ПОСТ ОЧИСТКИ-ЗАПОЛНЕНИЯ ДЛЯ СРЕДСТВ РАСПЫЛЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНОГО МАТЕРИАЛА
POST CLEANING-FILLING FOR MEANS OF SPRAY COATING MATERIAL

Изобретение относится к посту очистки и/или заполнения для средств распыления лакокрасочного материала, установленных на подвижной руке робота.
Под «лакокрасочным материалом» следует понимать все материалы, предназначенные для их распыления на обрабатываемый объект, такие, например, как грунт, краска или лак.
Из документа ЕР-А-0274322 известно оснащение руки многоосного робота распылителем, связанным с резервуаром, содержащим предназначенный для распыления материал. Пост используют для заправки этого резервуара лакокрасочным материалом. Этот пост содержит средства соединения резервуаров с различными контурами, в каждом из которых циркулирует лакокрасочный материал. После фазы распыления покрытия на обрабатываемый объект или обрабатываемые объекты робот перемещает распылитель в зону вблизи средств соединения для заправки распылителя и его резервуара лакокрасочным материалом, возможно, после его очистки в случае замены материала. Время очистки и/или заполнения в такой установке является относительно долгим.
Из документа ЕР-А-1326716 известно также перемещение главного резервуара вблизи многоосных роботов, оснащенных распылителями, связанными с вспомогательными резервуарами. Когда требуется заполнить вспомогательный резервуар лакокрасочным материалом, робот направляют в сторону главного резервуара и соответствующего поста очистки.
Кроме того, в документе WO-A-2010/067015 раскрыто использование накопителя внутри заправочного поста, что обеспечивает быстрое заполнение резервуара, связанного с распылителем, в частности, для так называемых «основных» цветов.
В некоторых известных системах средства соединения содержат головку, выполненную подвижной между убранным положением, в котором она не мешает установке на место узла, включающего в себя распылитель и резервуар, внутри стыковочного блока, и активным положением, позволяющим подавать промывочное средство и/или лакокрасочный материал в этот узел. Как правило, эту соединительную головку приводят в действие при помощи штока, который проходит через перегородку камеры и через установленную в ней прокладку. Действительно, системы привода, контроля и питания не всегда приспособлены для работы во взрывоопасной атмосфере. Поэтому их изолируют от внутреннего объема камеры, в котором происходит распыление. Вышеуказанная прокладка имеет тенденцию к износу до такой степени, что она становится полностью неэффективной после периода эксплуатации в несколько сот или тысяч часов. Кроме того, в случае очистки камеры изнутри используемые материалы могут оказывать химическое воздействие на эту прокладку, что еще больше сокращает срок ее службы.
Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков, присущих известным устройствам, за счет создания нового поста очистки и/или заполнения, который содержит подвижные средства соединения и в котором существенно уменьшаются риски утечки.
В связи с этим объектом изобретения является пост очистки и/или заполнения узла распыления лакокрасочного материала, установленного на подвижной руке робота, при этом пост содержит приемную зону, по меньшей мере, для одного распылителя, принадлежащего к распылительному узлу, и средства соединения между, по меньшей мере, одним контуром питания и распылителем, находящимся в приемной зоне, причем эти средства соединения содержат, по меньшей мере, одну подвижную часть, в частности, выполненную с возможностью поступательного перемещения между убранным положением на расстоянии от распылителя, находящегося в приемной зоне, и активным положением, в котором средства соединения обеспечивают питание распылителя промывочным средством и/или лакокрасочным материалом. Согласно изобретению, пост содержит гибкую мембрану, неподвижно соединенную, с одной стороны, с подвижной частью средств соединения и, с другой стороны, с неподвижным кожухом защиты части этих средств соединения, при этом мембрана выполнена с возможностью деформироваться и следовать перемещениям подвижной части между ее убранным и активным положениями.
Благодаря изобретению, мембрана может изолировать внутренний объем камеры, в котором лакокрасочный материал распространяется в виде капельного тумана, от внутреннего объема поста, который содержит устройства питания и контроля средств соединения, которые должны быть защищены от брызг лакокрасочного материала и изолированы от взрывоопасной атмосферы камеры. Использование мембраны обеспечивает эффективную изоляцию и не требует прохождения через перегородки таких средств, как шток, и использования подверженной износу прокладки.
Согласно предпочтительным, но неограничивающим вариантам осуществления изобретения, такой пост может иметь один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любой технически возможной комбинации:
- Гибкая мембрана имеет кольцевую форму с внутренним бортом, герметично связанным с подвижной частью средств соединения, и наружным бортом, герметично связанным с неподвижным кожухом.
- Гибкая мембрана не имеет складки или сильфона.
- Гибкая мембрана выполнена из материала, стойкого к растворителям и/или промывочным средствам, применяемым на посту. В частности, эта мембрана может быть выполнена из политетрафторэтилена.
- Мембрана выполнена съемной и герметично перекрывает отверстие, выполненное в неподвижном кожухе.
- Средства соединения содержат подвижную каретку внутри объема поста, который изолирован от наружного пространства защитным кожухом, и на этой каретке установлена соединительная головка, по меньшей мере, часть которой находится за пределами изолированного объема, и блок замены лакокрасочного материала, позволяющий питать соединительную головку лакокрасочным материалом, выбираемым из нескольких лакокрасочных материалов.
- Промежуточный резервуар, питаемый от блока замены лакокрасочного материала, питает соединительную головку выбранным лакокрасочным материалом через средства гидравлического соединения.
- Первый привод перемещает каретку относительно станины поста параллельно направлению поступательного перемещения подвижной части средств соединения, при этом на каретке установлен первый привод перемещения поршня, находящегося внутри промежуточного резервуара.
- Каретка и средства направления поступательного движения этой каретки установлены на выдвижном ящике, выполненном с возможностью перемещения относительно станины поста между рабочим положением, в котором подвижная часть средств соединения может достичь своего активного положения, и положением обслуживания, в котором каретка и установленные на ней элементы доступны со стороны поста, противоположной стыковочному блоку.
- Когда выдвижной ящик находится в положении обслуживания, мембрану отсоединяют от неподвижного кожуха и открывают отверстие, соединяющее внутренний объем поста и наружное пространство со стороны стыковочного блока, при этом пост содержит средства селективного перекрывания этого отверстия, выполненные независимыми от мембраны.
- Обшивка поста образует первый объем, содержащий органы питания средств соединения и заднюю часть средств соединения, причем этот первый объем предназначен для размещения в камере, за пределами камеры или в промежуточной конфигурации в установке нанесения покрытия, второй объем, содержащий промежуточную часть средств соединения, причем этот второй объем предназначен для размещения по выбору в камере или за пределами камеры или в промежуточной конфигурации в установке нанесения покрытия, и третий объем, содержащий, по меньшей мере, приемную зону и предназначенный для размещения в камере в установке нанесения покрытия.
- В варианте обшивка поста образует первый объем, содержащий органы питания средств соединения и заднюю часть средств соединения, причем этот первый объем предназначен для размещения в камере, за пределами камеры или в промежуточной конфигурации в установке нанесения покрытия, второй объем, содержащий промежуточную часть средств соединения, причем этот второй объем предназначен для размещения по выбору в камере или за пределами камеры, со стенкой, обращенной к камере, перед которой находится приемная зона.
Изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания заявленного поста очистки-заполнения распылительного узла, представленного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 представлена принципиальная схема в рабочем состоянии установки нанесения лакокрасочного материала, включающей в себя пост в соответствии с изобретением;
на фиг.2 показан пост установки, изображенной на фиг.1, увеличенный вид в перспективе с частичными вырезами;
на фиг.3 показан увеличенный вид детали III фиг.1;
на фиг.4 показан увеличенный вид детали IV фиг.3;
на фиг.5 показан вид, аналогичный фиг.3, когда установка находится в другой рабочей конфигурации;
на фиг.6 показан увеличенный вид детали VI фиг.5;
на фиг.7 показан пост очистки и/или заполнения в конфигурации обслуживания, вид в перспективе со стороны, противоположной стороне, изображенной на фиг.2.
Как показано на фиг.1, автомат или робот 1 расположен вблизи конвейера 2, по которому движутся предназначенные для нанесения покрытия объекты, в данном случае автомобильные кузова 3. Робот 1 является многоосным и содержит подвижное шасси 4, перемещающееся на направляющей 4′, проходящей параллельно направлению движения конвейера Х-Х′. Вблизи робота 1 параллельно направлению Х-Х′ расположена перегородка 5 камеры С.
Рука 6 робота 1 установлена на шасси 4 и содержит несколько шарнирно сочлененных секций 6а, 6b и 6с. Шасси тоже состоит из частей 4а и 4b, шарнирно соединенных друг с другом вокруг по существу вертикальной оси Z.
На секции 6с руки 6 установлен узел 7, в котором предусмотрены резервуар 8 для лакокрасочного материала и распылитель 9. Распылитель 9 является распылителем электростатического и вращающегося типа и содержит барабан 9а, вращаемый с высокой скоростью воздушной турбиной, установленной в корпусе распылителя 9.
Когда кузов 3 автомобиля оказывается на месте на уровне робота 1, узел 7 располагают напротив этого кузова и приводят в действие распылитель 9, как показано на фиг.1, для нанесения на этот кузов покрытия из материала, содержащегося в резервуаре 8. Количество материала, присутствующее в резервуаре 8, соответствует площади покрытия кузова 3.
После нанесения покрытия на этот кузов, пока другой кузов еще находится в стадии перемещения к роботу 1 вдоль направления движения конвейера Х-Х′, робот 1 направляют к посту 10 очистки-заполнения узла 7. Этот пост 10 находится вблизи робота 1 частично внутри камеры С и частично снаружи этой камеры.
Как более наглядно показано на фиг.2 и на следующих фигурах, пост 10 содержит станину 101, выполненную в виде механической сварной конструкции, которая образует три разных объема V1, V2 и V3. Объем V1 ограничен кожухом 111 в виде параллелепипеда и закрыт со стороны, противоположной камере С, дверью 102, шарнирно установленной на станине 101. Объем V2 ограничен вторым кожухом 112, который имеет форму параллелепипеда в своей нижней части и содержит верхнюю часть 112А закругленной формы. Объем V3 ограничен третьим кожухом, который представляет собой участок цилиндра с вертикальной прямолинейной образующей.
Кожух 112 опирается на кожух 111, и объемы V1 и V2 сообщаются через часть передней стороны 111А кожуха 111, которая скрыта на фиг.2 за кожухом 112. Точно так же кожух 113 прилегает к кожуху 112, и объемы V2 и V3 сообщаются через часть передней стороны 112В кожуха 112, которая не закрыта кожухом 113. Эта возможность сообщения показана стрелками С12 и С23 сообщения на фиг.3.
Кожухи 111, 112 и 113 вместе образуют наружную обшивку 110 поста 10.
Пост 10 содержит блок 120 стыковки, предназначенный для размещения в нем узла 7, когда его необходимо очистить и/или заправить лакокрасочным материалом. Для этого блок 120 ограничивает зону Z120, в которую частично может заходить узел 7 в конфигурации очистки и/или заполнения, в блоке 120. Зона Z120 находится в объеме V3, то есть в части поста 10, окруженной кожухом 113. Эта зона Z120 сообщается с промывочным баком 121, который иногда называют «сборником» или «коллектором» и который соединен с сепаратором 122, выполненным с возможностью отделения воздуха от жидкостей, выливающихся из узла 7 робота 1 внутрь промывочного бака 121. Сепаратор 122 соединен при помощи не показанных труб с контуром сбора загрязненного воздуха и с контуром удаления жидкостей, выбрасываемых в сторону выхода.
Блок 120 содержит также кольцо 123 стопорения блока 7 робота 1 в конфигурации установки в зоне 120.
Для стыковки узла 7 робота 1 в зоне Z120 установлена соединительная головка 131. Эта соединительная головка выполнена подвижной с возможностью поступательного перемещения вдоль оси Y, перпендикулярной к направлению Х-Х′ и к оси Z, а также к перегородке 5.
Головка 131 принадлежит к средствам 130 соединения, которые содержат также каретку 132, на которой установлена головка 131 и которая тоже является подвижной вдоль оси Y. На этой каретке установлен резервуар-накопитель 133, выход которого соединен через канал 134, показанный в виде его осевой линии, с соединительной головкой 131 через площадку 132А, являющуюся частью каретки 132. Резервуар 133 питается от блока 135 замены лакокрасочного материала, который, в свою очередь, питается через шланги 136, которые показаны на фиг.3 и 5 в виде своих осевых линий и каждый из которых соединен с не показанным распределительным вентилем, который расположен в нижней части объема V1. Блок 135 расположен в непосредственной близости от резервуара 133. Таким образом, можно последовательно заполнять резервуар 133 и головку 131 жидким лакокрасочным материалом, выбираемым заранее и соответствующим материалу, подаваемому в вентили, расположенные в объеме V1. Один из шлангов 136 соединен с вентилем, питаемым промывочной жидкостью, соответствующей различным лакокрасочным материалам, которые могут проходить через резервуар 133, соединительную головку 131 и соединяющие их шланги.
Наличие резервуара 133 не является обязательным, и головку 131 можно питать напрямую из блока 135 замены лакокрасочного материала.
На каретке 132 установлен электрический двигатель 137, который управляет перемещением поршня 138, заходящего в резервуар 133, в направлении Y1-Y′1, параллельном оси Y. Таким образом, двигатель 137 позволяет проталкивать лакокрасочный материал, находящийся в резервуаре 133, до соединительной головки 131 и, в случае необходимости, через шланги 134.
На станине 101 установлен пневматический домкрат 139, который действует на жесткую часть каретки 132, что позволяет контролировать перемещение каретки 132 и установленных на ней элементов параллельно оси Y, как показано на фигурах стрелкой F1. Соединительная головка 131 заходит в отверстие 112С круглого сечения, выполненное в передней стороне 112 В кожуха 112. В зависимости от движения каретки 132 под действием домкрата 139 головка в большей или меньшей степени выступает из передней стороны 112 В, что можно увидеть при сравнении фиг.3 и 4 с фиг.5 и 6.
Отверстие 112С перекрыто гибкой мембраной 150, что позволяет избегать загрязнения объема V2 и, следовательно, объемов V1 и V3 через отверстие 112С.
Мембрана 150 имеет кольцевую форму, соответствующую геометрии каретки 132 и отверстия 112С и адаптированную к ходу соединительной головки между ее положениями, показанными на фиг.3 и 4, и положениями, показанными на фиг.5 и 6. В частности, мембрана 150 имеет первый борт 151, который образует внутренний радиальный борт относительно оси Y и который герметично закреплен кольцом 152 на площадке 132А. Таким образом, борт 151 неподвижно и герметично соединен в поступательном движении с головкой 131. Мембрана 150 имеет также второй борт 153, который образует наружный радиальный борт относительно оси Y и который герметично закреплен на периферии отверстия 112С, будучи зажатым между двумя кольцами 154 и 155, которые, в свою очередь, зафиксированы на передней стороне 112В при помощи любого соответствующего средства, в частности винтов. Таким образом, борт 153 неподвижно и герметично соединен в поступательном движении с кожухом 112.
В конфигурации, показанной на фиг.3 и 4, промежуточная часть 156 мембраны 150 между бортами 151 и 153 является слегка выпуклой с вогнутостью, обращенной в сторону внутреннего объема камеры С, тогда как она образует единый волнообразный элемент 157 в конфигурации, показанной на фиг.5 и 6. В варианте, в этой второй конфигурации мембрана может образовать несколько волнообразных элементов. Эта промежуточная часть не имеет складок или сильфонов, поэтому она не создает сложенной или сжатой зоны, в которой могут накапливаться лакокрасочные материалы или промывочное средство, когда пост 10 проходит через операцию очистки путем нагнетания промывочного средства изнутри камеры С. В рамках изобретения складка представляет собой деформацию мембраны 50, которая могла бы иметь радиус кривизны, в десять раз меньший толщины этой мембраны. Сильфон состоит из нескольких складок или расположенных рядом гофр.
Мембрана 150 выполнена из политетрафторэтилена, который является материалом, стойким по отношению к веществам, обычно используемым в установке нанесения лакокрасочного материала, и к температурным циклам, применяемым в такой установке. В варианте мембрану 150 можно выполнить из других синтетических материалов, стойких к растворителям и к промывочным средствам, применяемым на посту 10.
В варианте мембрану можно выполнить из природного материала, например из каучука.
Пост 10 работает следующим образом.
Когда робот 1 повернут к кузову 3 и распылитель 9 включен, пост 10 находится в конфигурации, показанной на фиг.3 и 4. В этой конфигурации соединительная головка 131 убрана в сторону объема V2 в положение, в котором она отведена от зоны Z120.
Начиная от конфигурации, показанной на фиг.1, когда узел 7 робота 1 необходимо очистить и заправить соответствующим количеством лакокрасочного материала, робот 1 поворачивается вокруг оси Z, чтобы переместить распылитель 9 в зону Z120 стыковочного блока 120 в конфигурацию, схематично показанную штрихпунктирной линией на фиг.5 и 6, где остальная часть робота не показана для упрощения чертежа. В этой конфигурации кольцо 123 поворачивают для стопорения узла 7 в положении, и распылитель 9 можно привести в действие для выливания в бак 121 оставшегося количества лакокрасочного материала.
При этом каретку 2 можно переместить из конфигурации, показанной на фиг.3 и 4, в конфигурацию, показанную на фиг.5 и 6, приведя головку 131 в контакт с вентильным узлом 71, расположенным в узле 7 для обеспечения герметичного взаимодействия с головкой 131. Это перемещение получают при помощи домкрата 139. Во время этого движения резервуар 133 и блок 135 перемещаются вместе с остальной частью каретки 132. Включают двигатель 137 для перемещения толкающим усилием поршня 138 в направлении узла 7, в результате чего в резервуар 8 и через канал 134 и головку 131 происходит перемещение содержимого резервуара 133 или краски выбранного цвета.
В положении, показанном на фиг.5 и 6, направляющие штифты 131 А, предусмотренные на головке 131, перемещаются к узлу 7 для обеспечения относительной центровки органов 131 и 71.
До или после этих операций можно нагнетать промывочное средство в узел 7 и/или в канал 134, соединяющий резервуар 133 с головкой 131, из блока 135, который, в свою очередь, питается через шланги 136.
По завершении этих операций домкрат 139 отводит головку 131 от узла 7. После этого можно освободить узел 7 посредством разблокировки кольца 123 перемещения головки 131 назад противоположно узлу 7 посредством нового действия домкрата 139.
Во время движений подхода и отхода головки 131 и каретки 132 вдоль оси Y и относительно узла 7 мембрана 150 следует движениям площадки 132А, упруго деформируясь за счет своей гибкости.
Поскольку блок 135 установлен непосредственно на каретке 132 вблизи резервуара 133 и головки 131, потери лакокрасочного материала во время замены материала сведены к минимуму, поскольку они зависят от длины шлангов между элементами 133 и 135.
Монтаж мембраны 150 на кожухе 112 является реверсивным. Так, если необходимо производить операции обслуживания, можно отсоединить мембрану 150 от кожуха 112 для получения доступа к объемам V1, V2 и V3 поста 10. В частности, кольцо 154, которое остается соединенным с бортом 153, отсоединяют от передней стороны 112В.
Как видно, в частности, на фиг.7, каретка, которая показана на этой фигуре очень схематично, установлена на направляющих 140 для перемещения вдоль оси Y. Сами направляющие установлены на выдвижном ящике 141, выполненном с возможностью перемещения параллельно оси Y, благодаря наличию телескопических кулис 142.
Во время операции обслуживания, как показано на фиг.7, после отсоединения наружного борта 153 мембраны 150 от кожуха 112 можно отвести назад выдвижной ящик 141, каретку 132 и установленные на ней элементы относительно передней стороны 112В для получения легкого доступа к каретке 132 и к другим частям средств 130 соединения.
В этой конфигурации отверстие 112С полностью открыто. Для обеспечения использования камеры С во время такой операции обслуживания в посту 10 имеется съемная пробка 160 для временной установки на отверстии 112С с целью его перекрывания и изоляции объемов V1, V2 и V3 от внутреннего объема камеры С.
Пост установлен по обе стороны от перегородки 5 камеры С. Положение станины 101 относительно перегородки 5 может выбирать конструктор камеры С в зависимости от ее габаритов и от возможности перемещения робота 1. Достаточно, чтобы зона 120 и головка 131 находились в зоне досягаемости для узла 7. Кожух 112 может в большей или меньшей степени заходить во внутренний объем камеры С. Иначе говоря, длина L112 кожуха 112, измеренная параллельно оси Y, является переменной величиной регулирования положения поста 10 относительно камеры С.
Таким образом, след перегородки 5 на кожухе 112 можно смещать между передними сторонами 111А и 112В по выбору конструктора установки.
Благодаря изобретению элементы, расположенные в одном из объемов V1, V2 и V3, не обязательно должны быть взрывобезопасными, что является необходимостью, если бы они были встроены непосредственно во внутренний объем камеры С или в объем, сообщающийся с камерой.
Изобретение описано в рамках применения для поста очистки-заполнения. Вместе с тем, изобретение можно применять для поста, в котором производят только очистку или только заполнение распылительного узла.
Изобретение представлено на фигурах с круглой мембраной 150. Однако его можно применять с мембранами другой геометрической формы. На практике, мембрану адаптируют к геометрии площадки 132А и отверстия 112С.
Согласно не показанной на фигурах версии изобретения, зона Z120 для захождения распылителя 9 может быть образована вдоль передней стороны 112В кожуха 112 без выполнения стыковочного блока, такого как блок 120. В этом случае передняя сторона 112В кожуха 112 проходит по всей высоте этого кожуха, и коллектор для сбора не использованного лакокрасочного материала и/или для промывочного средства расположен вблизи пола камеры перед постом 10. В этом случае обшивка 110 содержит только кожухи 111 и 112, и приемная зона Z120 выполнена спереди кожуха 112.
В случае необходимости, обслуживающий персонал может легко получать доступ к приемной зоне Z120 размещения распылителя.
Как и в первом варианте выполнения, кожух 112 может в большей или меньшей степени заходить во внутренний объем камеры С.
В варианте осуществления, показанном на фигурах, и в представленной выше версии объем V1 может быть частично или полностью расположен внутри камеры С. Если объем V1 частично расположен в объеме камеры С, то он находится в промежуточной конфигурации между положением «в камере» и положением «вне камеры». Когда объем VI находится в этой промежуточной конфигурации, след перегородки 5 на обшивке 110 находится на уровне кожуха 111 за пределами стенки 111А относительно объема V2.
На фигурах представлено изобретение в случае, когда головка 131 и каретка 132 выполнены подвижными с возможностью поступательного перемещения вдоль оси Y. В варианте эти элементы могут быть подвижными с возможностью вращения, в частности при помощи кулачковой системы, между убранным положением и активным положением головки.