DE112004000508T5

DE112004000508T5 - Verfahren zum Auftragen von Schutzschicht bildendem Material

Info

Publication number: DE112004000508T5
Application number: DE112004000508T
Authority: DE
Inventors: Bansei Sayama Nagase; Hidehiko Sayama Tokonami; Hiromi Sayama Okubo; Hitoshi Sayama Imamura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2006-02-09
Also published as: GB2414694A; US20060198952A1; GB2414694B; GB0519477D0; CA2519765A1; CA2519765C; WO2004085081A1

Abstract

Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus (34) angebrachten Rolle (48) über eine Oberfläche eines Werkstücks (14), wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung (16a), welche nahe einer Förderlinie (12) zum Fördern des Werkstücks (14) angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle (48) zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks (14) aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
wenn die Rolle (48) über einen gekrümmten Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird,
Abrollen der Rolle (48) mit einer geringeren Geschwindigkeit, als wenn die Rolle (48) über einen im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird; und,
wenn die Rolle (48) über einen eine Aussparung (504) aufweisenden Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird,
Orientieren einer Achse (C2) der Rolle (48) im Wesentlichen parallel zu...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials auf eine äußere Oberfläche, welche hauptsächlich einen lackierten Bereich eines lackierten Kraftfahrzeugs umfasst, und im Speziellen ein Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials in flüssiger Form, das als abziehbare Schutzschicht wirkt, nachdem es getrocknet ist.
STAND DER TECHNIK
Nachdem Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, hergestellt worden sind, werden sie oft auf Außen-Lagerplätzen gelagert oder auf einem Förderwagen, einem Schiff oder dgl. transportiert, bis sie dem Anwender ausgeliefert werden. Da die Fahrzeuge Staub, Metallpartikeln, Salz, Öl, Säure, direktem Sonnenlicht, etc. ausgesetzt sind, während sie gelagert oder transportiert werden, neigen. Oberflächen der Lackierungsschichten an den äußeren Oberflächen solcher Fahrzeuge dazu, in der Qualität schlechter zu werden. Um zu verhindern, dass sich die Oberflächenschicht bzw. -lackierung verschlechtert, ist ein Verfahren zum Bilden einer abziehbaren Schutzschicht über den lackierten Bereich, bevor das Fahrzeug ausgeliefert wird, bekannt (siehe beispielsweise japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-896971.
Die abziehbare Schutzschicht wird durch Auftragen und Trocknen eines Schutzschicht bildenden Materials (auch als "abziehbare Farbe" bezeichnet) gebildet, welches als ein flüssiges Einpackmaterial dient, welches den lackierten Bereich schützen kann. Das Schutzschicht bildende Material kann einfach abgezogen werden, wenn es entfernt werden soll. Das Schutzschicht bildende Material löst sich allerdings bei normaler Lagerung nicht selbst ab.
Um das Schutzschicht bildende Material, das zur abziehbaren Schutzschicht getrocknet werden soll, aufzutragen, wird das Schutzschicht bildende Material auf Rollen aufgetragen, und die Rollen werden durch mehrere Arbeiter abgerollt bzw. bewegt, um die Oberflächenschicht mit dem Schutzschicht bildenden Material zu beschichten.
Um den Beschichtungsprozess zu automatisieren und eine gleichförmige Beschichtungsqualität zu erreichen, wurde ein Prozess vorgeschlagen, bei dem Schutzschicht bildendes Material auf einen Körper ausgegossen wird und Luft zugeführt wird, um das Schutzschicht bildende Material zu verteilen (siehe beispielsweise japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-173882). Gemäß dem vorgeschlagenen Prozess sind mehrere Schritte des Prozesses zum Auftragen des Schutzschicht bildenden Materials automatisiert, um die Last auf Arbeiter zu verringern und die Taktzeit zu erhöhen.
In Fahrzeugproduktionswerken ist es üblich, Fahrzeugkörper zeitweise mit aus Harz hergestellten Abdeckungen zu bedecken, welche als Kratzabdeckungen bekannt sind, um zu verhindern, dass die Fahrzeugkörper während dem Zusammenbauprozess beschädigt werden. Eine Kratzabdeckung wird zwischenzeitlich an einer vorderen seitlichen Oberfläche des Fahrzeugkörpers angebracht und entfernt, bevor das Fahrzeug ausgeliefert wird. Es ist notwendig, Kratzabdeckungen mit verschiedenen Formen für verschiedene Fahrzeugtypen bereitzustellen und auch eine große Anzahl von Kratzabdeckungen vorzubereiten, abhängig von der Anzahl von Fahrzeugen, welche täglich an der Förderlinie erzeugt werden.
Gemäß dem in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-173882 offenbarten Prozess wird das Schutzschicht bildende Material nicht unbedingt gleichmäßig verteilt. Der offenbarte Prozess wird ebenfalls nicht bei Dachrändern angewendet, um zu verhindern, dass Schutzschicht bildendes Material streut.
Derzeitige Fahrzeugkörper bzw. -karosserien werden in ihrer Form komplexer und einige von ihnen weisen konvexe Formen und konkave Formen auf, mit komplexen und heikel gekrümmten Oberflächen. Es ist schwierig, das Schutzschicht bildende Material mit einer Luftdüse über solche konvexe und konkave Formen und an gekrümmten Oberflächen zu verteilen. Obwohl es nötig ist, das Schutzschicht bildende Material mit größerer Dicke in Bereichen aufzutragen, wo die Beschichtungsqualität von besonderer Wichtigkeit ist, ist es ferner schwierig, die Dicke des Beschichtungsfilms anzupassen, wenn das Schutzschicht bildende Material vermittels einer Luftdüse verteilt wird.
Nachdem das Schutzschicht bildende Material durch eine Luftdüse verteilt worden ist, sind folglich Arbeiter notwendig, um kleine Stellen, wie beispielsweise Dachränder, konvexe und konkave Formen, etc. mit dem Schutzschicht bildenden Material unter Verwendung einer Rolle zu beschichten, um den Beschichtungsprozess zu vollenden. Der Prozess des Auftragens von Schutzschicht bildendem Material wird daher teilweise manuell durchgeführt und ist daher belastend für Arbeiter und führt zu unterschiedlichen Beschichtungsqualitätsniveaus abhängig von dem Fertigkeitsniveau der Arbeiter.
Um die Last auf die Arbeiter zu reduzieren und das Arbeitsqualitätsniveau gleichmäßiger zu machen, kann die Verwendung von Industrierobotern in Betracht gezogen werden. Rollen und Halter hierfür, welche an Robotern angebracht werden können und geeignet sind zum Auftragen von Schutzschicht bildendem Material wurden allerdings noch nicht vorgeschlagen. Da moderne Automobilkörper eine komplexe Form aufweisen, ist es schwierig, eine Rolle in engem Kontakt mit einem Automobilkörper zu halten und die Rolle mit geeigneter Kraft gegen den Automobilkörper zu drücken. Wenn eine Fahrzeugoberfläche in der Nähe einer Öffnung, wie beispielsweise einem Schiebedachloch im Dach des Fahrzeugs, mit einem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden soll mittels eines Roboters, kann das Schutzschicht bildende Material möglicherweise in das Fahrzeug tropfen, wenn ein Abschnitt der Rolle in die Öffnung abrollt.
Wenn ein Arbeiter eine Rolle verwendet, um ein Schutzschicht bildendes Material aufzutragen, ist es für den Arbeiter üblich, abhängig von der Form und der Krümmung der zu beschichtenden Oberfläche geeignete Kräfte aufzubringen und die Rolle abzurollen, während er den Halter, der die Rolle hält, in einem geeigneten Winkel belässt bzw. hält. In diesem Falle passt der Arbeiter unbewusst die Druckkraft und den Winkel des Halters an, abhängig von den Fertigkeiten des Arbeiters.
Die Fertigkeit des Arbeiters ist nicht durch numerische Werte repräsentiert und kann daher nicht direkt für den Betrieb von Robotern angewendet werden. Auch wenn die Fertigkeit des Arbeiters durch numerische Werte repräsentiert werden könnte, können solche Werte nicht notwendigerweise für die Verwendung bei Robotern geeignet sein. Trotzdem gibt es Anforderungen für ein geeignetes Beschichtungsverfahren, welches durch den Betrieb von Robotern angewendet werden kann.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben genannten Nachteile gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials bereitzustellen, wobei das Verfahren dazu in der Lage ist, den Prozess des Auftragens von Schutzschicht bildendem Material auf eine äußere Oberfläche eines Werkstücks weiter zu automatisieren, während eine Rolle jederzeit in engem Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Werkstücks in Abhängigkeit von dessen Form gehalten wird, um das Schutzschicht bildende Material geeignet aufzutragen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials auf eine äußere Oberfläche eines Werkstücks mit einer Rolle einer Beschichtungsvorrichtung bereitzustellen, wobei das Verfahren dazu in der Lage ist, die Rolle abhängig von der Form der Oberfläche des Werkstücks geeignet zu drücken, um das Schutzschicht bildende Material zuverlässig und effizient aufzutragen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum geeigneten Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials auf eine Oberfläche eines Werkstücks auch in der Nähe einer Öffnung, wie beispielsweise einem Schiebedachloch, vorzusehen, ohne es dem Schutzschicht bildenden Material zu erlauben, in die Öffnung zu tropfen.
Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus angebrachten Rolle über eine Oberfläche eines Werkstücks, wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung, welche nahe einer Förderlinie zum Fördern des Werkstücks angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die Rolle über einen gekrümmten Bereich des Werkstücks abgerollt wird, Abrollen der Rolle mit einer geringeren Geschwindigkeit als wenn die Rolle über einen im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks abgerollt wird, und, wenn die Rolle über einen eine Aussparung aufweisenden Bereich des Werkstücks abgerollt wird, Orientieren einer Achse der Rolle im Wesentlichen parallel zu einer Richtung, in der sich die Aussparung erstreckt, Bewegen der Rolle in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zur Richtung, in der sich die Aussparung erstreckt, Drücken der Rolle gegen die Aussparung und Abrollen der Rolle mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist, als wenn die Rolle über einen im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks abgerollt wird.
Der Rollenmechanismus wird daher durch die lernfähige Beschichtungsvorrichtung gegen die im Wesentlichen ebene Oberfläche des Werkstücks gedrückt, wobei er sein Eigengewicht effektiv als Druckkraft verwendet. Der Rolle des Rollenmechanismus wird das Schutzschicht bildende Material zugeführt und die Rolle wird gedreht, während sie gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird, um hierdurch das Schutzschicht bildende Material geeignet auf die Oberfläche des Werkstücks aufzutragen.
Durch Abrollen der Rolle mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit, wenn die Rolle auf der im Wesentlichen ebenen Oberfläche des Werkstücks abgerollt wird, kann die Rolle das Schutzschicht bildende Material zuverlässig auf eine gekrümmte Fläche des Werkstücks auftragen.
Ferner wird der Rollenmechanismus durch die lernfähige Beschichtungsvorrichtung gegen die im Wesentlichen ebene Oberfläche des Werkstücks gedrückt, wobei er effektiv sein Eigengewicht als Druckkraft nutzt. Der Rolle des Rollenmechanismus wird das Schutzschicht bildende Material zugeführt, und die Rolle wird gedreht, während sie gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird, um hierdurch das Schutzschicht bildende Material geeignet auf die Oberfläche des Werkstücks aufzutragen.
Während der Rollenmechanismus in die Aussparung gedrückt wird, wird die Rolle des Rollenmechanismus im Wesentlichen parallel zur Richtung, in welcher sich die Aussparung erstreckt, orientiert, und wird in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der Richtung, in der sich die Aussparung erstreckt, bewegt. Zusätzlich wird die Rolle mit einer Geschwindigkeit bewegt, die geringer ist als die Geschwindigkeit, wenn die Rolle über die im Wesentlichen ebene Oberfläche des Werkstücks abgerollt wird, wodurch das Schutzschicht bildende Material zuverlässig auf die Oberfläche der Aussparung aufgetragen wird.
Der Rollenmechanismus kann einen Schwenkmechanismus zum Schwenken der Rolle um einen Schwenkschaft in einer Richtung orthogonal zur Achse der Rolle aufweisen. Ein maximaler Winkel für einen Neigungswinkel einer geraden Linie, welche den Schwenkschaft und die Achse der Rolle verbindet, mit Bezug zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks kann auf einen erhöhten Wert eingestellt werden, abhängig von der Größenordnung der Krümmung der zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks.
Durch Einstellen des maximalen Winkels für den Neigungswinkel auf einen erhöhten Wert abhängig von der Größenordnung der Krümmung der zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks kann die Rolle daher geeignet gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt werden, abhängig von der Form der Oberfläche.
Der Neigungswinkel kann für eine zu beschichtende Oberfläche, welche die geringste Krümmung aufweist, auf einen Wert im Bereich von 25° bis 35° eingestellt werden und der Neigungswinkel kann für eine zu beschichtende Oberfläche, welche die stärkste Krümmung aufweist, auf einen Wert im Bereich von 25° bis 65° eingestellt werden.
Wenn ein Druckmittel vorgesehen ist, um die Rolle gegen die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks zu drücken, dann kann die durch die Rolle auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks ausgeübte Druckkraft kompensiert werden.
Die Beschichtungsvorrichtung kann bei einer geringeren Geschwindigkeit bewegt werden, wenn ihr Neigungswinkel vergrößert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren bereitgestellt zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus angebrachten Rolle über eine Oberfläche eines Werkstücks, wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung, welche nahe einer Förderlinie zum Fördern des Werkstücks angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die am Rollenmechanismus angebrachte Rolle gegen das Werkstück gedrückt wird und in der Nähe eines Öffnungsrandes, welcher eine Öffnung im Werkstück definiert, über das Werkstück abgerollt wird, Einstellen einer Achse der Rolle in einem spitzen Winkel zu einer Richtung, in der sich der Öffnungsrand erstreckt; und Abrollen der Rolle entlang des Öffnungsrandes, um das Schutzschicht bildende Material durch die Beschichtungsvorrichtung auf die Oberfläche des Werkstücks nahe der Öffnung aufzutragen.
Wenn die Rolle in einem spitzen Winkel zu dem Öffnungsrand eingestellt ist und abgerollt wird, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen, wird gemäß dem obigen Verfahren der Bereich der Rolle, welcher gegen die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird, zunehmend kleiner, und der Bereich der Rolle, welcher über der Öffnung positioniert ist, wird zunehmend größer. Dies führt dazu, dass das Schutzschicht bildende Material genügend von der Rolle absorbiert wird und nicht in die Öffnung tropft, auch wenn das Schutzschicht bildende Material sich von einem zusammengedrückten Ende der Rolle zu einem anderen, nicht zusammengedrückten Ende der Rolle bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Verfahren vorgeschlagen zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus angebrachten Rolle über eine Oberfläche eines Werkstücks, wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung, welche nahe einer Förderlinie zum Fördern des Werkstücks angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die am Rollenmechanismus angebrachte Rolle gegen das Werkstück gedrückt wird und in der Nähe eines Öffnungsrandes, welcher eine Öffnung im Werkstück definiert, über das Werkstück abgerollt wird, Neigen der Rolle, um ein Ende der Rolle gegen die Oberfläche des Werkstücks zu drücken, während dem anderen Ende der Rolle erlaubt wird, über der Öffnung zu schweben, und Abrollen der Rolle entlang des Öffnungsrandes, um das Schutzschicht bildende Material durch die Beschichtungsvorrichtung auf die Oberfläche des Werkstücks nahe der Öffnung aufzutragen.
Da die Rolle gegen den Öffnungsrand derart gedrückt ist, dass das andere Ende der Rolle an einer Position schwebt, welche höher ist als das eine Ende von ihr, neigt das in der Rolle enthaltene Schutzschicht bildende Material eher dazu, sich durch die Rolle zu deren anderem Ende zu bewegen, und es wird daher verhindert, dass es in die Öffnung tropft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtungsvorrichtung einen Roboter und das Werkstück umfasst ein Fahrzeug, wobei der Roboter sich entlang komplexer Formen des Fahrzeugs bewegen kann.
Das Schutzschicht bildende Material kann ein Acryl-Copolymer als Hauptkomponente umfassen.
Das Acryl-Copolymer kann schnell und einfach als das Schutzschicht bildende Material auf das Werkstück aufgetragen werden, um lackierte Bereiche des Werkstücks zuverlässiger zu schützen, und kann einfach abgezogen und entfernt werden, sofern notwendig.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials;
2 ist eine Vorderansicht des Systems zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Roboters und eines an dem Roboter angebrachten Rollenmechanismus;
4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Rollenmechanismus;
5 ist eine vergrößerte vordere Ansicht, teilweise im Querschnitt, des Rollenmechanismus;
6 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht, teilweise im Querschnitt, des Rollenmechanismus;
7 ist ein Schaltdiagramm einer gemischten hydraulischen und pneumatischen Schaltung;
8 ist eine Ansicht, welche in einer pneumatischen Zylinderschaltung die Art und Weise darstellt, in der sich der Roboter nach rechts bewegt, während er das Schutzschicht bildende Material aufträgt;
9 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn sich der Roboter mit dem Rollenmechanismus nach links bewegt;
10 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn der Roboter das Schutzschicht bildende Material aufträgt, während Stangen von linken und rechten pneumatischen Zylindern des Rollenmechanismus eingefahren werden;
11 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwi schen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn der Roboter das Schutzschicht bildende Material aufträgt, während die Stangen des linken und rechten pneumatischen Zylinders des Rollenmechanismus ausgefahren werden;
12 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn der Roboter das Schutzschicht bildende Material entlang relativ tiefer Aussparungen aufträgt, und während die Stangen des linken und rechten pneumatischen Zylinders des Rollenmechanismus unter großen Kräften eingefahren werden;
13 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Rolle zeigt, die mit in der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs ausgebildeten Aussparungen ausgerichtet ist;
14 ist eine Draufsicht, welche die Rolle zeigt, die mit auf der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs ausgebildeten Aussparungen ausgerichtet ist;
15 ist eine perspektivische Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn der Roboter das Schutzschicht bildende Material auf Dachränder und Motorhaubenränder des Fahrzeugs aufträgt;
16 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn sich der Roboter mit dem Rollenmechanismus entlang dem Dach des Fahrzeugs nach rechts bewegt;
17 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwi schen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn sich der Roboter mit dem Rollenmechanismus entlang der Motorhaube des Fahrzeugs nach rechts bewegt;
18 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, bei der ein dritter Arm des Roboters auf der Achse des Schwenkschafts angeordnet ist, wenn sich der Roboter mit dem Rollenmechanismus entlang dem Dach des Fahrzeugs nach rechts bewegt;
19 ist eine Ansicht, welche die positionsbezogene Beziehung zwischen dem Roboter und der Oberfläche des Fahrzeugs darstellt, wenn sich der Roboter mit dem Rollenmechanismus entlang dem Dach des Fahrzeugs nach links bewegt;
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollenmechanismus, welcher eine Feder als ein Druckmittel aufweist;
21 ist eine perspektivische Ansicht eines Rollenmechanismus, bei dem ein Druckmittel weggelassen ist;
22 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Art und Weise aufweist, in der das Schutzschicht bildende Material durch Bewegen einer Rolle entlang eines Öffnungsrandes eines Dachs aufgetragen wird;
23 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Rolle und der in 22 gezeigten Öffnung zeigt;
24 ist eine Draufsicht, welche die Art und Weise darstellt, in der das Schutzschicht bildende Material durch eine Rolle aufgetragen wird, welche in einem stumpfen Winkel gehalten ist, be zogen auf die Richtung, in welcher sich der Öffnungsrand eines Dachs erstreckt;
25 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Rolle und der in 24 gezeigten Öffnung zeigt;
26 ist eine Draufsicht, welche die Art und Weise darstellt, in der das Schutzschicht bildende Material durch eine Rolle aufgetragen wird, welche in einem spitzen Winkel gehalten ist, bezogen auf die Richtung, in die sich der Öffnungsrand eines Dachs erstreckt;
27 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Rolle und der in 26 gezeigten Öffnung zeigt; und
28 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Art und Weise zeigt, in der das Schutzschicht bildende Material entlang dem Öffnungsrand des Daches durch eine Rolle aufgetragen wird, welche zum Dach hin geneigt ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 28 der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist ein Beschichtungssystem 10, welches beim Verfahren zum Auftragen des Schutzschicht bildenden Materials gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, an einer Förderlinie 12 für ein Fahrzeug (Werkstück) angeordnet, um ein lackiertes Fahrzeug mit einem Schutzschicht bildenden Material zu beschichten.
Das Beschichtungssystem 10 weist drei Roboter 16a, 16b, 16c, von denen jeder einen Industrieroboter umfasst, eine Steuer/Regelkonsole 18 zum Steuern/Regeln des Beschichtungssystems 10 als Gesamtes, einen Tank 20 zum Speichern des Schutzschicht bildenden Materials, ein Beschichtungsmaterialrohr 22, welches sich von dem Tank 20 zu den Roboter 16a, 16b, 16c erstreckt, und ein Wasserrohr 26 zum Zuführen von Wasser von einer Wasserquelle 24 zu den Robotern 16a, 16b, 16c auf. Die Roboter 16a, 16b, 16c sind durch jeweilige Robotersteuer/regelgeräte 28a, 28b, 28c gesteuert/geregelt, welche mit der Steuer/Regelkonsole 18 verbunden sind.
Unter der Annahme, dass das zu beschichtende Fahrzeug ein Kombifahrzeug ist, enthält das Fahrzeug 14 eine Motorhaube 14a, welche eine komplexe Form und eine Oberfläche mit starker Krümmung aufweist, zusammen mit einem Dach 14b, welches eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist. Obwohl nicht dargestellt, weisen limousinenartige Fahrzeuge im Allgemeinen einen Kofferraumdeckel auf, welcher eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist.
Die Roboter 16a und 16c sind bezogen auf die Förderrichtung des Fahrzeugs 14 auf der linken Seite der Förderlinie 12 angeordnet, wohingegen der Roboter 16b auf der rechten Seite der Förderlinie 12 angeordnet ist. Der Roboter 16a ist entlang der Förderrichtung des Fahrzeugs 14 an einer vorderen Position, der Roboter 16b in einer mittleren Position und der Roboter 16c in einer hinteren Position angeordnet. Die Roboter 16a, 16b, 16c sind auf Gleitschienen 30 parallel zur Förderlinie 12 bewegbar.
Eine Pumpe 32 ist mit dem Beschichtungsmaterialrohr 22 verbunden, um das Schutzschicht bildende Material aus dem Tank 20 zu saugen, und das Schutzschicht bildende Material zu den Robotern 16a, 16b, 16c zuzuführen. Das Schutzschicht bildende Material ist durch eine Heizvorrichtung und ein Thermometer, welche nicht dargestellt sind, derart gesteuert/geregelt, dass es eine geeignete Temperatur aufweist. Die Roboter 16a, 16b, 16c weisen Rollenmechanismen 34 auf, welche an deren Armenden angeordnet sind, wobei den Rollenmechanismen das Schutzschicht bildende Material durch das Beschichtungsmaterialrohr 22 zugeführt wird.
Das Schutzschicht bildende Material ist hauptsächlich aus einem Acryl-Copolymer hergestellt und enthält vorzugsweise zwei Acryl-Copolymere, welche unterschiedliche Glasübergangstemperaturen aufweisen. Das Schutzschicht bildende Material kann im Speziellen das Schutzschicht bildende Material sein, welches in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2001-89697 offenbart ist, auf die oben bereits Bezug genommen wurde. Das Schutzschicht bildende Material weist eine Viskosität auf, welche abhängig von einem Verhältnis von beigemischtem Wasser und von einer Temperaturänderung anpassbar ist. Wenn das Schutzschicht bildende Material getrocknet ist, wird es in engem Kontakt mit dem Fahrzeug 14 gehalten, wodurch es die lackierten Bereiche des Fahrzeugs 14 chemisch und physisch vor Staub, Metallpartikeln, Salz, Öl, Säure, direktem Sonnenlicht etc. schützt. Das Schutzschicht bildende Material kann einfach abgezogen werden, um die Schutzschicht zu entfernen, wenn das Fahrzeug 14 dem Anwender ausgeliefert wird.
Wie in 3 dargestellt, umfasst jeder der Roboter 16a, 16b, 16c einen Industriegelenkroboter, der beispielsweise eine Basis 40 mit einem ersten Arm 42, einem zweiten Arm 44 und einem dritten Arm 46 enthält, welche sich aufeinander folgend von der Basis 40 erstrecken. Der Rollenmechanismus 34 ist entfernbar an einem Ende des dritten Arms 46 angebracht und wird als sogenannter Endeffektor betätigt. Der erste Arm 42 ist bezogen auf die Basis 40 und die Achsen J1, J2 horizontal und vertikal drehbar. Der zweite Arm 44 ist am ersten Arm 42 zur Rotation um eine Achse J3 verbunden. Der zweite Arm 44 kann um eine Achse J4 verdreht werden. Der dritte Arm 46 ist am zweiten Arm 44 für eine Drehung um eine Achse J5 verbunden. Der dritte Arm 46 kann um eine Achse J6 verdreht werden.
Der am Ende jedes Roboters 16a, 16b, 16c verbundene Rollenmechanis mus 34 kann in irgendeine gewünschte Position in der Nähe des Fahrzeugs 14 bewegt werden und kann in irgendeiner Richtung orientiert werden durch Bewegung der 6-Achsen-Roboter 16a, 16b, 16c. Anders gesagt, kann der Rollenmechanismus 34 mit sechs Freiheitsgraden bewegt werden. Die Roboter 16a, 16b, 16c können Stellglieder aufweisen, um eine Ausdehnung und ein Zusammenziehen, eine Parallelgliedbewegung etc. zusätzlich zur Drehung zu ermöglichen.
Wie in den 4 bis 6 gezeigt, ist der Rollenmechanismus 34 am Ende des dritten Arms 46 angebracht und weist eine hohle, zylindrische Rolle 48 auf, welche aus einem Material hergestellt ist, das dazu in der Lage ist, das Schutzschicht bildende Material zu absorbieren und zu halten bzw. zu speichern, zusammen mit einem Schubdrehmechanismus 69, welcher als eine Halterung dient, die am dritten Arm 46 des Roboters 16a installiert ist. Der Schubdrehmechanismus 69 umfasst ein Halterungselement 70, welches am dritten Arm 46 befestigt ist, ein Schubdrehelement 74, welches durch ein Lager 72 drehbar am Halterungselement 70 gelagert ist, und eine Basis 76, welche an einer unteren Oberfläche des Schubdrehelements 74 angebracht ist.
Der Rollenmechanismus 34 weist auch pneumatische Zylinder 78, 80, welche auf jeweils gegenüberliegenden Enden der Basis 76 angebracht sind, ein Schwenkelement 84, welches durch einen Schwenkschaft 82 an einem im Wesentlichen unteren Ende der Basis 76 schwenkbar gelagert ist, und eine Halterverbindung 88, welche einen Halter 86, der die Rolle 48 hält, und das Schwenkelement 84 verbindet. Die Rolle 48 ist radial um den Schwenkschaft 82 schwenkbar. Das Schwenkelement 84 weist zwei obere Verlängerungen 84a auf, welche sich von diesem nach oben erstrecken, und ein Stift 90 ist an im Wesentlichen oberen Enden der oberen Verlängerungen 84a parallel zum Schwenkschaft 82 angebracht. Der Stift 90 ist über dem Schwenkschaft 82 angeordnet. Der Rollenmechanismus 34 weist zwei Stiftdruckvorrichtungen 92, 94 auf, welche um den Schwenkschaft 82 unter Kräften drehbar sind, welche von jeweiligen Stangen 78a, 80a, der pneuma tischen Zylinder 78, 80 ausgeübt werden. Eine Druckoberfläche 92a der Stiftdruckvorrichtung 92 drückt die linke Oberfläche des Stifts 90, wie in 6 gezeigt, wenn die Stange 78a eingefahren wird, und eine Druckoberfläche 94a der Stiftdruckvorrichtung 94 drückt die rechte Oberfläche des Stifts 90, ebenfalls wie in 6 dargestellt, wenn die Stange 80a eingefahren wird.
Zwei untere Verlängerungen 76a erstrecken sich von der Basis 76 nach unten und sind zwischen den zwei oberen Verlängerungen 84a angeordnet. Die Druckoberflächen 92a, 94a (siehe 6) sind zwischen den zwei unteren Verlängerungen 76a angeordnet.
Ein Drehbegrenzungselement 96 ist am Schubdrehelement 74 angebracht und weist eine Ausnehmung 96a auf, welche in einer oberen Oberfläche hiervon definiert ist. Ein kleiner Zahn 98, welcher vom Halterungselement 70 nach unten vorsteht, ist in der Ausnehmung 96a angeordnet. Der kleine Zahn 98 weist eine Breite auf, die kleiner ist als die Breite der Ausnehmung 96a, wodurch ein Spalt dazwischen bereitgestellt ist, durch den das Schubdrehelement 74 in einer Schubrichtung drehbar ist. Die Schubrichtung bezieht sich auf eine Richtung orthogonal zu der Achse C2 der Rolle 48 selbst und eine Richtung um die Achse C1 (siehe 6) des dritten Arms 46. Das Halterungselement 70 ist am dritten Arm 46 durch einen Bolzen 100 befestigt, welcher auch als der zuvor genannte kleine Zahn 98 dienen kann.
Die Halterverbindung 88 weist zwei obere und untere Klemmen 102, 104 auf, welche sich gegenüberliegen. Die Klemmen 102, 104 halten ein Aluminiumrohr 106, welches das Schwenkelement 84 und den Halter 86 verbindet. Das Aluminiumrohr 106 weist eine Ringnut 106a auf, welche in einer Oberfläche hiervon definiert ist.
Die Rolle 48 weist gegenüberliegende Enden auf, welche drehbar durch den Halter 86 gehalten sind. Eine Rohr 22a, welches mit dem Beschichtungsmaterialrohr 22 und dem Wasserrohr 26 verbunden ist, steht mittels eines Endes des Halters 86 in Verbindung mit dem Inneren der Rolle 48. Die Rolle 48 ist wegnehmbar am Halter 86 angebracht.
Wie in der 7 dargestellt, enthält eine gemischte, hydraulische und pneumatische Schaltung (Versorgungs- bzw. Zuführungsmechanismus) 150 zum Zuführen von Schutzschicht bildendem Material zur Rolle 48, einen Kompressor 152, einen Lufttank 154, welcher mit der Auslassöffnung des Kompressors 152 verbunden ist, ein manuell betätigtes pneumatisches Ladeventil 156 zum selektiven Zuführen und Stoppen eines pneumatischen Drucks, ein Reglersteuerventil 160 zum Reduzieren eines Sekundärdrucks mit einem elektrischen Signal, welches von der Steuer/Regelkonsole 18 bereitgestellt ist, und einen Regler 158, welcher pilotgesteuert durch den Sekundärdruck des Reglersteuerventils 160 ist, zum Reduzieren des Drucks in dem Beschichtungsmaterialrohr 22.
Die gemischte Schaltung 150 weist auch ein Materialsteuerventil MCV 162 auf, mit dem das Sekundärrohr des Reglers 158 und das Wasserrohr 26 verbunden sind, und ein Triggerventil 164 ist zwischen der Sekundärseite des MCV 162 und der Rolle 48 angeordnet. Das MCV 162 weist Schaltventile 162a, 162b auf, um selektiv das Beschichtungsmaterialrohr 22 und das Wasserrohr 26 miteinander in Verbindung zu bringen oder die Verbindung zu unterbrechen. Die Schaltventile 162a, 162b weisen jeweilige Sekundärseiten auf, welche miteinander in Verbindung stehen. Gestrichelte Linien in 7 stellen pneumatische Rohre dar.
Das MCV 162, das Triggerventil 164 und das Reglersteuerventil 160 müssen nicht notwendigerweise auf pneumatische pilotbetätigte Ventile beschränkt sein, sondern können auch durch Ventile gebildet sein, welche durch Elektromagnete oder dergleichen betätigbar sind.
Die gemischte Schaltung 150 umfasst ferner ein MCV-schaltendes Elektromagnetventil 166 zum selektiven Zuführen des pneumatischen Drucks vom pneumatischen Ladeventil 156, um die Schaltventile 162a, 162b pilotartig zu betätigen, und ein Trigger-schaltendes Elektromagnetventil 168 zum pilotartigen Betätigen des Triggerventils 164. Wenn das MCV-schaltende Elektromagnetventil 166 mit einem elektrischen Signal von der Steuer/Regelkonsole 18 versorgt wird, öffnet es entweder eines der Schaltventile 162a, 162b, während es das andere der Schaltventile 162a, 162b schließt, zum selektiven Zuführen von Wasser und Schutzschicht bildendem Material zum Triggerventil 164.
In Antwort auf ein elektrisches Signal von der Steuer/Regelkonsole 18 öffnet und schließt der Trigger-schaltende Elektromagnet 168 das Triggerventil 164, um Wasser oder Schutzschicht bildendes Material zur Rolle 48 zuzuführen.
Manuelle Absperrventile 170, 172 sind jeweils mit dem Beschichtungsmaterialrohr 22 und dem Wasserrohr 26 verbunden. Die Absperrventile 170, 172 sind normalerweise offen.
Schalldämpfer 174 sind mit jeweiligen Luftauslässen der gemischten Schaltung 150 verbunden, um Lärm von ausgelassener Luft zu reduzieren. Der Kompressor 152, die Pumpe 32 und die Wasserquelle 24 sind mit jeweiligen nicht dargestellten Sicherheitsventilen kombiniert, um einen übermäßigen Druckaufbau zu verhindern.
Der Kompressor 152, der Lufttank 154, die Wasserquelle 24 und die Pumpe 32 der gemischten Schaltung 150 werden von den Robotern 16a, 16b, 16c gemeinsam benutzt. Andere Vorrichtungen sind den Robotern 16a, 16b, 16c individuell zugeordnet.
Ein Prozess des Beschichtens eines Fahrzeugs 14 mit Schutzschicht bildendem Material unter Verwendung des derart aufgebauten Beschichtungssystems 10 wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst werden die Roboter 16a, 16b, 16c für den Betrieb trainiert bzw. programmiert. Die Roboter 16a, 16b, 16c sind jeweils einer Motorhaube 14a (siehe 1), einem Dach 14b und einem hinteren Dachbereich 14c hinter einer Schiebedachöffnung 14d zugeordnet und sind programmiert, um das Schutzschicht bildende Material auf die zugewiesenen Bereiche aufzutragen. Teaching- bzw. Programmierdaten, durch welche die Roboter 16a, 16b, 16c programmiert bzw. geteacht werden, werden in einem Datenspeicherbereich der Steuer/Regelkonsole 18 registriert und darin gespeichert. Wenn das Fahrzeug 14 eine Limousine ist, ist der Roboter 16c einem Kofferraumbereich zugewiesen.
Das Fahrzeug 14, welches durch die Roboter 16a, 16b, 16c mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet worden ist, wird durch die Förderlinie 12 zu einem nächsten Prozess befördert. Die Roboter 16a, 16b, 16c werden in eine Standby-Lage, in der es keine Störung bzw. Beeinflussung mit dem Fahrzeug 14 gibt, zurückgezogen und warten, bis ein nächstes Fahrzeug 14 gefördert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Triggerventil 164 geschlossen, um die Zuführung von Schutzschicht bildendem Material zu stoppen.
Das aufgetragene Schutzschicht bildende Material wird natürlich oder durch Ausüben eines Luftflusses getrocknet, wodurch eine abziehbare Schutzschicht gebildet wird, welche die lackierten Bereiche des Fahrzeugs 14 schützt.
Wie in 8 dargestellt, ist der dritte Arm 46 (siehe 3) des Roboters 16a in einem geeigneten Abstand von der Oberfläche des Fahrzeugs 14 entfernt, oder anders ausgedrückt ist insbesondere das Schwenkelement 84 so programmiert, dass es durch einen vorbestimmten Winkel θ an einer ebenen Stelle Pa geneigt ist, und der dritte Arm 46 wird parallel zur Oberfläche des Fahrzeugs 14 von der ebenen Stelle Pa bewegt. Ein Prozess zum Einstellen des geneigten Winkels θ wird später beschrieben werden.
An einer Stelle Pb innerhalb einer seichten Ausnehmung 500 an einer sich an die ebene Stelle Pa anschließenden Oberfläche kann der dritte Arm 46 parallel zur Oberfläche der ebenen Stelle Pa bewegt werden. An einer Stelle Pc, welche an einer flachen Erhebung 502 existiert, kann der dritte Arm 46 auf einer an die ebene Stelle Pa anschließenden Oberfläche ebenfalls parallel zur Oberfläche an der ebenen Stelle Pa bewegt werden. Auf diese Weise können die Ausnehmung 500 und die Erhebung 502 ignoriert werden, und der Neigungswinkel des Schwenkelements 84 kann etwas variiert werden. Es ist daher einfach, den Roboter 16b zu trainieren bzw. zu programmieren, da die seichte Ausnehmung 500 und die relativ flache Erhebung 502 ignoriert werden können.
Der Roboter ist derart programmiert, dass er den Prozess des Auftragens von Schutzschicht bildendem Material innerhalb einer Taktzeit beendet, welche für jedes Fahrzeug 14 auf der Förderlinie 12 voreingestellt ist.
Zum Beschichten des Fahrzeugs 14 mit Schutzschicht bildendem Material werden der Tank 20 (siehe 7) und das Beschichtungsmaterialrohr 22 durch eine vorhandene Heizvorrichtung auf eine geeignete Temperatur aufgewärmt, und der Kompressor 152, die Wasserquelle 24 und die Pumpe 32 sind in Betrieb. Die Roboter 16a, 16b, 16c warten in einer Standby-Lage, in der es keine Störung bzw. Beeinflussung mit dem Fahrzeug 14 gibt, und das pneumatische Ladeventil 156 ist geöffnet.
Ein Fahrzeug 14, das lackiert worden ist, wird durch die Förderlinie 12 gefördert und in der Nähe der Roboter 16a, 16b, 16c angehalten. Die Steuer/Regelkonsole 18 erkennt durch ein Signal, dass das Fahrzeug 14 gefördert worden ist, wobei das Signal durch die Förderlinie 12 oder durch einen Sensor (nicht dargestellt) geliefert wird, und setzt die Roboter 16a, 16b, 16c basierend auf den Teaching- bzw. Programmierdaten in Betrieb.
Zu diesem Zeitpunkt steuert/regelt die Steuer/Regelkonsole 18 das Reglersteuerventil 160 durch den Regler 158 (siehe 7), so dass ein geeigneter Druck im Beschichtungsmaterialrohr 22 entwickelt wird. Die Steuer/Regelkonsole 18 steuert durch das MCV-schaltende Elektromagnetventil 166 ebenfalls das MCV 162, so dass das Beschichtungsmaterialrohr 22 ver bunden wird und das Wasserrohr 26 nicht verbunden ist. Ferner betätigt die Steuer/Regelkonsole 18 das Trigger-schaltende Elektromagnetventil 168, um das Triggerventil 164 zu öffnen. Wenn die Steuer/Regelkonsole 18 derart betrieben wird, wird Schutzschicht bildendes Material zur Rolle 48 des Rollenmechanismus 34 zugeführt, während es unter einem geeigneten Druck und einer geeigneten Temperatur gehalten wird, so dass eine geeignete Menge von Schutzschicht bildendem Material auf die Oberfläche der Rolle 48 austritt.
Zum Auftragen von Schutzschicht bildendem Material auf eine ebene Oberfläche des Fahrzeugs 14, während der Roboter 16a nach rechts bewegt wird, wie in 8 dargestellt, wird dann Luft zum rechten pneumatischen Zylinder 80 zugeführt, um eine relativ schwache Kraft Fa in einer Richtung zum Einziehen der Stange 80a zu erzeugen, während auch Luft zum linken pneumatischen Zylinder 78 zugeführt wird, um die Stange 78a auszufahren. Die Druckoberfläche 94a der rechten Stiftdruckvorrichtung 94 drückt eine rechte Seitenoberfläche des Stifts 90 mit einer relativ schwachen Kraft, während die Druckoberfläche 92a der linken Stiftdruckvorrichtung 92 vom Stift 90 beabstandet ist.
Das Schwenkelement 84 und die Rolle 48 unterliegen entsprechend einer in Gegenuhrzeigersinnrichtung um den Schwenkschaft 82 ausgeübte Kraft, und die Rolle 48 wird gegen die Oberfläche des Fahrzeugs 14 mit einer geeigneten Druckkraft gedrückt. Die Kraft Fa kann angepasst werden, abhängig von der Stelle, auf welche die Rolle 48 angewendet wird und von dem Verfahren, durch das die Rolle 48 bewegt wird.
Um das Schutzschicht bildende Material auf das Fahrzeug 14 aufzutragen, während der Roboter 16a sich nach links bewegt, wie in 9 dargestellt, wird Luft zum linken pneumatischen Zylinder 78 zugeführt, um eine relativ schwache Kraft Fa in einer Richtung zu erzeugen, um die Stange 78a einzufahren, während Luft zum rechten pneumatischen Zylinder 80 zugeführt wird, um die Stange 80a auszufahren. Die Druckoberfläche 92a der linken Stiftdruckvorrichtung 92 drückt auf eine linke Seitenoberfläche des Stifts 90 mit einer relativ schwachen Kraft, während die Druckoberfläche 94a der rechten Stiftdruckvorrichtung 94 vom Stift 90 beabstandet ist.
Das Schwenkelement 84 und die Rolle 48 unterliegen entsprechend einer um den Schwenkschaft 82 in Uhrzeigersinnrichtung ausgeübten Kraft, und die Rolle 48 wird mit einer geeigneten Druckkraft auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 gedrückt.
Da die Flussrichtung und der Luftdruck, welcher den pneumatischen Zylindern 78, 80 zugeführt wird, abhängig von der Richtung gesteuert/geregelt sind, in welcher sich der Roboter 16a bewegt, kann die Rolle 48 mit einer geeigneten Druckkraft auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 gedrückt werden. Im Speziellen wird das Gewicht der Rolle 48 effektiv als Druckkraft verwendet, und ein Mangel an Druckkraft, welcher nicht durch das Gewicht der Rolle 48 selbst geeignet bereitgestellt werden kann, wird entweder durch den pneumatischen Zylinder 78 oder den pneumatischen Zylinder 80 kompensiert. Die Rolle 48 kann in engen Kontakt mit einer zu beschichtenden Oberfläche des Fahrzeugs 14 gebracht werden, auch wenn die Oberfläche des Fahrzeugs 14 nicht horizontal ist.
Es ist daher verhindert, dass die Rolle 48 leer dreht oder springt, wenn sie über die Ausnehmung 500 oder die Erhebung 502 fährt. Wie oben beschrieben, neigt das Schutzschicht bildende Material dazu, aus der Rolle 48 auszutreten. Da die Rolle 48 um den Schwenkschaft 82 schwenkbar ist, wird die Rolle 48 zuverlässig in Anschlag gegen die Ausnehmung 500 und die Erhebung 502 gehalten, um das Schutzschicht bildende Material gleichmäßig aufzutragen. Wenn im Speziellen die Rolle 48 über die Ausnehmung 500 oder die Erhebung 502 fährt, werden die Stangen 78a und 80a ausgefahren oder eingefahren, abhängig von der Tiefe der Ausnehmung 500 oder der Höhe der Erhebung 502. Da die pneumatischen Zylinder 78, 80 hoch komprimierbare Luft als ein Betätigungsfluid verwenden, arbeiten die pneumatischen Zylinder 78, 80 flexibel und können äußere Kraft veränderungen einfach absorbieren.
Auch in einer unerwarteten Situation, wenn der Roboter 16a wenig außerhalb eines vorbestimmten programmierten Pfades arbeitet, wobei der dritte Arm 46 dazu veranlasst wird, sich näher zur Oberfläche des Fahrzeugs 14 zu bewegen, wird keine übermäßige Kraft auf das Fahrzeug 14 ausgeübt, weil die Rolle 48 zu der und weg von der Oberfläche des Fahrzeugs 14 beweglich ist, und ferner ist die auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 ausgeübte Druckkraft durch den an den pneumatischen Zylindern 78, 80 angelegten Luftdruck gesteuert/geregelt.
Die Stiftdruckvorrichtung 92, welche mit der Stange 78a des pneumatischen Zylinders 78 verbunden ist, und die Stiftdruckvorrichtung 94, welche mit der Stange 80a des pneumatischen Zylinders 80 verbunden ist, üben durch den Stift 90 Druckkräfte auf das Schwenkelement 84 in jeweils entgegengesetzte Richtungen aus, so dass das Schwenkelement 84 geeignet arbeiten kann, auch wenn es in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn geneigt ist. Die Rolle 48 kann daher das Schutzschicht bildende Material auftragen, während sie nach rechts oder nach links bewegt wird.
Wie in 10 dargestellt, können sowohl die Stange 78a des pneumatischen Zylinders 78 und die Stange 80a des pneumatischen Zylinders 80 eingefahren werden. Um beispielsweise den Roboter 16a nach rechts in der 10 zu bewegen, wird eine relativ schwache Kraft Fa in einer Richtung erzeugt, um die Stange 80a einzuziehen, während eine sehr schwache Kraft Fb in einer Richtung erzeugt wird, um die Stange 78a einzuziehen. Die Kraft Fa ist so eingestellt, dass sie größer ist als die Kraft Fb (Fa > Fb), wobei solche Kräfte Fa, Fb auf geeignete Werfe eingestellt werden können, um die Rolle 48 mit einer geeigneten Kraft gegen die Oberfläche des Fahrzeugs 14 zu drücken.
Wie in der 11 dargestellt, können sowohl die Stange 78a des pneumatischen Zylinders 78 als auch die Stange 80a des pneumatischen Zylinders 80 ausgefahren werden. Wenn beide Stangen 78a und 80a ausgefahren werden, sind sowohl die Druckoberfläche 92a der Stiftdruckvorrichtung 92 und die Druckoberfläche 94a der Stiftdruckvorrichtung 94 vom Stift 90 beabstandet, und es wird keine Kraft auf das Schwenkelement 84 ausgeübt. Die Rolle 48 drückt daher nur mit ihrem Eigengewicht auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14. Wenn die Rolle 48 relativ schwer ist und eine genügende Druckkraft auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 ausüben kann, dann können beide Stangen 78a, 80a ausgefahren werden, damit das Schwenkelement 84 schwenkbar ist.
Beschichtungsprozesse, wenn die Rolle 48 über einen gekrümmten Bereich des Fahrzeugs 14 abgerollt wird und wenn die Rolle 48 über einen Bereich abgerollt wird, der Aussparungen bzw. Rillen 504 aufweist, sollen nachfolgend beschrieben werden.
Wie in den 12 und 13 dargestellt, können sowohl die Stange 78a und die Stange 80a mit einer großen Kraft Fc eingefahren werden (siehe 12), wenn das Schutzschicht bildende Material auf relativ tiefe Aussparungen 504 mit geringen Breiten aufgetragen werden soll.
In diesem Fall ist das Schwenkelement 84 fluchtend mit der Achse C1 (siehe 6) ausgerichtet aufgrund eines dynamischen Gleichgewichts und schwenkt unwesentlich nach links oder rechts, sondern ist eher in einem arretierten Zustand gehalten. Mit dem derart in dem arretierten Zustand gehaltenen Schwenkelement 84 wird die Rolle 48 relativ stark gegen die Aussparung 504 gedrückt, wodurch verursacht wird, dass das Schutzschicht bildende Material aus der Rolle 48 herausströmt und auf die Aussparung 504 aufgetragen wird. Hierbei wird das Schutzschicht bildende Material aufgetragen, während die Rolle 48 mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt wird, verglichen mit einer Geschwindigkeit von dieser, wenn das Schutzschicht bildende Material durch die Rolle 48 auf eine ebene Oberfläche des Fahrzeugs 14 aufgetragen wird.
Da die Rolle 48 in zuverlässigeren engen Kontakt mit der Oberfläche des Fahrzeugs 14, welche tiefe Aussparungen 504 aufweist, gebracht ist, führt dies dazu, dass das Schutzschicht bildende Material besser aufgetragen werden kann.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf eine Oberfläche des Fahrzeugs 14 aufgetragen werden soll, welche tiefe Aussparungen 504 aufweist, ist, wie in 14 dargestellt, die Achse C2 der Rolle 48 des Rollenmechanismus 34 im Wesentlichen parallel zu der Richtung orientiert, in welcher sich die Aussparungen 504 erstrecken, so dass die Rolle 48 in engen Kontakt mit den tiefen Aussparungen 504 entlang deren Form gebracht werden kann. Dies führt dazu, dass das Schutzschicht bildende Material zuverlässig auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 aufgetragen werden kann, welche solche tiefen Aussparungen 504 aufweist.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14, welche tiefe Aussparungen 504 aufweist, aufgetragen wird, wird im Speziellen die Rolle 48 mit einer Geschwindigkeit abgerollt (d.h. bewegt), welche tiefer ist, als wenn das Schutzschicht bildende Material auf ebene Oberflächen des Fahrzeugs 14 aufgetragen wird, und ferner ist die Achse der Rolle 48 im Wesentlichen parallel zur Richtung ausgerichtet, in welcher sich die Aussparungen 504 erstrecken. Die Oberfläche des Fahrzeugs 14, welche solche Aussparungen 504 aufweist, kann folglich zuverlässig mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden.
Wenn Schutzschicht bildendes Material auf in Längsrichtung langen Bereichen des Fahrzeugs 14, wie beispielsweise Dachrändern e (siehe 1 und 2) aufgetragen wird, werden, wie in 15 dargestellt, die Rollen 48 des Rollenmechanismus 34 gegen die Oberflächen der Dachränder e gedrückt, während die Roboter 16b, 16c, welche den Rollenmechanismus 34 halten, entlang der Gleitschienen 30 (in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung) bewegt werden. Die Oberflächen der Dachränder e, welche sich über eine größere Länge in der Längsrichtung des Fahrzeugs 14 erstrecken, können folglich zuverlässig mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf Bereiche aufgetragen wird, welche eine starke Krümmung oder eine komplexe Form aufweisen, wie beispielsweise Ränder 14f der Motorhaube 14a (siehe 1 und 2), werden, wie in den 2 und 15 dargestellt, die Rollen 48 des Rollenmechanismus 34 gegen das Fahrzeug 14 gedrückt und in relativ kleinen hin- und hergehenden Hüben (in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung) zwischen der Motorhaube 14a und vorderen Seitenplatten 14g bewegt. Folglich können Oberflächen von solchen Rändern 14f, welche eine relativ starke Krümmung aufweisen, geeignet mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden. Bereiche mit komplexen Formen können ebenfalls besser mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden, da die Rolle 48 in relativ kleinen hin- und hergehenden Hüben bewegt wird.
Um das Schutzschicht bildende Material auf Bereiche aufzutragen, welche eine starke Krümmung aufweisen, oder auf Bereiche, welche komplexe Formen aufweisen, wird die Rolle 48, welche gegen die Oberfläche des Fahrzeugs 14 gedrückt wird, mit einer Geschwindigkeit abgerollt (d.h. bewegt), welche kleiner ist, als wenn das Schutzschicht bildende Material auf ebene Oberflächen des Fahrzeugs 14 aufgetragen wird.
Um die Rolle 48 über relativ lange Distanzen zu bewegen, während die Rolle 48 außer Kontakt mit der Oberfläche des Fahrzeugs 14 gehalten wird, kann das Schwenkelement 84 arretiert werden. Wenn das Schwenkelement 84 derart arretiert ist, wird es nicht unerwarteterweise schwenken, und das Schwenkelement 84 kann über eine lange Distanz mit höherer Geschwindigkeit bewegt werden.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Auftragen von Schutzschicht bildendem Material gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Rollenmechanismus 34, der die Rollen 48 enthält, durch die Roboter 16a, 16b, 16c betrieben, während den Rollen 48 das Schutzschicht bildende Material zugeführt wird. Der Prozess des Auftragens von Schutzschicht bildendem Material kann daher automatisiert werden und es kann eine gleichmäßige Beschichtungsqualität erzeugt werden.
Der Rollenmechanismus 34 enthält eine Funktion, um die Rolle 48 gegen die Oberfläche des Fahrzeugs 14 zu drücken, während es der Rolle 48 erlaubt ist, sich passiv nach oben und nach unten zu bewegen, abhängig von den konvexen und konkaven Formen, über welche die Rolle 48 abrollt. Die Rolle 48 kann daher in engem Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs 14 gehalten werden, um das Schutzschicht bildende Material geeignet aufzutragen.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 aufgetragen wird, welche tiefe Aussparungen 504 aufweist, wird die Rolle 48 mit einer Geschwindigkeit abgerollt (d.h. bewegt), welche tiefer ist als wenn das Schutzschicht bildende Material auf ebene Oberflächen des Fahrzeugs 14 aufgetragen wird, und die Achse der Rolle 48 ist im Wesentlichen parallel zur Richtung ausgerichtet, in der sich die Aussparungen 504 erstrecken. Durch Bewegen der Rolle 48 in einer Richtung, welche im Wesentlichen orthogonal zur Achse der Rolle 48 ist, kann die Oberfläche des Fahrzeugs 14, welche solche Aussparungen 504 aufweist, zuverlässig mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf Bereiche aufgetragen wird, welche sich über eine größere Länge in der Längsrichtung des Fahrzeugs 14 erstrecken, wie beispielsweise Dachränder e des Fahrzeugs 14, werden die Rollen 48 des Rollenmechanismus 34 gegen Oberflächen der Dachränder e gedrückt, und die Roboter 16b, 16c, welche den Rollenmechanismus 34 enthalten, werden entlang der Gleitschienen 30 (in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung) bewegt. Die Rollen 48 können folglich in engem Kontakt mit der Oberfläche der Dachränder 14e gehalten werden, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf Bereiche aufgetragen wird, welche eine starke Krümmung oder eine komplexe Form aufweisen, wie beispielsweise die Ränder 14f der Motorhaube 14a (siehe 1 und 2), werden, wie in den 2 und 15 dargestellt, die Rollen 48 des Rollenmechanismus 34 gegen das Fahrzeug 14 gedrückt und werden in relativ kleinen hin- und hergehenden Hüben (in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung) zwischen der Motorhaube 14a und den vorderen Seitenplatten 14g bewegt. Die Rollen 48 können folglich in engem Kontakt mit der Oberfläche des Fahrzeugs 14 gehalten werden, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen.
Auf diese Weise kann das Schutzschicht bildende Material geeignet aufgetragen werden, abhängig von der Form und dem Bereich des Abschnitts des Fahrzeugs, welcher mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden soll.
Ein Prozess zum Trainieren bzw. Programmieren von jedem Roboter 16a, 16b, 16c, um das Schutzschicht bildende Material abhängig von der Krümmung der Oberfläche des Fahrzeugs 14 aufzutragen, soll im Detail unter Bezugnahme auf die 16 bis 21 beschrieben werden.
Wie in 16 dargestellt, wird angenommen, dass eine gerade Linie, welche die Achse der Rolle 48 und den Schwenkschaft 82 verbindet, durch L repräsentiert ist, und der Roboter wird trainiert bzw. programmiert, die gerade Linie L bezogen auf die Oberfläche des Fahrzeugs 14 durch einen geeigneten Neigungswinkel θ geneigt zu halten. Der Neigungswinkel θ basiert auf einer Oberfläche des Fahrzeugs 14, welche als eine Oberfläche definiert ist, die eine tangentiale Linie M (siehe 17) orthogonal zur Achse C2 der Rolle 48 an einem Punkt P (siehe 17) aufweist, wo die Rolle 48 mit dem Fahrzeug 14 in Kontakt ist.
Ein maximaler Winkel θ2 (siehe 16) für den Neigungswinkel θ wird abhängig von der Krümmung der Oberfläche des Fahrzeugs 14 eingestellt. Wenn eine im Wesentlichen ebene Oberfläche, wie beispielsweise das Dach 14b oder ein Kofferraumdeckel (nicht gezeigt) zu beschichten ist, wird der maximale Winkel 82 auf einen kleinen Wert eingestellt, und die Geschwindigkeit, mit der die Roboter 16a, 16b, 16c sich bewegen (das heißt die Geschwindigkeit, mit der sich die Rolle 48 abrollt) wird auf einen hohen Wert eingestellt. Wenn eine Oberfläche mit einer starken Krümmung, wie beispielsweise die Motorhaube 14a (siehe 17) beschichtet werden soll, wird der maximale Winkel 82 auf einen großen Wert eingestellt, und die Geschwindigkeit, mit der die Roboter 16a, 16b, 16c sich bewegen, wird auf einen niedrigen Wert eingestellt. Die Roboter 16a, 16b, 16c bewegen sich in einer Richtung, in der das Schwenkelement 84 bezogen auf die Rolle 48 geneigt ist.
Auf einer im Wesentlichen ebenen zu beschichtenden Oberfläche wird, wie oben beschrieben, der maximale Winkel θ2 auf einen kleinen Wert eingestellt, wobei das Gewicht der Rolle 48 effektiv genutzt wird, um eine Druckkraft auf das Fahrzeug 14 auszuüben. Da die Roboter 16a, 16b, 16c mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt werden können, kann eine Oberfläche mit einem großen Bereich, wie beispielsweise das Dach 14b, in einer kurzen Zeitdauer beschichtet werden. Auf einer zu beschichtenden Oberfläche mit einer starken Krümmung wird der maximale Winkel θ2 auf einen großen Wert eingestellt, um die Rolle 48 in zuverlässigem Kontakt mit der zu beschichtenden Oberfläche zu halten. In diesem Falle wird die Geschwindigkeit, mit der die Roboter 16a, 16b, 16c sich bewegen, auf einen niedrigen Wert eingestellt. Da Fahrzeuge 14 im Allgemeinen relativ wenige Oberflächen mit starken Krümmungen aufweisen, können Fahrzeuge 14 weiterhin innerhalb einer vorbestimmten Taktzeit beschichtet werden.
Gemäß den Resultaten eines Experiments, das durch den Erfinder durchgeführt worden ist, kann für im Wesentlichen ebene zu beschichtende Oberflächen ein minimaler Winkel θ1 auf 25° und der maximale Winkel θ2 auf 35° eingestellt werden, und der Neigungswinkel θ kann in einem Bereich zwi schen dem minimalen und dem maximalen Winkel ausgewählt werden. Für eine zu beschichtende Oberfläche, welche eine starke Krümmung aufweist, kann der minimale Winkel θ1 auf 25° und der maximale Winkel θ2 auf 65° eingestellt werden, und der Neigungswinkel θ kann in einem Bereich zwischen diesem minimalen und maximalen Winkel ausgewählt werden.
Anders ausgedrückt, kann unter den mit dem Schutzschicht bildenden Material zu beschichtenden Oberflächen des Fahrzeugs 14 eine Oberfläche, welche die geringste Krümmung aufweist, als eine ebene Oberfläche angesehen werden, bei der der Neigungswinkel θ auf einen Wert im Bereich von 25° bis 35° für eine solche ebene Oberfläche eingestellt werden kann. Für eine Oberfläche mit der stärksten Krümmung unter den mit dem Schutzschicht bildenden Material zu beschichtenden Oberflächen des Fahrzeugs 14 kann der Neigungswinkel θ auf einen Wert im Bereich von 25° bis 65° eingestellt werden.
Der minimale Winkel θ1 (= 25°) für die im Wesentlichen ebene Oberfläche, und auch der minimale Winkel θ1 (= 25°) für die Oberfläche mit einer starken Krümmung, weisen den gleichen Wert auf. Dies liegt daran, dass die Oberfläche mit einer starken Krümmung eine komplexe Form aufweisen kann, und der Neigungswinkel θ kann auf einen kleinen Wert eingestellt werden, abhängig vom Typ des individuellen Fahrzeugs und der hiervon zu beschichtenden Oberfläche.
Die Geschwindigkeit, mit der sich die Roboter 16a, 16b, 16c bewegen, kann derart eingestellt werden, dass sie proportional niedriger wird, wenn der Neigungswinkel θ größer wird. Auf diese Art und Weise stehen die Krümmungen der zu beschichtenden Oberfläche, der Neigungswinkel θ und die Geschwindigkeit, mit der sich die Roboter 16a, 16b, 16c bewegen, alle in Beziehung zueinander, so dass solche Parameter einfach eingestellt werden können.
Wenn die Roboter 16a, 16b, 16c für den Betrieb trainiert bzw. programmiert werden, kann der dritte Arm 46 in irgendeine gewünschte Lage eingestellt werden, sobald die Position des Schwenkschafts 82 bestimmt worden ist. Wie in 16 dargestellt, kann der dritte Arm 46 in einer leicht aufgerichteten Lage eingestellt werden, oder wie in 18 dargestellt, kann der dritte Arm 46 in einer Lage entlang der Achse des Schwenkelements 84 eingestellt werden.
Die Roboter 16a, 16b, 16c sind der Motorhaube 14a (siehe 1) und dem Dach 14b zugewiesen und sind trainiert bzw. programmiert, das Schutzschicht bildende Material auf die ihnen zugewiesenen Bereiche aufzutragen. Teaching- bzw. Programmierdaten, durch welche die Roboter 16a, 16b, 16c trainiert bzw. programmiert sind, werden in einem gegebenen Speicherbereich aufgezeichnet und darin gespeichert. Wenn das Fahrzeug 14 eine Limousine ist, dann kann der Roboter 16c einem Kofferraumbereich von diesem zugewiesen werden.
Da der maximale Winkel θ2 für den Neigungswinkel θ auf einen kleinen Wert für im Wesentlichen ebene, zu beschichtende Oberflächen eingestellt ist, können gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Roboter 16a, 16b, 16c mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt werden, um das Schutzschicht bildende Material effizient aufzutragen. Da solche im Wesentlichen ebene Oberflächen relativ einfach beschichtet werden können, kann das Fahrzeug zuverlässig mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden, auch wenn die Roboter 16a, 16b, 16c sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen.
Da der maximale Winkel θ2 für den Neigungswinkel θ auf einen großen Wert eingestellt ist für Oberflächen, welche eine starke Krümmung aufweisen, können solche Oberflächen ebenfalls zuverlässig mit dem Schutzschicht bildenden Material beschichtet werden.
In der obigen Ausführungsform wurden pneumatische Zylinder 78, 80 beschrieben, welche eine Druckkraft auf das Schwenkelement 84 ausüben, wobei die Rolle 48 in zuverlässigem engem Kontakt mit der Oberfläche des Fahrzeugs 14 gehalten wird. Das Druckmittel ist allerdings nicht auf pneumatische Zylinder 78, 80 beschränkt. Wie in 20 dargestellt, kann beispielsweise eine Feder 200 verwendet werden, und die Rolle 48 kann unter der elastischen Kraft der Feder 200 gegen die Oberfläche des Fahrzeugs 14 gedrückt werden. Alternativ kann beispielsweise, wie in 21 dargestellt, auf das Druckmittel verzichtet werden und nur ein Schwenkmechanismus verwendet werden.
Mit den obigen Anordnungen kann der Neigungswinkel θ eines Schwenkelements 204 definiert werden, basierend auf einer geraden Linie L, welche einen Schwenkschaft 202 und die Achse C2 verbindet. Wenn die Roboter 16a, 16b, 16c für den Betrieb trainiert bzw. programmiert sind, um eine im Wesentlichen ebene Oberfläche mit dem Schutzschicht bildenden Material zu beschichten, kann der Neigungswinkel θ auf einen kleinen Wert eingestellt werden, und die Geschwindigkeit, mit der sich die Roboter 16a, 16b, 16c bewegen, kann auf einen hohen Wert eingestellt werden. Um eine Oberfläche mit einer starken Krümmung mit dem Schutzschicht bildenden Material zu beschichten, kann der Neigungswinkel θ auf einen großen Wert eingestellt werden, und die Geschwindigkeit, mit der sich die Roboter 16a, 16b, 16c bewegen, kann auf einen niedrigen Wert eingestellt werden.
Das obige Fahrzeug 14 wurde derart beschrieben, dass die Motorhaube 14a eine starke Krümmung aufweist, und das Dach 14b im Wesentlichen eben ist. Die vorliegende Erfindung ist allerdings auch auf verschiedene andere Typen von Fahrzeugen anwendbar. Der maximale Winkel θ2 für den Neigungswinkel θ muss nur basierend auf der Krümmung der Fahrzeugoberfläche eingestellt werden und ist nicht eingeschränkt durch die Bereiche des Fahrzeugs 14, wie beispielsweise die Motorhaube 14a, das Dach 14b, etc.
Durch Einstellen des maximalen Winkels θ2 für den Neigungswinkel θ auf einen großen Wert abhängig von der Größenordnung der Krümmung der zu beschichtenden Oberfläche kann die Rolle 48 abhängig von der Oberfläche des Fahrzeugs 14 geeignet gedrückt werden.
Ein Prozess für das Auftragen des Schutzschicht bildenden Materials auf einen Öffnungsrand 15 einer Schiebedachöffnung 14d, welche in dem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein kann, soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die 22 bis 28 beschrieben werden.
Um das Schutzschicht bildende Material auf den Öffnungsrand 15 der Öffnung 14d aufzutragen, wird die Rolle 48 im Allgemeinen transportiert, während sie über das Dach und die Öffnung 14d, wie in den 22 und 23 dargestellt, abgerollt wird. Wenn ein Abschnitt der Rolle 48 das Schutzschicht bildende Material auf den Öffnungsrand 15 aufträgt, während sie über den hinteren Dachbereich 14c mit der Öffnung 14d abrollt, wird beispielsweise (siehe 22) der Abschnitt der Rolle 48 gegen den hinteren Dachbereich 14c gedrückt, und das Schutzschicht bildende Material, welches aus der zusammengedrückten Seite 48a der Rolle 48 austritt, dringt aufgrund der Druckkraft in einen Abschnitt der Rolle 48 ein, d.h. in eine nicht zusammengedrückte Seite 48b der Rolle 48, welche über der Öffnung 14d liegt, und, falls unbehandelt gelassen bzw. nichts dagegen unternommen wird, tropft schließlich das Schutzschicht bildende Material durch die Öffnung 14d in das Fahrzeug 14 (siehe 23).
Um zu versuchen, den oben genannten Nachteil zu überwinden, kann die Rolle 48 transportiert werden, während sie mit einem gewissen Winkel zum Öffnungsrand 15 geneigt ist und zunehmend vom Öffnungsrand 15 beabstandet ist, wie in 24 dargestellt, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen. Im Speziellen ist die Achse der Rolle 48 in einem stumpfen Winkel zur Richtung, in welcher sich der Öffnungsrand 15 erstreckt, geneigt, und die Rolle 48 wird über den hinteren Dachbereich 14c, wie durch den Pfeil dargestellt abgerollt. Wenn die Rolle 48 also abgerollt wird, wird die Seite 48a der Rolle 48, welche gegen den hinteren Dachbereich 14c gedrückt wird, zunehmend größer, wohingegen der Abschnitt der Rolle 48, der über der Öffnung 14d liegt, d.h. die nicht zusammengedrückte Seite 48b zunehmend kleiner wird. Dies führt dazu, dass das Schutzschicht bildende Material, welches von der Seite 48a der Rolle 48 austritt, welche gegen den hinteren Dachbereich 14c gedrückt wird, die nicht zusammengedrückte Seite 48b füllt, weil die nicht zusammengedrückte Seite 48b klein wird, bis schließlich das Schutzschicht bildende Material in das Fahrzeug 14 tropft (siehe 25).
Die vorliegende Ausführungsform ist so ausgelegt, dass sie den eben genannten Nachteil vermeidet. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Anordnungen ist die Achse der Rolle 48 in einem spitzen Winkel zur Richtung, in der sich der Öffnungsrand 15 erstreckt (siehe 26), geneigt, während die Rolle 48, die das Schutzschicht bildende Material enthält, abgerollt wird. Dies führt dazu, da die Rolle 48 sich entlang des Öffnungsrandes 15 bewegt, wie durch den Pfeil in den 26 und 27 angedeutet, der Abschnitt der Rolle 48, der über der Öffnung 14d positioniert ist, größer wird. Im Speziellen wird der Abschnitt 48b, der nicht gegen den hintern Dachbereich 14c gedrückt wird, größer, und kann das Schutzschicht bildende Material, welches vom zusammengedrückten Seitenabschnitt der Rolle 48 austritt, ausreichend absorbieren. Das Schutzschicht bildende Material tropft daher nicht in das Fahrzeug 14.
Wie in 28 dargestellt, ist es auch bevorzugt, die Rolle 48 auf der Oberfläche des hinteren Dachbereichs 14c derart zu neigen, dass die Seite von ihr, welche über der Öffnung 14d liegt, um 3° bis 4° angehoben ist, um hierdurch die Kapazität der Rolle 48 zum Aufnehmen und Zurückhalten von eindringendem Schutzschicht bildendem Material zu erhöhen.
Die Roboter 16b, 16c werden trainiert bzw. programmiert, um die Rolle 48 derart zu bewegen, dass die Achse der Rolle 48 in einem spitzen Winkel zum Öffnungsrand 15 geneigt ist. Im Speziellen kann die Rolle 48 durch das Schubdrehelement 74 in einem spitzen Winkel zum Öffnungsrand 15 geneigt sein.
Auf diese Weise wird der Prozess des Beschichtens der äußeren Oberfläche des Fahrzeugs 14 mit Schutzschicht bildendem Material weiter automatisiert, und die Rolle 48 kann jederzeit in engem Kontakt mit dem Fahrzeug 14 gehalten werden abhängig von der Form der Oberflächen des Fahrzeugs 14 und des zu beschichtenden Bereichs hiervon, um dadurch das Schutzschicht bildende Material zuverlässig aufzutragen.
Wenn das Schutzschicht bildende Material auf den Öffnungsrand 15 der Öffnung 14d aufgetragen wird, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Achse der Rolle 48 in einem spitzen Winkel zu der Richtung, in der sich der Öffnungsrand 15 erstreckt, geneigt. Auch während des Beschichtungsprozesses tropft daher das Schutzschicht bildende Material, welches sich bewegt und in die Rolle 48 eindringt, nicht in das Fahrzeug 14. Ein Reinigungsprozess, welcher sonst durchgeführt werden würde, wenn das Schutzschicht bildende Material in das Fahrzeug 14 tropfen würde, ist nicht erforderlich. Der Prozess des Auftragens von Schutzschicht bildendem Material ist daher insgesamt vereinfacht und die Herstellungskosten werden verringert.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgrund des automatisierten Prozesses kein Arbeiter das Schutzschicht bildende Material auftragen muss, ist die Anzahl von Prozessschritten reduziert, wodurch die Produktionseffizienz vergrößert wird. Ferner kann auf ein Klimaanlagensystem für den Arbeiter verzichtet werden. Elektrische Energie, welche für ein solches Klimaanlagensystem notwendig ist, kann ebenfalls gespart werden, und das Beschichtungssystem ist daher energieeffizient, umweltfreundlicher und reduziert die Betriebskosten für das Werk.
Die Dicke des Schutzschicht bildenden Materials, welche auf das Fahrzeug 14 aufgetragen wird, kann durch Steuern/Regeln des Drucks mit dem Regler 158, durch die Betriebsgeschwindigkeit der Roboter 16a, 16b, 16c und/oder durch die durch die Stangen 78a, 80a ausgeübten Kräfte angepasst werden.
Wenn das Schutzschicht bildende Material aufgetragen wird, kann das Fahrzeug 14 ein nicht fertiggestelltes Fahrzeug sein, ohne andere, daran angebrachte Komponenten, bei dem nur die Lackierungsbeschichtung des Fahrzeugs 14 vollendet worden ist.
Das Fahrzeug 14, das durch die Roboter 16a, 16b, 16c mit Schutzschicht bildendem Material beschichtet worden ist, wird durch die Förderlinie 12 zu einer nachfolgenden Station gefördert. Die Roboter 16a, 16b, 16c werden in eine Standby-Lage zurückgezogen, in der es keine Störung bzw. Beinflussung mit dem Fahrzeug 14 gibt, und Warten, bis ein nächstes Fahrzeug 14 in den Beschichtungsbereich gefördert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Triggerventil 164 geschlossen, um die Zufuhr von Schutzschicht bildendem Material zu stoppen.
Das aufgetragene Schutzschicht bildende Material wird natürlich oder durch Anwenden eines Luftflusses getrocknet, um hierdurch eine abziehbare Schutzschicht zu bilden, welche die lackierten Bereiche des Fahrzeugs 14 schützt.
Wenn das Schutzschicht bildende Material ein Acryl-Copolymer umfasst, kann es einen lackierten Bereich des Fahrzeugs zuverlässiger schützen und kann einfach abgezogen werden, wenn es entfernt wird.
Die abziehbare Schutzschicht, welche aus dem Schutzschicht bildenden Material gebildet ist, ist effektiv, um die lackierten Bereiche des Fahrzeugs 14 zu schützen, nachdem das Fahrzeug 14 ausgeliefert worden ist, und um die lackierten Bereiche auch im Werk zu schützen. Daher kann die abziehbare Schutzschicht als ein Ersatz für eine Kratzabdeckung verwendet werden, und es kann auf mehrere Kratzabdeckungen mit unterschiedlichen Formen für unterschiedliche Fahrzeugtypen verzichtet werden.
Einige Stoßstangen von Fahrzeugen 14 sind gefärbt und benötigen keine Lackierung. In diesem Falle kann das Schutzschicht bildende Material auf nicht lackierte Bereiche aufgetragen werden, wie beispielsweise Stoßstangen.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials, wobei, wenn eine Rolle (48) gegen einen gekrümmten Abschnitt eines Fahrzeugs abgerollt wird, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen, die Rolle (48) mit einer Geschwindigkeit abgerollt wird, welche geringer ist als eine Geschwindigkeit, wenn das Schutzschicht bildende Material durch Abrollen der Rolle über einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt des Fahrzeugs aufgetragen wird. Wenn die Rolle (48) gegen einen Abschnitt des Fahrzeugs abgerollt wird, welcher ausgesparte und vorstehende Aussparungen (504) aufweist, wird, um das Schutzschicht bildende Material aufzutragen, eine Achse (C2) der Rolle (48) im Wesentlichen horizontal zu einer Erstreckungsrichtung der Aussparungen (504) positioniert, und die Rolle (48) bewegt sich in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Aussparungen (504), wobei die Rolle (48) mit einer Geschwindigkeit abgerollt wird, welche geringer ist als eine Geschwindigkeit, wenn das Schutzschicht bildende Material über dem im Allgemeinen ebenen Abschnitt aufgetragen wird.

Claims

Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus (34) angebrachten Rolle (48) über eine Oberfläche eines Werkstücks (14), wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung (16a), welche nahe einer Förderlinie (12) zum Fördern des Werkstücks (14) angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle (48) zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks (14) aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die Rolle (48) über einen gekrümmten Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird, Abrollen der Rolle (48) mit einer geringeren Geschwindigkeit, als wenn die Rolle (48) über einen im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird; und, wenn die Rolle (48) über einen eine Aussparung (504) aufweisenden Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird, Orientieren einer Achse (C2) der Rolle (48) im Wesentlichen parallel zu einer Richtung, in der sich die Aussparung (504) erstreckt, Bewegen der Rolle (48) in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zur Richtung, in der sich die Aussparung (504) erstreckt, Drücken der Rolle (48) gegen die Aussparung (504) und Abrollen der Rolle (48) mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist, als wenn die Rolle (48) über einen im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks (14) abgerollt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungsvorrichtung (16a) einen Roboter umfasst und das Werkstück (14) ein Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Rollenmechanismus (34) einen Schwenkmechanismus zum Schwenken der Rolle (48) um einen Schwenkschaft (82) in einer Richtung orthogonal zur Achse (C2) der Rolle (48) aufweist, wobei ein maximaler Winkel (θ2) für einen Neigungswinkel (θ) einer geraden Linie, welche den Schwenkschaft (82) und die Achse (C2) der Rolle (48) verbindet, bezogen auf eine Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks (14) auf einen erhöhten Wert gesetzt wird, abhängig von der Größenordnung der Krümmung der Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks (14).
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Neigungswinkel (θ) auf einen Wert im Bereich von 25° bis 35° eingestellt wird für eine zu beschichtende Oberfläche, welche die geringste Krümmung aufweist, und wobei der Neigungswinkel (θ) auf einen Wert im Bereich von 25° bis 65° eingestellt wird für eine zu beschichtende Oberfläche, welche die stärkste Krümmung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Beschichtungsvorrichtung (16a) mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt wird, wenn der Neigungswinkel (θ) zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Druckmittel (78, 80) verwendet wird zum Drücken der Rolle (48) gegen die Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks (14).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schutzschicht bildende Material ein Acryl-Copolymer als Hauptkomponente umfasst.
Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus (34) angebrachten Rolle (48) über eine Oberfläche eines Werkstücks (14), wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung (16a), welche nahe einer Förderlinie (12) zum Fördern des Werkstücks (14) angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle (48) zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks (14) aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die am Rollenmechanismus (34) angebrachte Rolle (48) gegen das Werkstück (14) gedrückt wird und in der Nähe eines Öffnungsrandes (15), welcher eine Öffnung (14d) im Werkstück (14) definiert, über das Werkstück (14) abgerollt wird, Einstellen einer Achse (C2) der Rolle (48) in einem spitzen Winkel zu einer Richtung, in der sich der Öffnungsrand (15) erstreckt; und Abrollen der Rolle (48) entlang des Öffnungsrandes (15), um das Schutzschicht bildende Material durch die Beschichtungsvorrichtung (16a) auf die Oberfläche des Werkstücks (14) nahe der Öffnung (14d) aufzutragen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Beschichtungsvorrichtung (16a) einen Roboter umfasst und das Werkstück (14) ein Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Schutzschicht bildende Material ein Acryl-Copolymer als Hauptkomponente umfasst.
Verfahren zum Auftragen eines Schutzschicht bildenden Materials durch Abrollen einer an einem Rollenmechanismus (34) angebrachten Rolle (48) über eine Oberfläche eines Werkstücks (14), wobei eine lernfähige Beschichtungsvorrichtung (16a), welche nahe einer Förderlinie (12) zum Fördern des Werkstücks (14) angeordnet ist, verwendet wird, und wobei das Schutzschicht bildende Material, welches der Rolle (48) zugeführt wird und nach dem Trocknen als eine abziehbare Schutzschicht wirken wird, in flüssiger Form auf die Oberfläche des Werkstücks (14) aufgetragen wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: wenn die am Rollenmechanismus (34) angebrachte Rolle (48) gegen das Werkstück (14) gedrückt wird und über das Werkstück (14) in der Nähe eines Öffnungsrandes (15), welcher eine Öffnung (14d) im Werkstück (14) definiert, abgerollt wird, Neigen der Rolle (48), um ein Ende der Rolle (48) gegen die Oberfläche des Werkstücks (14) zu drücken, während dem anderen Ende der Rolle (48) erlaubt wird, über der Öffnung (14d) zu schweben; und Abrollen der Rolle (48) entlang des Öffnungsrandes (15), um das Schutzschicht bildende Material durch die Beschichtungsvorrichtung (16a) auf die Oberfläche des Werkstücks (14) nahe der Öffnung (14d) aufzutragen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Beschichtungsvorrichtung (16a) einen Roboter umfasst und das Werkstück (14) ein Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Schutzschicht bildende Material ein Acryl-Copolymer als Hauptkomponente umfasst.