DE102011088373A1

DE102011088373A1 - Handfarbabgabevorrichtung

Info

Publication number: DE102011088373A1
Application number: DE102011088373A
Authority: DE
Inventors: Reiner Krapf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c), die in einem Betriebszustand ein Farbmittel auf ein Werkstück (14a) aufbringt. Es wird vorgeschlagen, dass die Handfarbabgabevorrichtung eine Recheneinheit (16a; 16b; 16c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand eine Farbabgabe der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) zu verändern.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit, die in einem Betriebszustand ein Farbmittel auf ein Werkstück aufbringt, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit, die in einem Betriebszustand ein Farbmittel auf ein Werkstück aufbringt.
Es wird vorgeschlagen, dass die Handfarbabgabevorrichtung eine Recheneinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand eine Farbabgabe der Farbabgabeeinheit zu verändern. Unter einer „Farbabgabeeinheit“ soll insbesondere ein Mittel verstanden werden, das bei einem Betrieb ein Farbmittel insbesondere durch zumindest eine Farbdüse der Farbabgabeeinheit ausstößt. Alternativ oder zusätzlich könnte die Farbabgabeeinheit einen insbesondere bewegbar angetriebenen Pinsel, insbesondere Mikropinsel, aufweisen. Insbesondere soll unter einem „Farbmittel“ ein Betriebsmittel verstanden werden, das nach einem Aufgebrachtwerden auf eine Oberfläche des Werkstücks eine neue Oberfläche des Werkstücks bildet, die insbesondere eine von einem Bediener gewählte Farbe aufweist. Vorzugsweise ist das Farbmittel als eine Flüssigkeit ausgebildet, die nach einem Aufbringen auf das Werkstück aushärtet. Unter der Wendung „auf ein Werkstück aufbringen“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Farbabgabeeinheit in zumindest einem Betriebszustand das Farbmittel abgibt und das Farbmittel zumindest teilweise an dem Werkstück haften bleibt. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Recheneinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „Farbabgabe“ soll insbesondere eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Eigenschaft verstanden werden, mit der die Farbabgabeeinheit das Farbmittel abgibt, vorzugsweise jedoch eine Farbe, eine Farbmittelmenge und/oder vorteilhaft einen Farbauftragbereich. Insbesondere soll unter dem Begriff „verändern“ in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Recheneinheit während einer Farbabgabe zumindest eine Eigenschaft, mit der die Farbabgabeeinheit das Farbmittel abgibt, verstellt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Handfarbabgabevorrichtung kann konstruktiv einfach das Farbmittel in verschiedenen Oberflächenbereichen unterschiedlich und besonders genau aufgetragen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Farbabgabeeinheit eine Farbabgabeeinstelleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Farbauftragbereich der Farbabgabeeinheit zu verändern, wodurch die Handfarbabgabevorrichtung ohne eine weitere Einstelleinheit vorteilhaft von einem Bediener mit der Hand geführt betrieben werden kann. Insbesondere soll unter einer „Farbabgabeeinstelleinheit“ eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Größe eines Bereichs in einer Richtung senkrecht zu einer Farbabgaberichtung der Farbabgabeeinheit zu verändern, durch den die Farbabgabeeinheit zu einem Zeitpunkt Farbmittel in Richtung des Werkstücks abgibt, und damit insbesondere eine Größe einer Fläche des Werkstücks zu verändern, auf die die Farbabgabeeinheit zu dem Zeitpunkt Farbmittel aufbringt. Vorzugsweise weist die Farbabgabeeinstelleinheit ein Druckerzeugungsmittel und/oder ein Farbventil auf, das in zumindest einem Betriebszustand einen Farbfluss in zumindest einen Teil des Farbauftragbereichs unterbricht. Vorteilhaft weist das Druckerzeugungsmittel wenigstens ein Piezoelement und/oder wenigstens ein thermisches Druckerzeugungselement auf. Bevorzugt ist das Ventil als ein Piezoventil ausgebildet. Unter einem „Farbauftragbereich“ soll insbesondere ein Bereich relativ zu der Farbabgabeeinheit verstanden werden, durch den die Farbabgabeeinheit das Farbmittel auf das Werkstück aufträgt. Vorzugsweise ist eine Fläche des Werkstücks, auf die die Farbabgabeeinheit zu einem Zeitpunkt Farbmittel aufbringt, von einer Größe des Farbauftragbereichs in der Richtung senkrecht zu der Farbabgaberichtung abhängig. Vorzugsweise weist die Farbabgabeeinheit mehrere Farbdüsen auf, die in einem Betriebszustand jeweils Farbmittel durch jeweils einen Düsenbereich in Farbabgaberichtung auf das Werkstück aufbringen. Bevorzugt bilden die Düsenbereiche der aktiven Farbdüsen den Farbauftragbereich. Alternativ oder zusätzlich könnte die Farbabgabeeinheit ein einzelnes, bewegbares Farbabgabemittel, insbesondere eine einzelne Farbdüse, aufweisen, die bewegbar angeordnet ist und die je nach Ausrichtung aktiviert oder desaktiviert ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Handfarbabgabevorrichtung einen Werkstücksensor umfasst, der in zumindest einem Betriebszustand ein Oberflächenmerkmal zumindest des Werkstücks und/oder insbesondere einer Vorlage erfasst, wodurch eine Bewegung der Handfarbabgabevorrichtung relativ zu dem Werkstück konstruktiv einfach erfasst werden kann. Insbesondere kann das Aufbringen des Farbmittels auf das Werkstück vorteilhaft von dem Oberflächenmerkmal abhängig erfolgen. Dadurch kann ein ungewünschter Farbauftrag auf neben oder hinter einem Farbauftragbereich des Werkstücks angeordnete Bereiche minimiert werden. Auch auf kleine Objekte kann schnell und sparsam Farbmittel aufgebracht werden, da die Recheneinheit in diesem Fall nicht benötigte Farbdüsen desaktiviert. Unter einem „Werkstücksensor“ soll insbesondere eine Vorrichtung mit zumindest einem Sensor verstanden werden, der zumindest eine Oberfläche des Werkstücks wenigstens zweidimensional erfasst. Insbesondere ist der Werkstücksensor zumindest teilweise in die Recheneinheit integriert. Vorzugsweise weist der Werkstücksensor zumindest einen Radarsensor, einen Lasersensor, einen Schallsensor, einen ortsaufgelösten Distanzmesssensor, einen Lidarsensor, einen kapazitiven Sensor, einen induktiven Sensor und/oder besonders vorteilhaft einen insbesondere digitalen optischen Bildsensor auf. Vorzugsweise weist der Werkstücksensor eine insbesondere elektrische Schnittstelle auf, über die der Werkstücksensor bei einem Betrieb zumindest eine Werkstückkenngröße ausgibt, die zumindest eine Information über das Oberflächenmerkmal aufweist. Vorzugweise kommunizieren der Werkstücksensor und zumindest die Recheneinheit über einen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Schnittstellentyp, vorteilhaft jedoch über RS232, USB, l2C, einen seriellen, parallelen oder proprietären Bus, Bluetooth, WLAN, Zigbee, UWB, ISM-Funkmodule, DECT, GSM und/oder UMTS, besonders vorteilhaft jedoch über einen drahtgebundenen Bus. Vorzugsweise weist der Werkstücksensor zumindest einen optischen Bildsensor, vorteilhaft mehrere optische Bildsensoren, insbesondere für sichtbares Licht, auf. Bevorzugt erkennt die Recheneinheit das Oberflächenmerkmal anhand eines von dem Werkstücksensor aufgenommenen Kontrasts, einer Farbe und/oder einer Form des Werkstücks. Vorzugsweise weist die Recheneinheit einen Interpolationsalgorithmus auf, der eine Auflösung eines von der Recheneinheit erstellten Modells des Werkstücks, des Oberflächenmerkmals und/oder eine Ausgabe des Werkstücksensors auf eine Auflösung der Farbabgabeeinheit, insbesondere auf eine Anzahl von Farbdüsen, umrechnet. Alternativ könnten die Auflösung des Modells und/oder des Werkstücksensors gleich der Auflösung der Farbabgabeeinheit sein. Unter einem „Oberflächenmerkmal“ soll insbesondere ein, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Merkmal des Werkstücks und/oder einer Vorlage verstanden werden, vorzugsweise jedoch eine Farbe und/oder ein Strukturelement, wie beispielsweise eine Kante, eine Rille, ein Materialübergang, eine Farbmitteldicke und/oder ein Werkstückumriss. Beispielsweise könnte ein Bediener mittels eines Farbstifts das Oberflächenmerkmal vor einer Färbung des Werkstücks auf das Werkstück aufbringen, und zwar vorzugsweise mit einer für einen Bediener unsichtbaren Farbe, die beispielsweise Infrarotlicht und/oder Ultraviolettlicht reflektiert. Beispielsweise könnte der Bediener mit Stiften mit unterschiedlichen Farben Bereiche markieren, die die Handfarbabgabevorrichtung mit unterschiedlichen Farben einfärbt. Insbesondere erkennt der Werkstücksensor eine Information, wie viel Farbmittel die Handfarbabgabevorrichtung bereits auf eine Stelle einer Oberfläche des Werkstücks aufgetragen hat. Bevorzugt trägt die Recheneinheit mittels der Farbabgabeeinheit auf diese Stelle von der Werkstückkenngröße des Werkstücksensors abhängig Farbmittel auf, wodurch eine besonders gleichmäßige Farbmittelschicht erreicht werden kann. Unter einer „Vorlage“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das ein Oberflächenmerkmal aufweist, dessen Form bei einem Vorgang auf das Werkstück übertragen wird. Vorzugsweise grenzt das Oberflächenmerkmal zwei Oberflächenbereiche des Werkstücks voneinander ab. Unter „erfassen“ soll insbesondere verstanden werden, dass der Werkstücksensor zumindest eine Richtung erfasst, in der das Oberflächenmerkmal des Werkstücks relativ zu dem Werkstücksensor angeordnet ist. Vorzugsweise erfasst der Werkstücksensor zudem eine Entfernung des Oberflächenmerkmals des Werkstücks relativ zu dem Werkstücksensor. Insbesondere berechnet und speichert die Recheneinheit ein zumindest zweidimensionales Modell der Vorlage.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, die Farbabgabe, insbesondere einen Farbauftragbereich, der Farbabgabeeinheit von dem Oberflächenmerkmal abhängig zu verändern, wodurch auch ein ungeübter Bediener einen gewünschten Farbauftrag mit wenig Aufwand erreichen kann. Insbesondere ist ein genaues Zielen auf den Farbauftragbereich nicht notwendig. Gegebenenfalls kann auf ein Abkleben an den Farbauftragbereich angrenzender Bereiche verzichtet werden. Unter der Wendung „von dem Oberflächenmerkmal abhängig“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, die Farbabgabeeinstelleinheit von der Werkstückkenngröße des Werkstücksensors abhängig zu steuern. Vorzugsweise bringt die Farbabgabeeinheit von der Recheneinheit gesteuert auf zumindest zwei von dem Oberflächenmerkmal getrennte Oberflächenbereiche des Werkstücks unterschiedlich Farbmittel auf. Vorzugsweise bringt die Farbabgabeeinheit nur auf einer Seite des Oberflächenmerkmals Farbmittel auf das Werkstück auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, eine Abstandsinformation zu dem Werkstück zu bestimmen, wodurch ein besonders sauberer Farbmittelauftrag erreicht werden kann. Unter einer „Abstandsinformation“ soll insbesondere eine Information über einen Abstand der Farbabgabeeinheit von dem Werkstück verstanden werden. Vorzugsweis ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, eine Abstandsinformation für zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei Stellen der Farbabgabeeinheit zu dem Werkstück zu bestimmen. Besonders bevorzugt bestimmt die Recheneinheit eine Abstandsinformation und eine Ausrichtungsinformation der Farbabgabeeinheit relativ zu dem Werkstück. Insbesondere bestimmt die Recheneinheit in zumindest einem Betriebszustand die Abstandsinformation aus der des Werkstücksensors, insbesondere mittels einer Fokussierung des Werkstücksensors. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Handfarbabgabevorrichtung zumindest einen von dem Werkstücksensor getrennt ausgebildete Abstandssensoren aufweisen und/oder die Abstandsinformation aus einem Vergleich eines Oberflächenmerkmals gewinnen, das von zwei Werkstücksensoren gleichzeitig erfasst wird. Vorteilhaft verändert die Recheneinheit von der Abstandsinformation abhängig einen Öffnungswinkel und/oder besonders vorteilhaft eine abgebebene Farbmenge der Farbdüsen, beispielsweise mechanisch und/oder durch eine Änderung des Druckluftstroms.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit von dem Oberflächenmerkmal abhängig in Echtzeit zu ändern, wodurch eine vorteilhaft genaue Farbabgabe bei einer handgeführten Bewegung der Handfarbabgabevorrichtung in einem vorteilhaft großen Bewegungsgeschwindigkeitsbereich erreicht werden kann. Insbesondere soll unter der Wendung „in Echtzeit“ verstanden werden, dass in zumindest einem Betriebszustand eine Änderung einer Position der Werkstückkenngröße des Werkstücksensors eine Änderung der Farbabgabe der Farbabgabeeinheit in weniger als 50 ms, vorteilhaft weniger als 10 ms, besonders vorteilhaft weniger als 2 ms, bewirkt. Insbesondere arbeitet die Recheneinheit und vorteilhaft die Farbabgabeeinstelleinheit so schnell, dass eine Bewegung der Handfarbabgabevorrichtung durch den Bediener eine Farbmittelauftragsgrenze weniger als 5 mm, vorteilhaft weniger als 2 mm, besonders vorteilhaft weniger als 1 mm gegenüber einer unendlich langsamen Bewegung verschiebt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, aus dem Oberflächenmerkmal eine Farbauftragsgrenze zu ermitteln, wodurch konstruktiv einfach bis an die Farbauftragsgrenze eine besonders vorteilhafte Farbabgabe auf die Oberfläche des Werkstücks möglich ist. Insbesondere soll unter einer „Farbauftragsgrenze“ eine Linie auf dem Werkstück verstanden werden, die zumindest zwei Oberflächenbereiche des Werkstücks begrenzt, auf die bei einem Betrieb unterschiedlich Farbmittel aufgebracht wird.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, den Farbauftragbereich der Farbabgabeeinheit an die ermittelte Farbauftragsgrenze anzupassen, wodurch eine vorteilhafte Farbabgabe auf die Oberfläche des Werkstücks konstruktiv einfach erreicht werden kann. Unter der Wendung „an die ermittelte Farbauftragsgrenze anzupassen“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Farbabgabeeinstelleinheit von der Recheneinheit gesteuert das Farbmittel nur durch Farbdüsen abgibt, die das Farbmittel auf einer Seite der Farbauftragsgrenze aufbringen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, zumindest eine mit dem Werkstücksensor aufgenommene Farbauftragsgrenze zu speichern, wodurch eine Figur von einer anderen Oberfläche auf die Oberfläche des Werkstücks übertragen werden kann. Unter „speichern“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit Informationen über eine Form und/oder einen Verlauf der Farbauftragsgrenze für einen, insbesondere von einem Bediener initiierten späteren Gebrauch, in ihrem Speicher ablegt. Alternativ oder zusätzlich weist die Handfarbabgabevorrichtung ein Kommunikationsmittel auf, das in zumindest einem Betriebszustand eine Farbauftragsgrenze empfängt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit dazu vorgesehen ist, die gespeicherte Farbauftragsgrenze mittels der Farbabgabeeinheit auf ein Werkstück aufzubringen, wodurch auf eine Fläche insbesondere ohne Oberflächenmerkmal die Figur aufgebracht werden kann. Vorzugsweise weist die Farbabgabevorrichtung zumindest einen Lage-, Positions- und/oder Beschleunigungssensor auf, wie beispielsweise ein Gyroskop, GPS und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Sensor. Bevorzugt ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, aus einer Ausgangskenngröße des Lage- und/oder Beschleunigungssensors eine Gerätebewegung und/oder eine Geräteposition relativ zu einem Werkstück zu bestimmen. Dadurch ist ein Aufbringen des Farbmittels bis an die Farbauftragsgrenze auf eine Oberfläche ohne ein Oberflächenmerkmal, das von dem Werkstücksensor erfassbar ist, möglich.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine Handfarbpistole mit einer erfindungsgemäßen Handfarbabgabevorrichtung, die eine quadratische Farbabgabeeinheit und zwei Werkstücksensoren aufweist, in einer schematischen Darstellung,
2 die Handfarbabgabevorrichtung aus 1 in einer Frontalansicht,
3 eine Datenverarbeitung der Werkstücksensoren, einer Recheneinheit und der Farbabgabeeinheit der Handfarbabgabevorrichtung aus 1,
4 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Handfarbabgabevorrichtung aus 1 mit einer rechteckigen Farbabgabeeinheit und einem Werkstücksensor und
5 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Handfarbabgabevorrichtung aus 1 mit einer runden Farbabgabeeinheit.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine handgeführte Handfarbpistole 34a mit einer erfinderischen Handfarbabgabevorrichtung 10a, einem Handgriff 36a, einem Betätigungselement 38a, einer Farbmittelzuführung 40a, einer Energiezuführung 41a und, hier nicht näher dargestellt, weiteren Bedien- und Anzeigemitteln, mit denen ein Bediener die Handfarbabgabevorrichtung 10a für einen Betrieb konfiguriert. Der Handgriff 36a und das Betätigungselement 38a sind pistolenförmig ausgebildet. Die Farbmittelzuführung 40a ist als ein Anschlussmittel für einen hier nicht näher dargestellten Farbmitteltank ausgebildet. Die Energiezuführung 41a ist als ein Pressluftanschluss ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Energiezuführung als elektrischer Energieeingang, insbesondere zum Koppeln mit einem Akku und/oder Laden von einem Akku einer Handfarbpistole ausgebildet sein.
Die Handfarbabgabevorrichtung 10 umfasst eine Farbabgabeeinheit 12a, eine Recheneinheit 16a, zwei Werkstücksensoren 22a, 24a und einen Lage- und Beschleunigungssensor 42a. Die Farbabgabeeinheit 12a weist Farbdüsen 44a und eine Farbabgabeeinstelleinheit 18a auf. Die Farbdüsen 44a bringen in zumindest einem Betriebszustand Farbmittel in einem Düsenbereich 46a auf ein Werkstück 14a auf. Bei einer Farbabgabe durchströmt die Farbdüsen 44a ein Gemisch aus Farbmittel und Druckluft. Düsenbereiche 46a von desaktivierten Farbdüsen 44a sind gestrichelt dargestellt. Düsenbereiche 46a von aktivierten Farbdüsen 44a sind mit durchgezogenen Linien dargestellt. Wie 2 zeigt, sind die Farbdüsen 44a in Form einer quadratischen Matrix angeordnet. Die Farbabgabeeinstelleinheit 18a ist dazu vorgesehen, einen Farbmittelstrom der Farbdüsen 44a einzeln zu verändern. Somit ist die Farbabgabeeinstelleinheit 18a dazu vorgesehen, einen Farbauftragbereich 20a der Farbabgabeeinheit 12a zu verändern. Die Recheneinheit 16a ist als ein DSP (digitaler Signalprozessor) ausgebildet. Die Recheneinheit 16a ist dazu vorgesehen, über die Farbabgabeeinstelleinheit 18a die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit 12a zu steuern. Dazu wertet die Recheneinheit 16a eine Werkstückkenngröße der Werkstücksensoren 22a, 24a aus.
Die Werkstücksensoren 22a, 24a sind als Kameras ausgebildet. Sie weisen gemeinsam einen Bilderfassungsbereich 48a auf, der einen maximalen Farbauftragbereich 56a der Farbabgabeeinheit 12a vollständig umschließt. Die Werkstücksensoren 22a, 24a sind an Ecken der quadratischen Matrix, die die Farbdüsen 44a bilden, angeordnet. Die Werkstücksensoren 22a, 24a erfassen bei einem Betrieb zumindest ein Oberflächenmerkmal 30a des Werkstücks 14a, hier eine Rille des Werkstücks 14a. Die Recheneinheit 16a ermittelt aus dem Oberflächenmerkmal 30a eine Farbauftragsgrenze 32a. Der Bediener kann über Bedien- und Anzeigemittel einstellen, anhand welcher Merkmale die Recheneinheit 16a die Farbauftragsgrenze 32a ermittelt.
Bei einem Arbeitsvorgang verändert die Recheneinheit 16a mittels der Farbabgabeeinstelleinheit 18a den Farbauftragbereich 20a der Farbabgabeeinheit 12a. Der Bediener bringt die Handfarbpistole 34a zu Beginn des Arbeitsvorgangs über einer Farbauftragsfläche 50a der Oberfläche des Werkstücks 14a, auf das er Farbmittel aufbringen möchte, in Stellung. Anschließend betätigt er das Betätigungselement 38a und beginnt die Handfarbpistole 34a in einer Richtung 52a parallel zu der Oberfläche des Werkstücks 14a hin und her zu bewegen. Die Recheneinheit 16a erkennt, wo die Farbauftragsgrenze 32a relativ zu den Farbdüsen 44a angeordnet ist. Die Recheneinheit 16a verändert den Farbauftragbereich 20a der Farbabgabeeinheit 12a über die Farbabgabeeinstelleinheit 18a, so dass die Farbdüsen 44a nur Farbmittel auf die Farbauftragsfläche 50a der Oberfläche des Werkstücks 14a aufbringen. Die Recheneinheit 16a schaltet diejenigen Farbdüsen 44a, deren Düsenbereich 46a außerhalb der Farbauftragsfläche 50a endet, ab. Des Weiteren schaltet die Recheneinheit 16a die Farbdüsen 44a ab, wenn die Farbdüsen 44a zu nahe an oder zu weit entfernt von dem Werkstück 14a angeordnet sind. Somit ist die Recheneinheit 16a dazu vorgesehen, den Farbauftragbereich 20a der Farbabgabeeinheit 12a an die ermittelte Farbauftragsgrenze 32a anzupassen.
3 zeigt eine Regelung der Farbabgabe. Der Lage- und Beschleunigungssensor 42a weist Beschleunigungssensoren und Gyroskope für alle drei Raumrichtungen und Drehachsen auf. Die Recheneinheit 16a wertet eine Ausgangskenngröße des Lageund Beschleunigungssensors 42a aus und berechnet daraus eine Bewegung der Handfarbpistole 34a relativ zu dem Werkstück 14a. Die Recheneinheit 16a korrigiert die berechnete Bewegung der Handfarbpistole 34a mittels der Werkstückkenngröße der Werkstücksensoren 22a, 24a. Zudem bestimmt die Recheneinheit 16a aus der Werkstückkenngröße der Werkstücksensoren 22a, 24a eine Abstandsinformation 54a der Farbdüsen 44a zu dem Werkstück 14a. Die Recheneinheit 16a bestimmt die Abstandsinformation 54a aus einer Fokussierung der Werkstücksensoren 22a, 24a. Die Recheneinheit 16a ändert einen Öffnungswinkel und/oder eine Farbmenge, in dem die Farbdüsen 44a Farbmittel abgeben, von der Abstandsinformation 54a abhängig durch eine Änderung des Druckluftstroms.
Die Recheneinheit 16a ist dazu vorgesehen, die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit 12a von dem Oberflächenmerkmal 30a abhängig in Echtzeit zu verändern. Dazu wertet die Recheneinheit 16a die zwei Werkstückkenngrößen der Werkstücksensoren 22a, 24a direkt nach einem Empfang aus. Die Recheneinheit 16a bestimmt aus den Werkstückkenngrößen der Werkstücksensoren 22a, 24a einen dreidimensionalen Verlauf des Oberflächenmerkmals 30a relativ zu den Werkstücksensoren 22a, 24a. Des Weiteren bestimmt die Recheneinheit 16a eine dreidimensionale Form des Werkstücks 14a. Anhand des dreidimensionalen Verlaufs steuert die Recheneinheit 16a die Farbabgabeeinheit 12a.
Die Recheneinheit 16a ist dazu vorgesehen, die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit 12a in unterschiedlichen Modi zu verändern. In einem ersten Modus steuert die Recheneinheit 16a die Farbabgabeeinheit 12a in der Art, dass die Farbabgabeeinheit 12a auf die Farbauftragsfläche 50a vollständig und möglichst gleichmäßig Farbmittel aufträgt. Dabei trägt die Farbabgabeeinheit 12a auch so weit wie nötig Farbmittel auf einen an die Farbauftragsfläche 50a angrenzenden Bereich auf. In einem zweiten Modus steuert die Recheneinheit 16a die Farbabgabeeinheit 12a in der Art, dass entlang des Oberflächenmerkmals 30a eine möglichst scharfe Farbmittelgrenze entsteht. In einem dritten Modus steuert die Recheneinheit 16a die Farbabgabeeinheit 12a in der Art, dass möglichst wenig Farbmittel auf einen an die Farbauftragsfläche 50a angrenzenden Bereich aufgetragen wird. Dabei nimmt eine Farbmitteldicke nach dem Arbeitsvorgang von einer Mitte der Farbauftragsfläche 50a in Richtung des Oberflächenmerkmals 30a ab. Des Weiteren stellt die Recheneinheit 16a eine Einstellmöglichkeit bereit, über die der Bediener einstellen kann, wie viel Farbmittel auf die Farbauftragsfläche 50a aufgetragen werden soll.
Bei einem weiteren Betriebsvorgang nehmen die Werkstücksensoren 22a, 24a eine auf einer Fläche aufgebrachte Vorlage auf. Dazu bringt der Bediener die Handfarbpistole 34a über der Vorlage in Position. Die Recheneinheit 16a bestimmt aus der Vorlage die Farbauftragsgrenze 32a der Vorlage. Des Weiteren bestimmt die Recheneinheit 16a Farbverläufe der Vorlage, beispielsweise Unterschiede bei einer Deckkraft und/oder Farbe der Vorlage. Anschließend führt der Bediener die Handfarbpistole 34a über das Werkstück 14a, auf dessen Oberfläche die Vorlage übertragen werden soll. Nach Betätigen des Betätigungselements 38a bringt die Recheneinheit 16a die gespeicherte Farbauftragsgrenze 32a mittels der Farbabgabeeinheit 12a auf das Werkstück 14a auf. Dabei bestimmt die Recheneinheit 16a mittels des Lage- und Beschleunigungssensors 42a eine Position der Handfarbpistole 34a relativ zu dem Werkstück 14a. Die Recheneinheit 16a ist ferner dazu vorgesehen, mittels der Farbabgabeeinheit 12a ein Muster auf eine Fläche des Werkstücks 14a aufzubringen. Des Weiteren bestimmt die Recheneinheit 16a eine Bewegung der Handfarbpistole 34a relativ zu dem Werkstück 14a, indem sie mittels der Werkstücksensoren 22a, 24a bei der Aufbringung des Farbmittels entstehende Farbpunkte und/oder das Muster erfasst. Die Recheneinheit 16a weist dem Fachmann als sinnvoll erscheinende SLAM-Funktionen (Simultaneous Localization and Mapping) und/oder SIFT-Funktionen (skaleninvariante Merkmalstransformation) auf.
In den 4 und 5 ist jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
4 zeigt eine Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit 12b und einer Recheneinheit 16b. Die Farbabgabeeinheit 12b bringt bei einem Arbeitsvorgang Farbmittel auf ein Werkstück auf. Die Recheneinheit 16b verändert bei dem Arbeitsvorgang die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit 12b. Die Farbabgabeeinheit 12b weist Farbdüsen 44b auf. Die Farbdüsen 44b sind in Form einer rechteckigen Matrix angeordnet. Dabei sind einzelne Zeilen der Matrix zueinander versetzt angeordnet. Die Handfarbabgabevorrichtung 10b weist einen Werkstücksensor 22b auf, der bei dem Arbeitsvorgang ein Oberflächenmerkmal des Werkstücks erfasst. Der Werkstücksensor 22b empfängt eine von dem Werkstück ausgesendete und/oder reflektierte Energie, die ein von der Farbabgabeeinheit 12b ausgestoßenes Farbmittel durchdringt. Hier empfängt der Werkstücksensor 22b Energie in einem infraroten Frequenzbereich. Die Handfarbabgabevorrichtung 10b weist zwei Werkstücksensoren 26b, 28b auf, die bei einem Arbeitsvorgang einen Abstand der Farbabgabeeinheit 12b zu dem Werkstück 14b bestimmen. Die Werkstücksensoren 26b, 28b sind als Radarsensoren ausgebildet.
5 zeigt eine Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit 12c und einer Recheneinheit 16c. Die Farbabgabeeinheit 12c bringt bei einem Arbeitsvorgang Farbmittel auf ein Werkstück auf. Die Recheneinheit 16c verändert bei dem Arbeitsvorgang die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit 12c. Die Farbdüsen 44c sind in Form einer runden Matrix angeordnet. Die Handfarbabgabevorrichtung 10c weist zwei Werkstücksensoren 22c, 24c auf, die bei dem Arbeitsvorgang ein Oberflächenmerkmal des Werkstücks erfassen.

Claims

Handfarbabgabevorrichtung mit zumindest einer Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c), die in einem Betriebszustand ein Farbmittel auf ein Werkstück (14a) aufbringt, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (16a; 16b; 16c), die dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand eine Farbabgabe der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) zu verändern.
Handfarbabgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) eine Farbabgabeeinstelleinheit (18a; 18b; 18c) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Farbauftragbereich (20a) der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) zu verändern.
Handfarbabgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Werkstücksensor (22a, 24a; 22b; 22c, 24c), der in zumindest einem Betriebszustand ein Oberflächenmerkmal (30a) zumindest des Werkstücks (14a) erfasst.
Handfarbabgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) von dem Oberflächenmerkmal (30a) abhängig zu verändern.
Handfarbabgabevorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, eine Abstandsinformation (54a) zu dem Werkstück (14a) zu bestimmen.
Handfarbabgabevorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, die Farbabgabe der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) von dem Oberflächenmerkmal (30a) abhängig in Echtzeit zu ändern.
Handfarbabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, aus dem Oberflächenmerkmal (30a) eine Farbauftragsgrenze (32a) zu ermitteln.
Handfarbabgabevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, zumindest eine mit dem Werkstücksensor (22a, 24a; 22b; 22c, 24c) aufgenommene Farbauftragsgrenze zu speichern.
Handfarbabgabevorrichtung zumindest nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, die gespeicherte Farbauftragsgrenze (32a) mittels der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) auf ein Werkstück (14a) aufzubringen.
Handfarbpistole mit einer Handfarbabgabevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren mit einer Handfarbabgabevorrichtung (10a; 10b; 10c), die eine Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c), die in zumindest einem Betriebszustand ein Farbmittel auf ein Werkstück (14a) aufbringt, und eine Recheneinheit (16a; 16b; 16c), die eine Farbabgabe der Farbabgabeeinheit (12a; 12b; 12c) in dem Betriebszustand ändert, aufweist.