DE19720946A1

DE19720946A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reparatur lokal begrenzter Lackfilmfehler

Info

Publication number: DE19720946A1
Application number: DE19720946A
Authority: DE
Inventors: Juergen Stehr; Peter Jattke; Werner Ulrich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-05-25
Filing date: 1997-05-17
Publication date: 1997-11-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reparatur von Lackfehlern, insbesondere bei Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einer Laserstrahlquelle und einer Lackappliziervorrichtung, sowie ein Verfahren zur Reparatur von Lackfehlern auf lackierten Teilen, insbesondere bei Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, unter Verwendung wenig stens einer Laserstrahlquelle und einer Lackappliziervorrichtung, mit folgenden Schritten,

a) Beaufschlagen einer Reparaturstelle der Teile mit einem Laserstrahl aus der Laser strahlquelle und
b) Applizieren von Lack auf die Reparaturstelle mittels der Lackappliziervorrichtung.

Aus der DE-OS 38 33 225 ist es bekannt, eine Fehlerstelle in einer lackierten Oberfläche mit einem Laserstrahl auszubrennen und die so entstandene Ausnehmung mit entsprechendem Lack aufzufüllen. Gegebenenfalls erfolgt anschließend ein Polieren der reparierten Stelle. Die Durchmesser von bearbeiteten Reparaturstellen betragen üblicherweise 3 bis 5 mm, so daß eine Lackappliziervorrichtung und/oder eine Lackaushärtvorrichtung bei der anschlie ßenden Bearbeitung nach dem Ausbrennen jeweils exakt justiert werden müssen. Diese jeweiligen Justierschritte sind mühsam und zusätzliche Fehlerquellen bei der Lackreparatur.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Ver fahren zur Lackausbesserung von lackierten Oberflächen zur Verfügung zu stellen, mit ver besserter und einfacherer Handhabung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Diese Vorrichtung und dieses Verfahren haben den Vorteil, daß die Laserstrahlquelle und die Lackappliziervorrichtung gleichzeitig justierbar sind, so daß durch Reduktion der Bearbei tungsschritte Zeit und Kosten bei der Nachbehandlung und Reparatur lackierter Oberflächen eingespart werden und die Qualität der Reparaturstellen steigt.

In vorteilhafter Weise wird die Lackreparatur mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch weiter vereinfacht, daß diese weiterhin eine Lackaushärtvorrichtung aufweist, die fest mit der Laserstrahlquelle und der Lackappliziervorrichtung verbunden ist. Somit wird diese in einem ersten Bearbeitungsschritt ebenfalls gleichzeitig mit der Laserstrahlquelle und Lackappliziervorrichtung justiert.

Durch das vorsehen einer Laserstrahlquelle, die gleichzeitig die Lackaushärtvorrichtung ist, wird in vorteilhafter Weise der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ver einfacht.

Mit einer zusätzlichen Laserstrahlquelle als Lackaushärtvorrichtung erzielt man eine größt mögliche Flexibilität der Vorrichtung bezüglich unterschiedlicher zu behandelnder Lacke.

Ein zusätzlicher Positionierlaser ergibt eine genaue und sichere Justierbarkeit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung.

In besonders vorteilhafter Weise ist die wenigstens eine Laserstrahlquelle ein KrF-Excimer laser, ein Nd:YAG-Laser oder ein TEA-CO₂-Laser und üblicherweise wird der Laser gepulst.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung einer Ausfüh rungsform der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Schemaansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Ausbrennen einer Lackfehlerstelle,

Fig. 2 eine Schemaansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Applizieren von Lack, und

Fig. 3 eine Schemaansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Aushärten des applizierten Lacks.

Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Laser strahlquelle 10, einem Positionierlaser 16 und einer Strahlführungsoptik 18, 24. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Beobachtungsoptik 22 mit einem Spiegel 20 auf. Eine Lack appliziervorrichtung 12 ist fest mit der Laserstrahlquelle 10 verbunden, so daß eine Relativ bewegung zwischen Lackappliziervorrichtung 12 und Laserstrahlquelle 10 nicht möglich ist.

Nach dem Auffinden einer fehlerhaften Stelle 28, beispielsweise eines Schmutzeinschlusses, in einem Lack 32 wird diese Stelle 28 von einer Bedienungsperson durch die Beobachtungs optik 22 mit Hilfe des Positionierlasers 16 anvisiert und die erfindungsgemäße Vorrichtung so justiert, daß der Lichtpunkt des Positionierlasers genau auf die zu reparierende Stelle zeigt. Durch die feste Verbindung zwischen Laserstrahlquelle 10 und Lackappliziervorrich tung 12 sind somit beide Komponenten genau auf die zu reparierende Stelle ausgerichtet.

Nunmehr müssen diese Komponenten nur noch der Reihe nach aktiviert werden und die fehlerhafte Stelle 28 ist ausgebessert.

Zuerst wird, wie in Fig. 1 dargestellt, in einem Entlackungsschritt die Laserstrahlquelle 10 aktiviert, die die fehlerhafte Stelle 28 mit einem Laserstrahl 30 beaufschlagt. Dies führt zu einem Ausbrennen bzw. Entlacken der fehlerhaften Stelle 28. Gleichzeitig strömt um die Bearbeitungsstelle ein Gas 26, beispielsweise Stickstoff.

Fig. 2 zeigt den zweiten Schritt der Bearbeitung, bei dem über die Lackappliziervorrichtung 12 eine vorbestimmte Menge Lack auf die nunmehr ausgebrannte Stelle 28 appliziert wird. Da die Lackappliziervorrichtung 12 gleichzeitig mit der Laserstrahlquelle justiert wurde, kann dieser Schritt unmittelbar nach dem Ausbrennen der fehlerhaften Stelle 28 ohne weitere Justierung erfolgen.

Fig. 3 zeigt den dritten Schritt der Bearbeitung, bei dem der applizierte Lack ausgehärtet wird. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt dies mit dem Laserstrahl derselben Laserstrahlquelle wie zuvor das Ausbrennen der fehlerhaften Stelle 28. Gleichzeitig strömt um die Bearbeitungsstelle ein Gas 26, beispielsweise Stickstoff.

In der dargestellten vorteilhaften Ausführungsform bilden die Lackaushärtvorrichtung und die Laserstrahlquelle ebenfalls eine Einheit, d. h. sie sind fest miteinander verbunden. Daher wurden beide bereits im ersten Schritt exakt justiert. Somit kann der Schritt des Aushärtens unmittelbar nach der Applizierung von Lack ohne weitere Justierung erfolgen.

In dieser vorteilhaften Ausführungsform ist es durch die Vereinigung von Laserstrahlquelle 10, Lackappliziervorrichtung 12 und Lackaushärtvorrichtung 14 möglich, die erfindungs gemäße Vorrichtung als Bearbeitungskopf (Pistole) auszubilden, die von einer Bedienungs person einfach einjustiert und aktiviert wird. Durch die schnelle Bearbeitung der fehlerhaften Stelle 28 mittels Laserstrahl sind keine langen Zeitspannen erforderlich, in denen die Justie rung aufrecht erhalten werden muß. Vielmehr kann nach einem kurzen "Schuß" sofort die nächste fehlerhafte Stelle anvisiert werden. Hierdurch wird es möglich, beispielsweise bei der Fließbandproduktion von Kraftfahrzeugen, nach dem Lackieren der Karosserie, Lack fehler in Lacküberzügen im Bereich der üblichen Lackierungsstraßen auszubessern, ohne daß zusätzlich eine Ausbesserungsstraße erforderlich ist.

Zur Vermeidung einer Verschmutzung der Optiken sowie zur Abschirmung der Anlagen umgebung zum Schutz des Bedienungspersonals vor zu hoher Strahlenbelastung kann in vorteilhafter Weise das Strahlführungssystem verrohrt werden.

Um die notwendige Leistungsdichte am Bearbeitungskopf bereitstelle zu können, muß dieser geeignet ausgebildet werden. Bei größeren Abmessungen der Fehlstellen ist eine Strahlablenkung relativ zur Fehlstelle erforderlich. Zur präzisen Positionierung ist eine Positionierhilfe wie z. B. eine Kamera und Bildschirm vorgesehen.

Die Aufgaben der Abbildung/Fokussierung, Ablenkung, Positionierung und Absaugung kön nen in einem kompakten Bearbeitungskopf zusammengefaßt werden. Vorteilhaft ist ferner die Integration des Lackiergerätes in den Bearbeitungskopf. Durch die Abschirmung des Strahlweges vom Laseraustritt am Bearbeitungskopf bis hin zur zu bearbeitenden Ober fläche, beispielsweise einer Karosserieoberfläche, ist eine Strahlenexposition des Bedie nungspersonals ausgeschlossen. Diese Abschirmung kann beispielsweise in Form einer elastischen Glocke vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

10 Laserstrahlquelle
12 Lackappliziervorrichtung
14 Lackaushärtvorrichtung
16 Positionierlaser
18 Umlenkoptik
20 Spiegel
22 Beobachtungsoptik
24 Fokussierung
26 Gas
28 fehlerhafte Stelle (Schmutzeinschluß)
30 Laserstrahl
32 zu behandelnde Lackschicht

Claims

1. Vorrichtung zur Reparatur von Lackfehlern, insbesondere bei Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, mit wenigstens einer Laserstrahlquelle (10) und einer Lackapplizier vorrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Laserstrahlquelle (10) und die Lackappliziervorrichtung (12) fest miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin eine Lackaushärtvorrichtung (14) aufweist, die fest mit der Laser strahlquelle (10) und der Lackappliziervorrichtung (12) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlquelle (10) gleichzeitig die Lackaushärtvorrichtung (14) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackaushärtvorrichtung (14) eine zusätzliche Laserstrahlquelle ist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin einen Positionierlaser (16) aufweist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Laserstrahlquelle (10) ein KrF-Excimerlaser, ein Nd:YAG-Laser oder ein TEA-CO₂-Laser ist.

7. Verfahren zur Reparatur von Lackfehlern auf lackierten Teilen, insbesondere bei Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, unter Verwendung wenigstens einer Laser strahlquelle und einer Lackappliziervorrichtung, mit folgenden Schritten,

a) Beaufschlagen einer Reparaturstelle der Teile mit einem Laserstrahl aus der Laserstrahlquelle und
b) Applizieren von Lack auf die Reparaturstelle mittels der Lackappliziervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlquelle und die Lackappliziervorrichtung gleichzeitig in einem Schritt aa) vor den Schritten a) und b) justiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt

c) Aushärten des applizierten Lackes mit einer Aushärtvorrichtung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt aa) ebenfalls die Aushärtvorrichtung gleichzeitig mit der Laserstrahlquelle und der Lackappliziervorrichtung justiert wird.