DE102018201673A1 - Processing plant for at least partially removing a coating arranged on a component and method for operating a processing plant - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsanlage (2) zum zumindest teilweisen Entfernen einer auf einer Komponente (4), wie Fahrzeugkomponente oder Betriebsmittel, angeordneten Beschichtung (6), mit mindestens einer Bearbeitungseinheit (6), durch die zumindest ein Oberflächenbereich (8) der Komponente (4) einem aus einem Bearbeitungskopf (14) der Bearbeitungseinheit (8) austretenden Bearbeitungsstrahl (16) aussetzbar ist und zumindest ein Teil der Beschichtung (6) im Oberflächenbereich (10) thermisch zerstörbar ist, und mit mindestens einer Absaugeinheit (18), durch die, insbesondere bei der thermischen Zerstörung der Beschichtung (6) entstehende, Gase und Schwebeteilchen absaugbar sind, gekennzeichnet durch mindestens einen Manipulator (20), wie Roboter, der mehrachsig ausgebildet ist und/oder eine mehrere Freiheitsgrade umfassende Kinematik aufweist, und an dem zumindest der Bearbeitungskopf (14) der Bearbeitungseinheit (8) anordenbar oder angeordnet ist.The invention relates to a processing system (2) for at least partially removing a coating (6) arranged on a component (4), such as vehicle component or operating means, with at least one processing unit (6), by which at least one surface region (8) of the component (FIG. 4) can be exposed to a processing beam (16) emerging from a processing head (14) of the processing unit (8) and at least part of the coating (6) is thermally destructible in the surface region (10), and with at least one suction unit (18) through which , in particular in the thermal destruction of the coating (6) resulting, gases and suspended particles are sucked, characterized by at least one manipulator (20), such as robot, which is multi-axially formed and / or has a plurality of degrees of freedom kinematics, and at least the Processing head (14) of the processing unit (8) can be arranged or arranged.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsanlage zum zumindest teilweisen Entfernen einer auf einer Komponente, wie Fahrzeugkomponente oder Betriebsmittel, angeordneten Beschichtung, mit mindestens einer Bearbeitungseinheit, durch die zumindest ein Oberflächenbereich der Komponente einem aus einem Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinheit austretenden Bearbeitungsstrahl aussetzbar ist und zumindest ein Teil der Beschichtung im Oberflächenbereich thermisch zerstörbar ist, und mit mindestens einer Absaugeinheit, durch die, insbesondere bei der thermischen Zerstörung der Beschichtung entstehende, Gase und Schwebeteilchen absaugbar sind, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Bearbeitungsanlage.The invention relates to a processing system for at least partially removing a coating arranged on a component, such as vehicle component or operating means, with at least one processing unit, through which at least one surface region of the component can be exposed to a processing beam emerging from a processing head of the processing unit and at least one part of the coating is thermally destructible in the surface area, and with at least one suction unit, are sucked through, in particular in the thermal destruction of the coating resulting, gases and suspended particles, and a method for operating such a processing plant.
Komponenten bestehen meist aus metallischen Werkstoffen, wie Stahl, Aluminium oder Magnesium. Diese sind mit einer Beschichtung versehen, die eine oder mehrere Schichten umfassen kann. Die Beschichtung dient als Korrosionsschutz für die metallischen Werkstoffe und dient häufig auch zur Verbesserung der ästhetischen Wirkung der Komponenten bzw. entsteht prozessbedingt bei den Betriebsmitteln.Components are usually made of metallic materials, such as steel, aluminum or magnesium. These are provided with a coating which may comprise one or more layers. The coating serves as corrosion protection for the metallic materials and often also serves to improve the aesthetic effect of the components or arises process-related in the equipment.
Bei Komponenten kann ein Bedarf entstehen, die Beschichtung an bestimmten Oberflächenbereichen oder in Gänze wieder zu entfernen. Hierzu wird die Beschichtung bei den eingangs genannten Bearbeitungsanlagen durch eine Bearbeitungseinheit mittels Laserstrahl entfernt.For components, there may be a need to remove the coating on certain surface areas or in its entirety. For this purpose, the coating is removed in the above-mentioned processing equipment by a processing unit by means of laser beam.
Eine gattungsgemäße Bearbeitungsanlage ist bekannt aus
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine alternative zweckmäßige Bauform einer Bearbeitungsanlage vorzuschlagen.An object of an embodiment of the invention is to propose an alternative expedient design of a processing plant.
Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Bearbeitungsanlage gelöst, die mindestens einen Manipulator, wie Roboter, umfasst, der mehrachsig ausgebildet ist und/oder eine mehrere Freiheitsgrade umfassende Kinematik aufweist und an dem zumindest der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinheit anordenbar oder angeordnet ist.This object is achieved by a processing plant mentioned above, which comprises at least one manipulator, such as robots, which is multi-axially formed and / or has a kinematics comprising several degrees of freedom and on which at least the processing head of the processing unit can be arranged or arranged.
Dadurch, dass die Bearbeitungsanlage einen mehrachsigen Manipulator oder einen Manipulator mit einer mehrere Freiheitsgrade umfassenden Kinematik aufweist, an dem zumindest der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinheit anordenbar ist, ist der Bearbeitungskopf einfach an unterschiedlichen Höhen und Stellen der Komponente anordenbar sowie in unterschiedlichen Winkelstellungen, insbesondere Einfallswinkelen, bezüglich der Oberflächenbereiche der Komponente einstellbar, wodurch eine Bearbeitung der Oberflächenbereiche der Komponente erleichtert ist. Solchenfalls kann die Komponente starr und unbeweglich gehalten sein und der Bearbeitungskopf durch den Manipulator relativ zur Komponente bewegbar sein.Because the processing system has a multi-axis manipulator or a manipulator with a kinematics comprising several degrees of freedom, on which at least the machining head of the machining unit can be arranged, the machining head can be arranged easily at different heights and locations of the component as well as in different angular positions, in particular angles of incidence the surface areas of the component adjustable, whereby a processing of the surface areas of the component is facilitated. In that case, the component can be held rigidly and immovably and the machining head can be moved relative to the component by the manipulator.
Die Komponente kann beispielsweise eine Fahrzeugkomponente oder ein Betriebsmittel umfassen.The component may include, for example, a vehicle component or a resource.
Der Manipulator kann beispielsweise einen Roboter, insbesondere einen Industrieroboter umfassen.The manipulator may, for example, comprise a robot, in particular an industrial robot.
Bei dem Bearbeitungsstrahl kann es sich um eine beliebige elektromagnetische Welle handeln, bei der elektromagnetische Strahlung zu einem Erhitzen der Beschichtung führt. Die elektromagnetische Strahlung kann insbesondere Licht im Spektrum von Laserlicht umfassen. Hierdurch ist auf einfache Weise eine thermische Zerstörung der Beschichtung realisierbar.The processing beam can be any electromagnetic wave in which electromagnetic radiation leads to heating of the coating. The electromagnetic radiation may in particular comprise light in the spectrum of laser light. As a result, a thermal destruction of the coating can be realized in a simple manner.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der Bearbeitungskopf mindestens eine lösbar oder unlösbar festgelegte Bearbeitungsoptik umfasst, durch die zumindest die Bearbeitungsfläche im zu bearbeitenden Oberflächenbereich und/oder die Intensität des Bearbeitungsstrahls einstellbar ist.It proves to be advantageous if the machining head comprises at least one releasably or non-detachably fixed machining optics, by which at least the machining surface in the surface area to be machined and / or the intensity of the machining beam can be adjusted.
Wenn der Bearbeitungskopf eine lösbar festgelegte Bearbeitungsoptik umfasst, kann ein und derselbe Manipulator durch Auswechseln der Bearbeitungsoptik für unterschiedliche Komponenten und/oder unterschiedlich zugängliche Oberflächenbereiche verwendet werden. Solchenfalls kann die Bearbeitungsanlage kompakt ausgebildet werden. Wenn der Bearbeitungskopf eine unlösbar festgelegte Bearbeitungsoptik umfasst, kann die Bearbeitungsanlage zeitoptimiert arbeiten. Dieses erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn mehrere Manipulatoren mit jeweils eigener Bearbeitungseinheit vorgesehen sind.If the processing head comprises a releasably fixed processing optics, one and the same manipulator can be used by exchanging the processing optics for different components and / or differently accessible surface areas. In such case, the processing equipment can be made compact. If the machining head comprises a permanently fixed machining optics, the machining facility can work in a time-optimized manner. This proves to be particularly advantageous if several manipulators are provided with their own processing unit.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Bearbeitungseinheit mindestens eine Strahlenquelle umfasst, in der der Bearbeitungsstrahl erzeugbar und über mindestens ein Leitermittel, wie Lichtleitelement, dem Bearbeitungskopf zuführbar ist und die unmittelbar am Manipulator, insbesondere im Bereich des Bearbeitungskopfs, oder vom Manipulator berührungsfrei beabstandet angeordnet ist.Moreover, it proves to be advantageous if the processing unit comprises at least one radiation source in which the processing beam can be generated and fed to at least one conductor means, such as light guide, the processing head and the contact directly on the manipulator, especially in the region of the machining head, or by the manipulator spaced apart.
Wenn die Bearbeitungseinheit eine Strahlenquelle umfasst, die unmittelbar am Manipulator, insbesondere im Bereich des Bearbeitungskopfs, ausgebildet ist, kann die Bearbeitungseinheit kompakt ausgebildet werden. Wenn die Strahlenquelle berührungsfrei zum Manipulator beabstandet ist, ist ein Anordnen der Strahlenquelle vereinfacht. Zudem kann diese solchenfalls derart ausgebildet sein, dass ein Bearbeitungsstrahl hoher Intensität zur Verfügung gestellt werden kann.If the processing unit comprises a radiation source which is located directly on the manipulator, in particular in the region of the processing head, is formed, the processing unit can be made compact. If the radiation source is free of contact with the manipulator, arranging the radiation source is simplified. In addition, this can be designed in such a way that a processing beam of high intensity can be provided.
Die Absaugeinheit kann derart ausgebildet sein, dass die gesamte Bearbeitungsanlage mit einem Unterdruck arbeitet. Hierdurch ist kann die gesamte Bearbeitungsanlage, insbesondere von oben nach unten, mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, durch den zumindest nahezu alle Partikel und Gase abgesaugt werden können, ähnlich einer Lackierkabine mit Plänum und Abschlagsraum.The suction unit may be designed such that the entire processing system operates with a negative pressure. In this way, the entire processing plant, in particular from top to bottom, be acted upon by an air flow through which at least almost all particles and gases can be sucked, similar to a spray booth with Plänum and tee room.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Absaugeinheit mindestens eine Absaugöffnung umfasst, die am Bearbeitungskopf unmittelbar oder mittelbar berührend angeordnet festlegbar oder festgelegt ist.In addition, it proves to be advantageous if the suction unit comprises at least one suction opening, which is arranged directly or indirectly touching the manufacturing head fixed or fixed.
Wenn die Absaugeinheit mindestens eine Absaugöffnung umfasst, die am Bearbeitungskopf angeordnet festgelegt ist, können die bei der thermischen Zerstörung der Beschichtung entstehenden Gase und Schwebeteilchen unmittelbar abgesaugt werden. Grundsätzlich kann der Abstand zwischen dem Bearbeitungskopf und dem zu bearbeitenden Oberflächenbereich beliebig gewählt werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Abstand zwischen Bearbeitungskopf und zu bearbeitenden Oberflächenbereich zwischen 200 und 700 mm beträgt. Solchenfalls kann durch die am Bearbeitungskopf angeordnete Absaugöffnung auf einfache Weise der überwiegende Teil der Gase und Schwefelteilchen aufgenommen werden.If the suction unit comprises at least one suction opening which is fixed to the machining head, the gases and suspended particles which are formed during the thermal destruction of the coating can be directly sucked off. In principle, the distance between the machining head and the surface area to be processed can be selected as desired. It has proven to be advantageous if the distance between the machining head and the surface area to be machined is between 200 and 700 mm. In that case, the predominant part of the gases and sulfur particles can easily be absorbed by the suction opening arranged on the machining head.
Bei einer Ausführungsform der Bearbeitungsanlage kann vorgesehen sein, dass die Absaugeinheit mindestens ein Absaugelement umfasst, in dem ein Unterdruck erzeugbar, der über mindestens einen Absaugkanal an der Absaugöffnung einstellbar ist, und/oder dass die Absaugeinheit mindestens ein Filtermittel umfasst, wobei Absaugelement und Filtermittel die unmittelbar am Manipulator, insbesondere im Bereich des Bearbeitungskopfs, oder vom Manipulator berührungsfrei beabstandet angeordnet ist.In one embodiment of the processing system can be provided that the suction unit comprises at least one suction in which a negative pressure can be generated, which is adjustable via at least one suction at the suction, and / or that the suction unit comprises at least one filter means, wherein the suction and filter means is arranged directly on the manipulator, in particular in the region of the machining head, or spaced from the manipulator without contact.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Bearbeitungsanlage lediglich einen einzigen Manipulator mit einer einzigen am Manipulator angeordneten Bearbeitungseinheit umfasst. Solchenfalls ist es denkbar, wenn Komponenten mit komplexer Geometrie bearbeitet werden, dass die Bearbeitungseinheit einen Bearbeitungskopf mit lösbarer Bearbeitungsoptik umfasst. Hierdurch sind durch einen Manipulator und einer Bearbeitungseinheit unterschiedliche Bereiche der Komponente bearbeitbar. In principle, it is conceivable that the processing system comprises only a single manipulator with a single processing unit arranged on the manipulator. In this case, it is conceivable, if components with complex geometry are machined, that the processing unit comprises a machining head with detachable processing optics. As a result, different areas of the component can be processed by a manipulator and a processing unit.
Wenn die Bearbeitungsanlage mindestens zwei, insbesondere drei Manipulatoren umfasst, müssen die einzelnen Bearbeitungseinheiten nicht für unterschiedliche Bereiche der Komponenten umgerüstet werden. Solchenfalls können die Bearbeitungsköpfe der jeweiligen Bearbeitungseinheiten unlösbar festgelegt Bearbeitungsoptiken umfassen. Hierdurch ist eine zeitoptimierte Bearbeitung der Komponenten ermöglicht, da kein zeitaufwändiges Umrüsten der Bearbeitungseinheiten notwendig ist.If the processing system comprises at least two, in particular three, manipulators, the individual processing units do not have to be retrofitted for different areas of the components. In that case, the machining heads of the respective machining units can be fixed inseparably fixed machining optics. This allows a time-optimized processing of the components, since no time-consuming retooling of the processing units is necessary.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bearbeitungsanlage, insbesondere mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, die mindestens eine Bearbeitungseinheit, durch welche zumindest ein Oberflächenbereich einer Komponente einem von einer Strahlenquelle erzeugten und aus einem Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinheit austretenden Bearbeitungsstrahl aussetzbar ist und zumindest ein Teil der Beschichtung im Oberflächenbereich thermisch zerstörbar ist, die mindestens eine Absaugeinheit umfasst, durch die, insbesondere bei der thermischen Zerstörung der Beschichtung entstehende, Gase und Schwebeteilchen absaugbar sind, und die mindestens einen Manipulator umfasst, der mehrachsig ausgebildet ist und/oder eine mehrere Freiheitsgrade umfassende Kinematik aufweist, und an dem zumindest der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinheit anordenbar oder angeordnet ist, mit den Schritten:
- a. Zuführen und/oder Anordnen einer Komponente in der Bearbeitungsanlage;
- b. Bearbeiten des Oberflächenbereichs der Komponente durch einen Bearbeitungsstrahl der Bearbeitungseinheit, insbesondere durch thermisches Zerstören zumindest eines Teils der Beschichtung des Oberflächenbereichs;
- c. Absaugen der insbesondere bei der thermischen Zerstörung der Beschichtung entstehenden Gase und Schwebeteilchen durch die Absaugeinheit.
- a. Feeding and / or arranging a component in the processing plant;
- b. Processing of the surface area of the component by a processing beam of the processing unit, in particular by thermal destruction of at least part of the coating of the surface area;
- c. Suction of the resulting in particular during the thermal destruction of the coating gases and suspended particles through the suction unit.
Die Absaugeinheit kann derart ausgebildet sein, dass die gesamte Bearbeitungsanlage mit einem Unterdruck arbeitet. Hierdurch ist kann die gesamte Bearbeitungsanlage, insbesondere von oben nach unten, mit einem Luftstrom beaufschlagt werden, durch den alle Partikel und Gase abgesaugt werden können, ähnlich einer Lackierkabine mit Plänum und Abschlagsraum. Ferner kann die Absaugeinheit eine Absaugöffnung umfassen, die am Bearbeitungskopf unmittelbar oder mittelbar berührend angeordnet festlegbar oder festgelegt ist.The suction unit may be designed such that the entire processing system operates with a negative pressure. In this way, the entire processing plant, in particular from top to bottom, be acted upon by an air flow through which all particles and gases can be sucked, similar to a spray booth with Plänum and tee room. Furthermore, the suction unit may comprise a suction opening, which can be fixed or fixed directly or indirectly arranged on the machining head.
In Weiterbildung des Verfahrens erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Bearbeiten des Oberflächenbereichs der Komponente ein Bewegen des Manipulators umfasst.In a further development of the method, it proves to be advantageous if the machining of the surface area of the component comprises a movement of the manipulator.
Dadurch, dass der Manipulator bewegbar ist und im Zuge des Bearbeitens der Oberflächenbereiche relativ zur Komponente bewegbar ist, sind unterschiedliche Bereiche der Komponente verbessert zugänglich. Characterized in that the manipulator is movable and is movable relative to the component in the course of editing the surface areas, different areas of the component are improved accessible.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Bearbeiten des Oberflächenbereichs der Komponente ein Bearbeiten durch eine erste Bearbeitungseinheit, die einen ersten Oberflächenbereich der Komponente bearbeitet, und mindestens ein Bearbeiten durch eine weitere Bearbeitungseinheit umfasst, die mindestens einen weiteren Oberflächenbereich der Komponente bearbeitet, umfasst.In addition, it proves to be advantageous if the machining of the surface area of the component comprises machining by a first machining unit, which processes a first surface area of the component, and at least one machining by a further machining unit, which processes at least one further surface area of the component ,
Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Absaugen durch die Absaugeinheit ein Absaugen während und/oder nach dem Bearbeiten durch die Bearbeitungseinheit umfasst.Finally, it proves to be advantageous if the suction through the suction unit comprises a suction during and / or after processing by the processing unit.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Bearbeitungsanlage und des Verfahrens.Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the appended claims, the drawings and the following description of a preferred embodiment of the processing plant and the method.
In der Zeichnung zeigt:
-
1 Eine schematische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel der Bearbeitungsanlage; -
2 Eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 A schematic side view of an embodiment of the processing plant; -
2 A schematic representation of an embodiment of the method according to the invention.
Darüber hinaus umfasst die Bearbeitungsanlage
Bei dem in
Die Absaugeinheit
Anhand von
In einem ersten Schritt
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the claims and in the drawing, may be essential both individually and in any combination in the realization of the invention in its various embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Bearbeitungsanlageprocessing plant
- 44
- Komponentecomponent
- 66
- Beschichtungcoating
- 8 8th
- Bearbeitungseinheitprocessing unit
- 1010
- Oberflächenbereichsurface area
- 1212
- Strahlenquelleradiation source
- 1414
- Bearbeitungskopfprocessing head
- 1616
- Bearbeitungsstrahlprocessing beam
- 1818
- Absaugeinheitsuction
- 2020
- Manipulatormanipulator
- 2222
- Leitermittelconductor means
- 2424
- Bearbeitungsoptikprocessing optics
- 2626
- Absaugöffnungsuction
- 2828
- Absaugelementsuction
- 3030
- Absaugkanal suction
- 100-104100-104
- Verfahrensschrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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