)转动。形状稳定的罩壳(28)可以支撑由按压器件(32)施加到压模(22)上的按压力。
优选地，支撑体(27)被构造为中空并且具有前述优选的柱体形或管形形状。在中空支撑体(27)的内部空间中收纳有稳定装置(15)。该稳定装置朝向按压区域(26)并且朝向在那里刚刚涂抹的流体介质(6)发出稳定媒介(50)。在示出的实施例中，被构造为漆的介质(6)被硬化。稳定装置(15)为此具有光源(49)，该光源例如被构造为UV灯。稳定媒介(50)或通过箭头符号化的光束穿过相应地被构造为能透光的支撑体(27)的罩壳(28)、具有按压器件(32)的中间空间(31)和压模(22)。
优选地，沿朝向基础部(5)的方向发出的光(50)作用在整个或至少大部分的按压面(26)上，并且将位于压模(22)和基础部(5)之间的流体介质(6)硬化。通过按压面(26)，在沿前推方向(12)相对运动的情况下产生稳定媒介(50)的作用持续时间，该作用持续时间用于使介质(6)和外形或者说微结构(7)充分地稳定、特别是固化。剩余的稳定、特别是固化或硬化可以在介质涂抹之后在空气中进行。
稳定装置(15)、特别是光源(49)可以设置并接收在中空的支撑体(27)中。在此，该稳定装置可以与支架(13)刚性地连接。但是，该稳定装置也可以在支撑体(27)的一个或两个端面端部处沿轴向前伸。稳定装置(15)、特别是光源(49)具有能量供应部(51)。该稳定装置也可以具有用于有害物质、例如用于在硬化时产生的臭氧的清除部(52)。清除部(52)例如可以包含抽出部。能量供应部(51)和清除部(52)可以与工业机器人(73)上或其他部位上的相应的附加装置连接。为了控制所述稳定装置(15)、特别是光源(49)，可以存在各种测量和控制设备。例如存在湿度测量仪(53)、特别是湿度计，和温度计(54)。它们在施涂机(2)的在图12至图16中示出的结构实施方式中示出。
按压器件(32)可以以不同的方式被构造。该按压器件设置在支撑体(27)的罩壳(28)和压模(22)或者说环形幅(23)之间的例如管形的中间空间(31)中。在示出的实施例中，按压器件(32)被构造为可形变的并且填充中间空间(31)的压力器件垫(33)。压力器件垫(33)可以以不同的方式构造。在示出的实施例中，该压力器件垫在进行密封的并且弯曲弹性的包套(34)中具有流体压力介质(35)。压力介质(35)例如是压缩气体、特别是压缩空气。在此，压力器件垫(33)中的内部压力显著地高于周围环境压力，从而使得压力器件垫(33)从内部相对围绕的压模(22)产生按压力。
压力器件垫(33)与支撑体(27)以及与压模(22)抗扭地连接。由此，驱动器(44)的驱动运动和转动运动从支撑体(27)经过压力器件垫(33)被传递到压模(22)上。压力器件垫(33)和围绕的压模(22)之间的抗扭连接通过摩擦和力配合来进行。替代地或附加地，也可以通过使所述接触面相应地轮廓化来产生形状配合。抗扭连接特别是通过压力器件垫(33)的包套(34)来提供。
如图5和图6在细节视图中示出的，包套(34)被构造为软管形。该包套由合适的弯曲弹性的材料、例如合成材料膜制成。此外，包套(34)是拉伸弹性和延展弹性的。压模(22)或者说环形幅(23)的弯曲刚度和例如壁厚在此高于包套(34)的弯曲刚度。
包套(34)例如由环形的剪切段制成，该剪切段的边缘被折叠并且与支撑体(27)的罩壳(28)固定且密封地连接、例如粘接。软管状的包套(34)由此取得了原始形状为柱体形的套罩壳(36)，该套罩壳构成包套(34)的周边。此外，还存在侧壁(37)，所述侧壁具有有利于形变的构造。这些侧壁例如以在图6中示出的方式Z形或S形地弯曲。替代地或附加地，可以在侧壁区域中存在相应的材料构造。
包套(34)和特别是套罩壳(36)可以由此在按压区域(26)中发生形变并靠近支撑体(27)的形状刚性的罩壳(28)。在压力介质(35)、例如压缩空气的内部压力下，包套(34)接下来又向外发生形变。由此，产生在图6中示出的工作区域(a)。工作区域和沿前推方向(12)的面式按压区域(26)的由此随之确定的宽度可以通过施涂机(2)的和压模(22)的由操作装置(3)施加到基础部(5)上的进给和挤压来调整，并根据需要进行控制或调节。这点也可以根据稳定媒介(50)、例如UV光的所必需的作用时间来进行。
图3至图6示出了辊状支撑体(27)在支架(13)上的支承部(40)。为此，在中空的支撑体(27)的内部空间中设有支撑结构(41)，该支撑结构与支架(13)刚性地连接并在该处被支撑。在支撑结构(41)上紧固有轴承法兰(42)，这些轴承法兰设置在支撑体(27)的端面侧上的边缘区域上并且这些轴承法兰在外侧上承载轴承(43)、例如扁平的环轴承。该轴承自身与支撑体(27)连接。此外，在支撑结构(41)上可以紧固并以固定或可调整方式定位所述稳定装置(15)、特别是光源(49)。
前述的驱动器(44)设置在支架(13)上。该驱动器具有马达(45)、例如电动马达并具有传送带传动部(46)或者其他合适的传递器件，该传递器件使马达小齿轮与支撑体(27)上的传动器件(47)连接。传动器件(47)例如可以由至少在该区域中为柱体形的支撑体(27)的外周上的齿圈构成，并且优选设置在支撑体(27)的后部边缘区域上。
按压器件(32)可以在它的膨胀的力作用上被控制或者也可以被调节。为此，该按压器件具有合适的控制器件(38)，该控制器件在图5中示出。在按压器件(32)的示出的具有压力器件垫(33)的构造中，控制器件(38)可以包括可控制的阀(39)和压力介质供应部(未示出)。由此，压力介质(35)、特别是压缩气体可以被输入或排出。通过输入，内部压力以期望的方式升高。在此，流体的、特别是气态的压力介质(35)的优点在于，在按压区域(26)中存在恒定压力并存在由此而产生的恒定按压力。如果压模(22)或压印外形(25)被损耗，则可以替换压模(22)。为此，例如将压力介质(35)排出并降低压力器件垫(33)的内部压力，从而使得能够在前述的更换装置(48)上取下压模(22)并拉套和插套新的压模(22)。
图7至图10以多个步骤并在被截断的步骤图中示出了介质涂抹。将涂抹幅(8)精确平行地并以受限定的间隔并排地设置在基础部(5)上。在此，涂抹幅(8)可以在涂抹时在它们的宽度上完全或局部地被稳定。此外，图7至图8示出了一种情况，即压模(22)的宽度可以大于涂抹幅(8)的宽度，其中，压印外形(25)也仅在压模宽度的部分区域上延伸。在压模(22)的边缘区域上可以环绕式设有障碍部(29)，该障碍部防止稳定媒介(50)、特别是UV光的穿过。在相对置的一侧，压模(22)可以在侧向上伸出超过压印外形(25)和涂抹区域。在障碍部(29)的区域中，流体介质(6)由压模(22)一起带动并被涂抹在基础部上，然而其中，该流体介质在涂抹时没有被稳定。该流体介质由此产生了在附图中示出的未固化区域(10)，该区域被称为湿区域。在其他区域中，被涂抹的流体介质(6)可以被稳定并且特别是硬化，其中，在这里产生在附图中示出的被固化的结构区域(9)。未固化的区域(10)在施涂相邻的涂抹幅(8)时被稳定并固化或硬化。这点通过与障碍部(29)沿轴向相对置的并且在侧向上伸出超过压印外形(25)的压模边缘和稳定媒介(50)在该处的穿过而发生。同时，在下一涂抹幅(8)中再次形成未固化区域(10)。在随后的固化中，该区域(10)建立起与其他先前固化的结构区域(9)的紧密连接。在图7至图10中，涂抹幅(8)的彼此邻接的边缘区域被构造为凸起部。替代地，在此也可以是凹陷部。
图11示出了施涂装置(1)的一种变形方式。在此，沿前推方向错位地并排且前后依次地设有两个或更多个施涂机(2)。这些施涂机位于共同的保持件(75)上，该保持件通过接口(18)与操作装置(3)、特别是工业机器人(73)连接。保持件(75)具有两个或更多个保持臂(76)，所述保持臂在端部上借助于铰接式接口等与施涂机(2)的接口(18)连接。这些施涂机(2)的相对状态可以通过保持件(75)上的调节装置(77)来改变。由此可以有目的地调整并根据需求改变倾斜度和根据需要地还有保持臂(76)的间隔。
在图12至图16中示出了施涂机(2)的结构实施方式。该施涂机相应于前述的图2至图6的实施例被构造。在结构实施方式中，附加地还可见输入装置(16)和清洁装置(17)。
输入装置(16)与外部的介质供应部(未示出)连接，或者可以具有被携带引导的存储容器。该输入装置具有用于介质涂抹的配量装置(55)。为此，例如设有多个沿着轴线(30)串成排的涂抹喷嘴(56)，所述涂抹喷嘴被控制或被调节地输出流体量。传递到压模(22)上的流体传递可以通过分布辊(57)来进行，该分布辊设置在涂抹喷嘴(56)和压模(22)之间，并且该分布辊配设有可控制或根据需要可调节的驱动器(58)，该驱动器自身可以与前述的控制器、特别是机器人控制器连接。图14示出了该设置并且示意性地示出了流体介质(6)到压模(22)及其压印外形(25)上的转移。
此外，输入装置(16)还可以具有用于介质剩余物的清除装置(59)。该清除装置例如具有刮刀或其他合适的刮除器件，以用于使介质剩余物从分布辊(57)的罩壳上脱开并在容器等中收集起来。此外，清除装置(59)还可以具有抽出部(60)或者其他用于将介质剩余物运走的器件。清除装置(59)还可以具有单独的介质容器，在该介质容器中可以在过程间歇中输出介质(6)，以用于避免输入区域中的提前硬化。
清洁装置(17)可以被构造为多件式。该清洁装置例如具有用于基础部(5)的清洁器件(61)。该清洁器件例如由被旋转支承的刷子(62)组成，该刷子根据需要利用自己的驱动器以可控制或可调节的方式被驱动。刷子(62)可以配属有清除部(63)，该清除部例如被构造为用于所接收的脏颗粒物等的抽出部。用于基础部的清洁器件(61)可以沿前推方向(12)设置在压模(22)之前并设置在输入装置(16)下方。
此外，清洁装置(17)还可以具有用于压模(22)的清洁器件(64)。该清洁器件可以设置在沿前推方向(12)在后的施涂机侧面上。该清洁器件例如具有相对于压模(22)的外侧面(24)靠放的辊形刷子(65)，所述刷子同样被旋转地并且根据需要可控制或可调节地驱动。刷子(65)可以配属有用于从压模(22)松脱的介质剩余物的清除部(66)，该清除部例如被构造为抽出部。此外，在刷子(65)上方还可以设置并且相对于压模(22)在外侧上靠放静电滚子(67)或附着滚子，所述静电滚子或附着滚子取下其他的并且可能还附着的介质颗粒并根据需要与清除部(66)连接。
此外，清洁装置(17)还可以具有用于介质输入部(16)的清洁器件(68)。该清洁器件可以是前述的清除装置(59)或另一装置。
此外，图12至图16示出了检测装置(11)的其他组成部件。该检测装置例如具有用于检测在介质涂抹中起作用的进给和按压力的负载传感器(69)。负载传感器(69)例如可以设置在接口(18)上或者另一合适的部位上，根据需要也可以设置在工业机器人(73)上。该负载传感器可以被构造为力/力矩传感器。负载传感器(69)与所述控制器、特别是机器人控制器连接。
此外，检测装置(11)可以具有检查传感器(70)，该检查传感器例如用于被涂抹的流体介质(6)的质量检查并且根据需要也用于微结构(7)的质量检查。检查传感器可以沿前推方向(12)设置在施涂机背侧面上并且以合适的方式与支架(13)连接。传感器(70)例如被构造为光学传感器、接近传感器或者以其他合适的方式构造。此外，检测装置(11)可以具有用于涂抹装置(1)及其组件的运行状态等的一个或多个其他的传感器。
在图17中示出了施涂机2的另一种优选的实施方式。该实施方式在一定程度上与图2至图16的第一变形方式是一致的并且在此区别在于，输入装置(16)和特别是用于介质(6)的配量装置(55)的设计方案。在此，图17示出了与图13的施涂机(2)相似的立体视图。
在图17的第二变形方式中，配量装置(55)具有优选单个的涂抹喷嘴(56)，该涂抹喷嘴能借助于移动轴(80)可逆地沿着箭头方向运动。优选线性的移动轴(80)沿着压模(22)的纵轴线或环绕运动轴线取向。在此，所述取向也沿着支撑体(27)的轴线(30)或者分布辊(57)的纵轴线。涂抹喷嘴(56)借助于可校准的喷嘴保持件(81)紧固在移动轴(80)上。移动轴或线性轴(80)例如被构造为可逆式或者振荡式线性驱动器。移动轴(80)是可控制或可调节的并且例如可以具有电动马达式的传送带传动装置或者丝杆传动装置、电磁线性驱动器、缸等。
可移动的涂抹喷嘴(56)在分布辊(57)的罩壳上发出喷射锥(82)，如在第一实施例中那样，可控制或可调节的驱动器(58)使该分布辊旋转地运动。在分布辊(57)的端面端部上可以设有遮蔽板(83)。
可移动的涂抹喷嘴(56)引起转动的分布辊(57)上的均匀且被配量的介质涂抹。在此情况下，优选始终仅沿移动方向在移动轴(80)的涂抹行程中发出喷射锥(82)，其中，介质发射在返回移动时在所谓的空行程中是切断的。在空行程期间，分布辊(57)继续转动，从而在涂抹喷嘴(56)的重新的涂抹行程中，使得介质(6)的接下来的螺旋形涂抹条带紧密地衔接到辊罩壳上的先前的涂抹条带上。与之相应地，线性轴(80)的移动运动适配分布辊(57)的转动运动。涂抹条带可以沿辊周向方向观察以紧密的接合或者根据需要也可以以轻微的重叠被施涂。于是，分布辊(57)将流体介质(6)传递至压模(22)上。
在示出的具有分布辊(57)的实施方式的变形方式中，可以由静止地排列设置的涂抹喷嘴(56)和/或由可逆地运动的涂抹喷嘴(56)直接涂抹介质到环绕式运动的压模(22)上。
在图18中示出的变形方式中，操作装置(3)可以具有两个或更多个可在地面上移动的载体(74)，所述载体分别具有可全向移动的输送设备(79)和工业机器人(73)，其中，工业机器人(73)在两个端部上保持承载梁(78)，并且在合作中共同地以及在相对于工件(4)协调的运动中引导该承载梁。在此，施涂机(2)可移动地支承在承载梁(78)上并且根据需要以受控制的方式被驱动，其中，该施涂机实施前推运动，以用于流体介质(6)的前述的幅涂抹。
示出并描述的实施方式的变形方式可以以多种方式产生，特别是可以将所描述的实施例和所提到的变形方式的特征任意地彼此结合并且根据需要也可以交换。
在一种未示出的变形方式中，支撑体可以静止地设置并被保持在支架(13)上，其中，压模(22)环绕式地以坦克链条的形式围绕支撑体环绕式运动。驱动器(44)也可以直接地作用到压模(22)上，该压模为此例如在边缘上在合适的支撑部位上具有传动器件(47)。此外，稳定装置(15)可以设置在支撑体(27)中或支撑体上。静止的支撑体(27)为此可以相应地被构造为中空。按压器件(32)在静止的支撑体(27)和环绕的压模的情况下以相应的方式被构造，并且能够实现滚动运动或环绕运动。
在相对示出的实施例的变形方式中，压力介质(35)可以以其他方式构造，例如被构造为其他的流体。该流体例如可以具有液态或糊状的稠度并且例如由凝胶制成。
关于稳定流体介质(6)，其他的变形方式是可以的。稳定、特别是固化或硬化也可以通过其他的路径进行，例如通过供热、辐射、交变电场等。稳定媒介(50)被相应地构造。支撑体(27)、具有按压器件(32)的中间空间(31)和压模(22)的穿透性于是相应地被改变和适配。
附图标记列表
1 施涂装置，涂抹装置
2 施涂机，涂抹工具
3 操作装置
4 工件，交通器件
5 基础部，外皮，车身皮
6 介质，漆
7 微结构，外形
8 涂抹幅
9 固化的结构区域
10 未固化的区域，湿区域
11 检测装置
12 过程方向，前推方向
13 支架
14 用于介质的涂抹装置
15 稳定装置，硬化装置
16 用于介质的输入装置
17 清洁装置
18 机器人接口
19 壳体
20 承载装置
21 承载臂，枢转臂
22 压模
23 套筒，环形幅
24 外侧面
25 压印外形，相对外形
26 按压区域
27 支撑体，辊
28 罩壳
29 障碍部，覆盖部
30 轴线
31 中间空间
32 按压器件
33 压力器件垫
34 包套，软管
35 压力介质，压缩空气
36 套罩壳，软管罩壳
37 侧壁
38 控制器件
39 阀
40 支承部
41 支撑结构
42 轴承法兰
43 轴承，环轴承
44 驱动器
45 马达
46 传送带传动装置
47 传动器件，齿圈
48 用于压模的更换装置
49 光源，UV灯
50 稳定媒介，光束
51 能量供应部
52 清除部，抽出部
53 湿度测量仪，湿度计
54 温度计
55 配量装置
56 涂抹喷嘴
57 分布辊
58 驱动器
59 介质剩余物的清除装置
60 抽出部
61 用于基础部的清洁器件
62 刷子
63 清除部，抽出部
64 用于压模的清洁器件
65 刷子
66 清除部，抽出部
67 静电滚子
68 用于介质输入部的清洁器件
69 负载传感器，力/力矩传感器
70 传感器，检查传感器
71 测量装置，测量相机，激光追踪器
72 测量标记
73 工业机器人
74 载体
75 保持件
76 保持臂
77 调节装置
78 承载梁
79 输送设备
80 移动轴，线性轴
81 喷嘴保持件
82 喷射锥
83 遮蔽板
a 工作区域

Claims (39)

1.一种用于在非航空航天领域中将流体介质(6)在基础部(5)上涂抹并压印地微成形的施涂机，其中，所述施涂机(2)具有：具有压印外形(25)的环绕式运动的压模(22)；用于所述压模(22)的按压器件(32)；以及用于被涂抹的介质(6)的稳定装置(15)、特别是硬化装置，其特征在于，所述施涂机(2)具有中空的支撑体(27)，所述压模(22)在形成中间空间(31)的情况下具有间隔地围绕所述支撑体，其中，所述按压器件(32)被设置在所述中间空间(31)中。
2.根据权利要求1所述的施涂机，其特征在于，所述稳定装置(15)被设置在所述支撑体(27)中或者所述支撑体上。
3.根据权利要求1或2所述的施涂机，其特征在于，所述施涂机(2)具有用于所述压模(22)的环绕式运动的、自有的驱动器(44)。
4.根据权利要求1、2或3所述的施涂机，其特征在于，所述施涂机(2)具有用于操作装置(3)、特别是用于工业机器人(73)的接口(18)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述支撑体(27)被构造为管形并且具有形状稳定的罩壳(28)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述支撑体(27)能转动地支承(43)在所述施涂机(2)的支架(13)上，并且与所述压模(22)转动配合地连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述支撑体(27)与所述驱动器(44)耦合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述驱动器(44)是能控制或者能调节的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述按压器件(32)从内部施加按压力并将该按压力施加到围绕的压模(22)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述按压器件(32)被构造为能形变的并且填充所述中间空间(31)的压力器件垫(33)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述压力器件垫(33)在进行密封的、弯曲弹性的包套(34)中具有流体压力介质(35)、特别是压缩气体。
12.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述压力器件垫(33)、特别是所述包套(34)与所述支撑体(27)以及与所述压模(22)抗扭地连接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述按压器件(32)、特别是所述压力器件垫(33)具有用于控制或调节施加到所述压模(22)上的内部按压力的控制器件(38)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述压模(22)被构造为弯曲弹性的、无端部的环形幅(23)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述压印外形(25)设置在压模材料的外侧面(24)上或者设置在所述压模(22)的外侧面上的覆层上。
16.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述稳定装置(15)发出稳定媒介(50)，其中，所述支撑体(27)的罩壳(28)、所述按压器件(32)和所述压模(22)对于所述稳定媒介(50)是能穿透的。
17.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述稳定装置(15)被构造为光源(49)、特别是UV灯，并且所述稳定媒介(50)被构造为光、特别是UV光。
18.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述施涂机(2)、特别是所述支撑体(27)在边缘侧具有用于所发出的稳定媒介(50)的局部障碍部(29)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述施涂机(2)具有用于所述流体介质(6)的输入装置(16)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述输入装置(16)具有能可逆地运动的涂抹喷嘴(56)，所述涂抹喷嘴具有移动轴(80)，所述移动轴沿着所述压模(22)的纵轴线取向。
21.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，可逆的涂抹喷嘴(56)交替地实施相对旋转的分布辊(57)或者环绕式运动的所述压模(22)的涂抹行程和空行程。
22.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述流体介质(6)被构造为能硬化的漆。
23.根据前述权利要求中任一项所述的施涂机，其特征在于，所述施涂机(2)具有清洁装置(17)。
24.一种用于在非航空航天领域中将流体介质(6)在基础部(5)上涂抹并压印地微成形的施涂装置，其中，所述施涂装置(1)具有施涂机(2)和用于所述施涂机(2)和工件(4)之间的相对运动的操作装置(3)，其特征在于，根据权利要求1至23中至少一项构造所述施涂机(2)。
25.根据权利要求24所述的施涂装置，其特征在于，以如下方式构造和控制所述操作装置(3)，即，所述操作装置使所述施涂机(2)沿着所述基础部(5)运动并在此利用如下这样的力相对所述基础部(5)挤压所述施涂机，使得环绕式运动的压模(22)在按压区域(26)中发生形变并且面式地紧贴到所述基础部(5)及该基础部的轮廓上。
26.根据权利要求24或25所述的施涂装置，其特征在于，所述操作装置(3)具有多轴的、能编程的工业机器人(73)，特别是关节臂机器人。
27.根据权利要求24、25或26所述的施涂装置，其特征在于，所述操作装置(3)具有能运动的载体(74)，所述载体具有一个或多个用于所述工业机器人(73)的运动轴。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的施涂装置，其特征在于，所述操作装置(3)具有两个或更多个能在地面上移动的载体(74)，所述载体分别具有能全向移动的输送设备(79)和工业机器人(73)，其中，所述工业机器人在两个端部上保持承载梁(78)，并且在合作中共同地以及在相对于所述工件(4)的协调运动中引导所述承载梁，并且所述施涂机(2)能移动地支承在所述承载梁(78)上并根据需要地以受控制方式被驱动。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的施涂装置，其特征在于，所述施涂装置(1)具有检测装置(11)，所述检测装置用于所述施涂机(2)在过程中的位置和取向和/或用于过程质量和/或所述基础部(5)上的挤压力。
30.一种用于在非航空航天领域中借助于施涂机(2)将流体介质(6)在基础部(5)上涂抹并压印地微成形的方法，所述施涂机利用具有压印外形(25)的环绕式运动的压模(22)在所述基础部(5)上涂抹所述流体介质(6)，其中，由按压器件(32)相对所述基础部(5)按压所述压模(22)，并且其中，利用稳定装置(15)、特别是硬化装置使被涂抹的介质(6)稳定、特别是硬化，其特征在于，所述施涂机(2)具有中空的支撑体(27)，所述压模(22)在形成中间空间(31)的情况下具有间隔地围绕所述支撑体，其中，所述按压器件(32)设置在所述中间空间(31)中。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述按压器件(32)从内部施加能控制或能调节的按压力到围绕的所述压模(22)上。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其特征在于，由自有的驱动器(44)使所述压模(22)环绕式运动。
33.根据权利要求30、31或32所述的方法，其特征在于，环绕式运动的、具有所述压印外形(25)的所述压模(22)从输入装置(16)接收所述流体介质(6)，并且使所述流体介质以环绕运动或转动运动相对于所述基础部(5)运动，并且将所述流体介质在所述按压区域(26)上传递到所述基础部(5)上，其中，通过进给力或按压力的作用来压印所述外形(7)。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，其特征在于，所述按压器件(32)被构造为能形变的并且填充所述中间空间(31)的压力器件垫(33)，所述压力器件垫的内部按压力被控制或调节到所述压模(22)上。
35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，其特征在于，由操作装置(3)、特别是工业机器人(73)使所述施涂机(2)沿着所述基础部(5)运动，并且在此利用被控制或调节的力相对所述基础部(5)挤压所述施涂机。
36.根据权利要求30至35中任一项所述的方法，其特征在于，使所述压模(22)在所述按压区域(26)中形状适配所述基础部(5)的不平坦的轮廓、特别是凸形和凹形的拱曲部。
37.根据权利要求30至36中任一项所述的方法，其特征在于，使面式的按压区域(26)在其尺寸上、特别是在其沿着过程方向或前推方向的延伸部上适配所述介质(6)的稳定行为或硬化行为。
38.根据权利要求30至37中任一项所述的方法，其特征在于，在旋转的分布辊(57)上或者在环绕式运动的所述压模(22)上借助于沿着所述压模(22)的纵轴线可逆地运动的涂抹喷嘴(56)来涂抹所述介质(6)。
39.根据权利要求30至38中任一项所述的方法，其特征在于，以螺旋形的并在周向方向上紧密地彼此衔接的涂抹条带在所述分布辊(57)或所述压模(22)上施涂所述介质(6)。
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