本發(fā)明涉及一種用于將涂料產品施用到由輸送機移動的組件的涂料施用方法,以及可利用該方法實現施用涂料產品的涂料施用設備。
背景技術:
通過公知的方式,ep-a-0706102公開了一種用于噴涂涂料產品的噴涂設備,該噴涂設備包括輸送機,在該輸送機上懸掛有一個或多個待噴涂的組件以及沿著輸送機布置的噴涂器。該設備還包括在噴涂器的施用場內檢測組件的組件檢測系統(tǒng)。噴涂器被自動地控制,以便只有在噴涂器的施用場內檢測到組件的存在時才能噴涂涂料產品。這種設備具有的缺點是:噴涂器的施用距離不能根據所輸送的組件的尺寸進行調整。
文獻fr-a-2855081解決了這個技術問題并公開了一種包括第一不精確的噴涂器列的設備,該設備沒有考慮組件的幾何形狀。該第一列設置有往復式機器人,該往復式機器人具有可整體垂直運動的多個噴涂器。該第一列不提供在整個組件上施用油漆或均質粉末的涂層(厚度)的可能性,該設備還包括第二列,第二列根據其是否分別設置在第一列的下游或上游而被稱為重新補涂或預補涂列。該第二列提供了將產品施用到組件的困難區(qū)域上的功能,以便提高表面處理質量。第二列配備有多個支撐涂料施用槍的支架。這些支架可沿著垂直方向且沿著垂直于輸送機的移動軸線的水平方向彼此獨立地移動。在高度方向上延伸的長圓形(oblongue)開口在用于使槍通過的腔室(cabine)中形成。進入腔室的組件各自具有預定的輪廓,該預定的輪廓被輸入并保存在表格中以及存儲在控制單元中的存儲器中。具體來講,組件的長度、寬度和深度(也就是每個組件的所有尺寸測量值)是已知的。然后基于預先存儲的尺寸測量值來定位第二列的槍,以便在其各自的施用場中獲得正確的施用距離。
此外,文獻ep-a-2712680公開了一種用于施用涂料產品的涂料施用方法,該方法包括用于檢測待涂覆的組件的尺寸測量值的初步檢測步驟。如[0052]段中所說明的,該方法在組件(組件的輪廓預先記錄在表格中)上被有效地實現。在圖中所描繪的示例中,這些組件通常被選擇成具有整體矩形形式,并且在前側和/或后側上可以包括一個或多個凹部。待涂覆的組件的寬度由增量編碼器確定。在組件中形成的一個或多個可能的凹部的深度和寬度由光學掃描設備確定,光學掃描設備由在組件的兩側上布置的兩個傳感器形成。每個組件根據其尺寸測量值而在表格中被分類。例如,如果寬度介于標稱值的0%到25%之間,則組件將被分類為某一類別。根據組件在表中的分類,具體參數被分配給沿著輸送機布置的噴涂器。具體來講,這些參數尤其包括施用距離(即待涂的表面與噴涂器之間的距離)。
文獻fr-a-2855081和ep-a-2712680中提供的兩種方法沒有考慮到關于組件附接在輸送機上的任何可能的缺陷。此外,它們僅適用于其輪廓被預先記錄并存儲在存儲器中的組件,換句話說,它們不適用于任何種類的具有任意形狀的組件。
技術實現要素:
更具體地說,本發(fā)明旨在通過提供一種用于施用涂料產品的涂料施用方法來彌補這些缺點,該涂料施用方法能夠自動地且獨立地調整每個噴涂器的施用距離,以便適應具有任意形狀的組件或不牢固地附接或保持就位的部件,并且其中這隨著組件沿著輸送機向前移動而逐漸發(fā)生。因此,由此獲得正確的施用距離和高質量的表面處理。
為此,本發(fā)明涉及一種用于將涂料產品施用在由輸送機移動的組件上的涂料施用方法,沿著該輸送機布置有至少一個噴涂器,該噴涂器在傾斜于或垂直于輸送機的移動軸線的平面中可移動。該方法包括以下自動化步驟中的至少一個:
a)確定組件的、在組件的長度上分布的一個或多個外部輪廓線的點在固定坐標系中的坐標;
b)將每個外部輪廓線的被發(fā)現在噴涂器的噴涂場(范圍)內的點分配給每個噴涂器;
c)在分配給每個噴涂器的點之中,為每個外部輪廓線識別與噴涂器最近的點;
d)為每個噴涂器確定跟蹤線,該跟蹤線穿過所有在步驟c)中所識別的最近的點在穿過噴涂器的軸線并與輸送機的移動軸線平行的平面中的正交投影;以及
e)基于跟蹤線的點為每個噴涂器建立設定點軌跡,以便根據組件的外部輪廓自動地且獨立地調整每個噴涂器的施用距離。
由于本發(fā)明,基于所輸送的組件的尺寸為每個噴涂器建立設定點軌跡。所輸送的組件的尺寸通過計算待涂覆組件的、在組件的長度上分布的多個外部輪廓線的點在固定坐標系中的坐標來確定。每個外部輪廓線被分割成多個部分,每個部分對應于外部輪廓線的屬于噴涂器的施用場內的點。在已經識別到每個部分的與噴涂器最近的點之后,有可能建立穿過與噴涂器最近的點的跟蹤線,基于該跟蹤線,設定點軌跡被分配給對應的噴涂器。該方法因此考慮了具有任意形狀并且不牢固地附接到輸送機的組件。
根據本發(fā)明的有利的但并非強制性的方面,這種用于施用涂料產品的涂料施用方法可以包括根據任何技術上可行的組合而考慮的一個或多個以下特征:
-該方法包括如下進一步的步驟:測量每個組件沿著輸送機的位置,其中,步驟a)包括確定以固定的間隔分布在組件的長度上的多個外部輪廓線的點的坐標。
-該方法包括如下進一步的步驟:控制每個噴涂器,以便只有在發(fā)現組件在噴涂器的噴涂場中時才噴涂涂料產品。
-每個跟蹤線在兩側上通過虛構的測量點數字化延伸,以便將產品噴涂在組件的前表面和后表面上。
-如果前表面或后表面與輸送機的軸線相交,則虛構的測量點被定位在輸送機的軸線上,并且如果前表面或后表面與輸送機的軸線不相交,則虛構的測量點被軸向定位在跟蹤線的第一點或末尾點的(與第一點或末尾點成一條直線的)延伸部中。
-這些虛構的測量點分布在與輸送機的軸線平行的線段上,該線段的長度等于噴涂器的噴涂場的寬度。
-步驟e)包括如下子步驟:
f)將半橢圓形狀的位移曲線分配給跟蹤線的每個點,該噴涂器的標稱施用距離對應于位移曲線的長軸的一半;
g)通過建立由每個位移曲線的在步驟f)中所分配的點形成的點云的包絡表面線來確定設定點軌跡。
-該方法包括如下進一步的步驟:檢查以驗證每個噴涂器是否能夠跟隨噴涂器的軌跡;并且如果每個噴涂器不能夠跟隨噴涂器的軌跡,則建立最能跟隨設定點軌跡的新軌跡或者最大限度地使噴涂器后退,以便避免在待涂覆的組件與噴涂器之間發(fā)生碰撞。
-噴涂器中的至少一個能夠在噴涂器的位移平面中進行組合的垂直和水平移動,同時,在噴涂器的施用場內與噴涂器最近的點在噴涂器的垂直移動過程中被更新,并且噴涂器的施用距離基于最近的點的坐標而被自動地調整。
-用于計算能夠進行組合移動的噴涂器的軌跡的計算步驟包括如下子步驟:
m)通過在沿著長度方向的兩側上的虛構的測量點使由整個外部輪廓線形成的外部輪廓表面數字化延伸;
n)將半橢圓形狀的位移曲線分配給屬于外部輪廓線的每個實際測量點并分配給每個虛構的測量點,噴涂器的標稱施用距離對應于位移曲線的長軸的一半;
p)確定由每個位移曲線在步驟n)中所分配的點形成的點云的外圍包絡表面;以及
q)在該外圍包絡表面的內部內建立設定點軌跡。
-在步驟a)中,每個外部輪廓線由連接不同的實際測量點的直線段形成,并且其特征在于,在步驟b)中,一個或多個外部輪廓線在直線段與每個噴涂器的噴涂場的下限和/或上限之間的相交點處由一個或兩個人造測量點來補充。
本發(fā)明還涉及一種用于將涂料產品施用在由輸送機移動的組件上的涂料施用設備,沿著該輸送機布置有至少一個噴涂器,該噴涂器在傾斜于或垂直于輸送機的移動軸線的平面中可移動。該設備包括以下裝置中的至少一個:
-第一裝置,該第一裝置用于確定組件的、在組件的長度上分布的一個或多個外部輪廓線的點在固定坐標系中的坐標;
-第二裝置,該第二裝置用于給每個噴涂器分配每個外部輪廓線的在噴涂器的噴涂場中的點;
-第三裝置,該第三裝置用于為每個外部輪廓線并且在分配給每個噴涂器的點之中識別與噴涂器最近的點;
-第四裝置,該第四裝置用于為每個噴涂器確定跟蹤線,該跟蹤線穿過所有最近的點在穿過噴涂器的軸線并與輸送機的移動軸線平行的平面中的正交投影;以及
-第五裝置,該第五裝置基于跟蹤線的點為每個噴涂器建立設定點軌跡,以便根據組件的外部輪廓自動地且獨立地調整每個噴涂器的施用距離。
根據本發(fā)明的有利的但并非強制性的方面,這種根據本發(fā)明的用于施用涂料產品的涂料施用設備可以包括根據任何技術上可行的組合被考慮的以下特征中的一個或多個:
-該設備包括在輸送機的一側上布置的噴涂器的列。
-第一裝置包括傳感器,該傳感器被布置在輸送機的一側上、在一個或多個噴涂器的上游。
-該設備包括在輸送機的兩側上布置的噴涂器的至少兩個列,這些列優(yōu)選地被布置成對,同時噴涂器的每對的列被并排布置。
-第一裝置包括兩個傳感器,該兩個傳感器被布置在輸送機的兩側上、在一個或多個噴涂器的上游,并且該兩個傳感器各自具有垂直的測量平面。
-該傳感器沿著輸送機的移動軸線相對于彼此偏置。
-該傳感器是激光雷達,該激光雷達產生掃描組件的高度的激光束。
-在每個傳感器的上方和下方布置有兩個反射鏡,這些反射鏡被定向成反射傳感器的激光束,以便到達待涂覆的組件的陰影區(qū)域。
附圖說明
根據以下根據本發(fā)明的原理對用于施用涂料產品的涂料施用方法的兩個實施例的描述,本發(fā)明及本發(fā)明的其他優(yōu)點將變得更加清楚明顯,這兩個實施例僅通過示例的方式并參考附圖提供,在附圖中:
-圖1為根據本發(fā)明的用于施用涂料產品的涂料施用設備的頂視圖;
-圖2為由屬于圖1中所描繪的設備的輸送機來移動的組件的透視圖;
-圖3為沿著圖1中的箭頭iii的方向、屬于圖1中所描繪的設備的腔室(cabine)的入口的前視圖;
-圖4至圖6為以頂視圖示出了用于將組件附接到輸送機上的各種構造的示意圖;
-圖7描繪了在圖1中所描繪的設備的噴涂器的、沿著噴涂器的噴涂軸線的、與屬于組件的測量點有關的路徑;
-圖8描繪了在圖1中所描繪的設備的噴涂器的、沿著噴涂器的噴涂軸線的、與屬于組件的一組測量點有關的路徑;
-圖9為描繪了圖1中所描繪的設備的噴涂器的軌跡變化的示意圖,以便預測與待涂覆的組件的碰撞;
-圖10為描繪了在檢測組件的尺寸時對陰影區(qū)域進行處理的示意圖;以及
-圖11描繪了用于施用涂料產品的涂料施用設備的第二實施例,其中,兩個反射鏡分別布置在屬于該設備的每個激光傳感器的上方和下方。
具體實施方式
圖1示出了用于施用涂料產品的涂料施用設備1。設備1被構造成以便將產品施用到由輸送機12移動的組件上。如在圖2中可看出的,輸送機12是一個架空的輸送機,其上懸掛有一個或多個待涂覆的組件13。x12表示輸送機12的移動軸線,并且f1表示輸送機12的移動方向。
在本說明書的以下部分中,縱向方向(即,沿著組件的長度方向)與軸線x12平行。
設備1包括腔室2,該腔室在上部分中界定用于使輸送機12貫穿通過的縱向開口o2。腔室2設置有多個使噴涂器貫穿通過的側向開口,該側向開口未被描繪。
在本文中,術語“噴涂器”應在廣義上解讀。實際上,在圖中所描繪的實施例中,噴涂器是用于液體油漆的噴涂器,但是本發(fā)明尤其適用于粉末噴涂器。因此,涂料產品可以是液體或粉末形式的油漆、清漆或甚至底漆。
在該示例中,在腔室2的每一側上布置有兩對4和6垂直行的噴涂器。布置在對4的該側上的噴涂器是“左”噴涂器,然而布置成與“左”噴涂器相對的、在對6的該側上的噴涂器是“右”噴涂器。
對4包括噴涂器的兩個列40和42,每一列包括在高度方向上以固定的方式均勻地分布的八個噴涂器。類似地,相對的對6包括噴涂器的兩個垂直列60和62,每行包括在高度上以固定的間隔分布的八個噴涂器。噴涂器的兩個列40和42以及兩個列60和62并排布置。列42的八個噴涂器從最高噴涂器到最低噴涂器按順序被編號為42.1至42.8。以類似的方式,相對的列62的八個噴涂器從最高噴涂器到最低噴涂器按順序被編號為62.1至62.8。
列40和42的噴涂器以及列60和62的噴涂器未被布置成在相同的水平平面中面向彼此,以便使噴涂期間的干擾最小化。當涂料產品帶靜電時,這是特別重要的。
每個噴涂器限定噴涂軸線,產品沿著該噴涂軸線被噴涂。在圖中所示的示例中,每個噴涂器的噴涂軸線是水平的并且垂直于輸送機12的移動軸線x12。在圖2中,噴涂器62.1和62.2的噴涂軸線用附圖標記y62.1和y62.2來表示。更一般地說,y62.i表示噴涂器62.i的噴涂軸線,其中i介于1到8之間。
每個噴涂器在垂直于輸送機12的移動軸線x12的平面中可移動,具體是沿著噴涂器的軸線可移動。實際上,每個噴涂器被安裝在未被描繪的可移動的支架上,該可移動的支架能夠在也是未示出的軌道中滑動。支架可被設置成例如通過電動機進行平移運動。每個可移動的支架通過未被描繪的電子控制單元來在移動時被控制。
兩個傳感器8和10被設置在噴涂器腔室2的上游和噴涂器腔室2的外部上。這兩個傳感器8和10被設置在輸送機12的兩側上(分別在右側上和左側上),并且被設置成以便測量進入腔室2的組件的尺寸。傳感器8和10是稱為“雷達激光器”、“掃描儀激光器”或甚至“激光雷達”的激光傳感器。這些傳感器通過掃描的方式起作用,也就是說,它們產生在分別由附圖標記p8或p10表示的垂直平面中、以大約270°的角度移動的激光束。這些激光傳感器能夠測量由激光束瞄準的對象的點與傳感器之間的距離。因此,這些傳感器提供了確定屬于傳感器的平面與待涂覆的組件13的相交區(qū)域的一系列點在固定坐標系中的坐標的能力。這一系列點形成組件13的外部輪廓線。該外部輪廓線則包含在垂直平面中。當組件13沿著輸送機12的軸線x12移動時,每個傳感器實際上測量多個以固定的間隔分布在組件的長度上的外部輪廓線。該間隔取決于輸送機12的速度、傳感器8或10的掃描頻率以及傳感器的測量平面相對于垂直于軸線x12的垂直平面的傾斜角度。
在該示例中,平面p8和p10分別相對于垂直于輸送機12的移動軸線x12的垂直平面v8或v10以角度a8和a10傾斜。作為一般規(guī)則,如果傳感器的測量平面相對于垂直于軸線x12的平面以相當大的角度傾斜,則由傳感器測量的壁厚度越薄。
傳感器8和10沿著軸線x12相對于彼此偏置,以便能夠推斷出輸送機12的速度。輸送機12的速度也可以由適當的傳感器直接測量,該適當的傳感器在圖中未被描繪。
如在圖3中可看到的,傳感器8和10相對于腔室2的高度被定位在中間高度,以便使陰影區(qū)域(即,因為組件的幾何形狀致使傳感器的激光束不可進入的區(qū)域)最小化。實際上,這些陰影區(qū)域是通過組件自身遮蔽的區(qū)域。
設備1還包括電子控制單元(ecu)100,電子控制單元在圖3中被示意性地描繪。ecu100被構造成以便接收源自傳感器8和10的測量信號。具體來講,這些信號包括每個外部輪廓線的點在固定坐標系中的坐標。為了使附圖清楚起見,ecu100僅被連接到圖3中的分別為62.7和62.8的兩個噴涂器。然而,ecu100控制噴涂器的列40、42、60和62的每個噴涂器,換句話說,ecu100能夠將設定點信號發(fā)送到每個噴涂器。這些設定點信號對應于每個噴涂器待產生的移動值,以便沿噴涂器的軸線到達某一位置。
此外,每個噴涂器具有施用場或者與噴涂器在其中能夠噴涂涂料產品的區(qū)域相對應的施用場。該區(qū)域通常對應于整體上平行六面體的體積。在圖3中示出了分別用于噴涂器42.2和62.2的施用場z42.2和z62.2。列42和62的噴涂器被布置成面向彼此。因此,區(qū)域z42.2和z62.2被結合。
下文描述的是用于通過噴涂設備1施用涂料產品的涂料施用方法。該方法包括多個自動化步驟,該自動化步驟包括如下第一步驟:估計進入腔室2的每個組件13的尺寸。為了做到這一點,傳感器8和10確定組件的每一側(即輸送機12的左側和右側)上的一個或多個外部輪廓線。由此,獲得組件的完整外部輪廓(contour)。當組件沿著輸送機12的軸線x12向前移動時,組件的由傳感器8和10測量的外部輪廓可以變化。傳感器8和10可以檢測在尺寸方面的這種變化,因為傳感器8和10中的每一個都測量包含在其測量平面p8或p10內的外部輪廓線的點的坐標,并且這在每個時刻發(fā)生。因此,該第一步驟包括確定以固定的間隔分布在組件13的長度上的一個或多個外部輪廓線的點在固定坐標系中的坐標。外部輪廓線的數量取決于傳感器8或10的頻率、輸送機12向前移動的速度以及組件的長度。在本文中,固定坐標系是由輸送機的移動軸線x12、與移動軸線x12垂直的水平軸線y12以及垂直軸線z12形成的笛卡爾(cartésien)坐標系。
在圖2中所示的示例中,被輸送的組件13是卡車自卸式車身。該卡車自卸式車身13以卡車自卸式車身相對于垂直平面傾斜約10°的這種方式被不牢固地附接到輸送機12上。具體來講,文獻fr-a-2855081和ep-a-2712680中描述的兩種方法將不提供在該構造中獲得正確的施用距離的裝置。
在該圖中,描繪了兩個外部輪廓線l1和l2。為了使附圖清楚起見,在圖2中僅部分地描繪了卡車自卸式車身。
然后,基于噴涂器的布置將每個外部輪廓線分成多個部分。實際上,噴涂器在垂直軸線上的位置以及噴涂器的施用場或噴涂場的寬度是已知的。因此,能夠確定具體的噴涂器在哪個施用場(在該施用場可發(fā)現外部輪廓線的每個點)內。因此,位于相同施用場中的點被分組在一起并且一起形成外部輪廓線的一部分。外部輪廓線的每個部分被分配給噴涂器。該分配步驟由ecu100執(zhí)行。
例如,在圖2中的外部輪廓線l1的情況下,在點c1和c2之間界定的第一部分被分配給噴涂器62.1,而在點c2和c3之間界定的部分被分配給設置在下方的噴涂器62.2。
隨后,該方法包括在分配給每個噴涂器的點之中識別與噴涂器最近的點的步驟。該步驟通過計算在每個所分配的點和噴涂器之間的與軸線y12平行的距離來執(zhí)行。因此,僅考慮了輪廓線的點沿著軸線y12的坐標。該計算步驟也由ecu100來完成。
在圖2的示例中,與噴涂器62.i(其中i介于1到8之間)最近的點對應于沿著最大軸線y12具有坐標的點。這就是用于噴涂器62.1的點a1以及用于噴涂器62.2的點b1。對組件的每個外部輪廓線執(zhí)行相同的操作。因此,線l2的點a2是與噴涂器62.1最近的點,線l2的點b2是與噴涂器62.2最近的點。
因此,每個外部輪廓線的每個部分包括被識別為與對應的噴涂器最近的點。因此,對于每個噴涂器來說,確定穿過每個外部輪廓線的最近點的線是可能的。在圖2中所示的示例中,最近的點a1和a2或者b1和b2位于相同的高度處。然而,為了考慮到最近的點位于不同高度的情況,每個被識別為最近的點在包含所涉及的噴涂器的軸線且平行于輸送機的軸線x12的水平平面中正交地投影。跟蹤線分配給每個噴涂器。該跟蹤線穿過被識別為與每個外部輪廓線的噴涂器最近的點的正交投影。跟蹤線因此各自包含在水平平面內。因此,跟蹤線沿待涂覆的組件的長度方向延伸,這不同于沿高度(hauteur)方向延伸的外部輪廓線。
在圖2中所示的卡車自卸式車身的情況下,穿過點a1和a2的跟蹤線l3被分配給噴涂器62.1,而穿過點b1和b2的跟蹤線l4被分配給噴涂器62.2。分配給每個噴涂器的跟蹤線使得當組件13沿著輸送機12移動時能夠自動地對每個噴涂器所要跟隨的軌跡進行編程。每個噴涂器所要跟隨的軌跡由ecu100進行編程,以便確保噴涂器隨著組件13在輸送機上前進而逐漸地保持正確的施用距離。
然后通過“虛構的”測量點補充每個噴涂器的跟蹤線,這些“虛構的”測量點使得涂覆組件的軸向端部表面(即,大體垂直于輸送機12的軸線的表面)成為可能。這些虛構的測量點使每條跟蹤線在組件13的兩側上延伸。存在與實際測量點一樣由噴涂器處理的點,即使這些點不屬于任何組件。然而,這些虛構的測量點被噴涂器認為屬于組件。這些虛構的測量點根據不同的情況以不同的方式定位。
在圖4至圖6中,考慮了附接到輸送機12的組件13,該組件以頂視圖被描繪。另外,在圖4至圖6和圖8中,虛構的測量點由三角形表示,而由傳感器8和10測量的實際測量點分別由圓圈和十字表示。圓圈對應于分配給右噴涂器的實際測量點,而十字對應于分配給左噴涂器的實際測量點。
前或上游是指沿輸送機12的方向(即,沿箭頭f1的方向)行進的方向,而后或下游是指與輸送機12的移動方向f1相反的方向。
在圖4的構造中,組件13以其后端部表面e2與輸送機的軸線x12相交的這種方式被附接。將虛構的測量點添加到實際測量點的下游,以便以最佳的方式來涂覆后端部表面e2。這些虛構的測量點各自布置在輸送機的軸線x12上。這些虛構的測量點使跟蹤線向后延伸。虛構的測量點還被添加到實際測量點的上游,以便以最佳的方式來涂覆前端部表面e1。前端部表面e1與輸送機的軸線x12不相交。因此,下游虛構的測量點各自被布置在實際測量點(即,示例中的圓圈)的軸向延伸部中。在該示例中,只有右噴涂器的跟蹤線由虛構的測量點來補充。然而,虛構的測量點也可以添加到左噴涂器的跟蹤線。
在圖5的構造中,組件13以端部表面e1和e2各自與輸送機的軸線x12相交的這種方式被附接,因此,使分配給右噴涂器和/或左噴涂器的跟蹤線延伸的虛構的測量點都被布置在輸送機的軸線x12上。
在圖6中所示的構造中,后端部表面e2相對于輸送機的軸線x12是偏心的,而前端部表面e1與輸送機的軸線x12相交。添加在跟蹤線上游的虛構的測量點被定位在輸送機的軸線x12上,而在下游補充跟蹤線的虛構的測量點被布置在實際測量點的(與實際測量點成一條直線的)延伸部中。這使得能夠以最有效的方式將涂料產品噴涂在端部表面e1和e2上。
因此,當前表面e1或后表面e2與輸送機的軸線相交時,虛構的測量點被定位在輸送機的軸線x12上,并且如果前表面e1或后表面e2相對于輸送機的軸線x12偏置(即當該表面與輸送機的軸線不相交時),則虛構的測量點被軸向定位在跟蹤線的第一實際測量點或末尾實際測量點的(與第一實際測量點或末尾實際測量點成一條直線的)延伸部中。這些虛構的測量點分布在與輸送機的軸線x12平行的線段上,該線段的長度等于噴涂器的施用場的寬度。這些虛構的測量點由ecu100數字化地添加到每個跟蹤線。
在圖7中描繪的是從移動參考系(具體是從與被輸送的組件相關的移動參考系)和頂視圖中看到的噴涂器的路徑。為了確保解釋清楚,在此所選的示例是沿著與輸送機的軸線x12平行的軸線x14移動的測量點14。如在該圖中可看到的,噴涂器在水平平面中的軌跡為半橢圓的形狀并且穿過點p1至p7,點p1至p7在點14移位期間接連對應于噴涂器沿其軸線的位置。該半橢圓以測量點14為中心。當在噴涂器的施用場中不存在組件時,噴涂器被定位成好像它應該噴涂到設置在輸送機的軸線x12上的點上。當組件到達在噴涂器的施用場內時噴涂器向后移動,當組件從噴涂器的噴涂場離開時噴涂器則向前移動,以便噴涂器勾勒出半橢圓形狀的軌跡。噴涂器然后返回到起始位置,在起始位置,噴涂器被定位成好像它噴涂到設置在輸送機的軸線x12上的點上。點p4對應于噴涂器在此處被定位成面向測量點14的點。點p4與點14間隔的距離d2(即橢圓的長軸的一半)對應于噴涂器的標稱施用距離。
噴涂器的定位點為了跟蹤線的每個點而以半橢圓的形式產生。換句話說,半橢圓形狀的位移曲線被分配給跟蹤線的每個點。這為每個跟蹤線提供了點云,為了示意圖的清楚,圖8中未示出點云。該點云包含在穿過噴涂器軸線的水平平面中。在組件上的輸送機移動期間,為了保持正確的施用距離,噴涂器的理想軌跡對應于該點云的表面線l100。該包絡表面線l100穿過每個橢圓的與輸送機的軸線x12相距最遠的點。在圖8中,距離d1對應于平行于軸線x12測量的噴涂器的施用場的寬度,距離d2對應于噴涂器所希望的施用距離。設定點軌跡l100是噴涂器的理想軌跡,該設定點軌跡是基于對應的跟蹤線的點為每個噴涂器而建立的,以便基于組件的外部輪廓自動地且獨立地調整每個噴涂器的施用距離。
此外,每個噴涂器被獨立地控制,以便只有在噴涂器的施用場或噴涂器的噴涂場/范圍中發(fā)現組件時才噴涂涂料產品。這通過將每個組件放置在輸送機12上由ecu100自動地完成。更準確地說,由傳感器8和10所做的測量也被用于沿著輸送機12的軸線x12定位每個部件。在了解輸送機12的速度的情況下,準確地預測待涂覆的組件何時將到達每個噴涂器前面是可能的。因此,ecu100還能夠選擇性地中斷每個噴涂器的噴涂。這樣能夠避免不必要地來噴涂產品。
由于關于每個噴涂器后退的限制,所以設定點軌跡l100不能始終被跟隨。實際上,每個噴涂器不能盡可能快地后退。設備1的右噴涂器的最大位移曲線dmax隨時間t的變化在圖9中用細線表示,圖9描繪了以時間刻度t作為橫坐標(x軸)和以噴涂器沿其軸線(即,沿著平行于軸線y12的軸線)的位移dy作為縱坐標(y軸)的曲線圖。在該曲線圖中,穿過圓圈以細線表示的曲線對應于在用于所考慮的噴涂器的跟蹤線的基礎上而建立的軌跡,該軌跡具有實際測量點和虛構的測量點。位于曲線dmax下方的點對應于噴涂器在可用的時間內不能達到的位置。位于曲線dmax下方并且在圖9中被畫陰影線的區(qū)域zi是噴涂器“不可進入的”區(qū)域。
因此,該方法包括如下步驟:檢查以驗證每個噴涂器是否能夠跟隨噴涂器的軌跡l100,具體為以便避免碰撞。為此,該方法提供用于計算每個噴涂器到達其“安全”位置所需的時間。該安全位置對應于最大撤回位置,在該最大撤回位置,噴涂器被發(fā)現在腔室2的外部或者在至少與輸送機的軸線x12相距盡可能遠的距離處。因此,不存在與所輸送的組件發(fā)生碰撞的風險。該方法還提供用于計算在該撤回時間期間所輸送的一個或多個組件所行進的距離at。通過這種方式,有可能通過監(jiān)視在每個噴涂器之前的距離at處的一個或多個組件來檢測組件是否相對于噴涂器的位移能力到達得太快以及檢測組件與噴涂器發(fā)生碰撞的風險。
如果待涂覆的組件的幾何形狀使得包絡線l100(即,噴涂器所跟隨的理想軌跡)穿過受限制的區(qū)域zi,則噴涂器自身將移動到安全位置(即,噴涂器后退到最大值),以便避免與懸掛在輸送機12上的物體發(fā)生碰撞。實際上,這種后退發(fā)生在組件通過之前。
然而,如果包絡線l100不穿過受限制的區(qū)域zi,而是僅通過最大位移曲線dmax的一個或多個點,則有可能改變噴涂器的軌跡,以便避免碰撞,但不會使其自身移動到安全位置并繼續(xù)噴涂。這個新軌跡利用圖9中的粗線來表示。該新軌跡用附圖標記l'100表示。更準確地說,考慮到最大位移曲線dmax和包絡線l100之間的相交點e,修改的軌跡l'100首先沿著最大位移曲線dmax前進,然后一旦達到點e就重返軌跡l100。
因此,噴涂器不會與組件發(fā)生碰撞,并且至少在軌跡的第二部分上(即,在臨界點e處開始的部分上)保持正確的施用距離。換句話說,軌跡l'100最適合跟隨理想的跟蹤線l100。
在圖10中所示的組件16的示例中,組件具有使得傳感器8或10的激光束不能進入組件的某些區(qū)域的形狀。這些區(qū)域通常被稱為陰影區(qū)域。在此,遮蔽組件16的某一部分的是擱板18,遮蔽的體積在圖10中被畫陰影線。在這種情況下,通過在接連的點之間繪制直線段來人工補充外部輪廓線,傳感器能夠測量直線段的距離。因此,這些點對應于圖10中的點g1和g3。為了確定外部輪廓線的分配給噴涂器42.i的點(其中i介于2到7之間),需要在點g1和g3之間人工繪制的直線段與噴涂器42.i的施用場(其在圖10中以虛線描繪為矩形)的下界之間產生相交點。這兩條線之間的相交點給出了點g2。因此,g2可以被認為是“人造”測量點。g4和g5表示外部輪廓線的兩個點。g5位于外部輪廓線與噴涂器42.1的施用場的上界的相交點處。因此,外部輪廓線的分配給噴涂器42.i的部分在點g2到點g5之間延伸??梢赃M行相同的操作以確定所考慮的噴涂器的噴涂場的上界上的人造測量點。
為了克服陰影區(qū)域的復雜處理,有可能使用如圖11中所描繪的分別設置在激光傳感器8和/或10上方和下方的兩個反射鏡m1和m2,以便反射源自一個或多個傳感器的射線的一部分,從而到達具有特定幾何形狀的組件16的任何可能的陰影區(qū)域。實際上,傳感器8和10能夠在垂直平面中在等于270°的角扇區(qū)上發(fā)射激光束。反射鏡m1和m2相對于水平平面h略微傾斜。更準確地說,每個反射鏡m1或m2相對于平面h以介于20°到70°之間、優(yōu)選地等于45°的角度a12傾斜。此外,反射鏡m1和m2相對于平面h以這兩個反射鏡彼此相對(即,這兩個反射鏡被定向成沿著待涂覆的組件16的方向分別面向上和面向下)的方式傾斜。因此,反射鏡m1和m2被定向成沿著朝向陰影區(qū)域的方向反射激光傳感器的射線。通過了解傳感器10和反射鏡m1和m2之間的距離以及反射鏡的傾斜角度,從其推斷出平行于軸線y12測量的、在外部輪廓線的每個點和傳感器10之間的距離是可能的。因此,反射鏡的這種布置使得能夠消除如上文所述的用于處理陰影區(qū)域的過程。
通過未被描繪的變型,另一種類型的傳感器可以被用作超聲傳感器或諸如攝像機的光學傳感器。
根據未描繪的另一個變型,至少一個噴涂器能夠在其位移平面中進行組合的垂直和水平移動,位移平面是與輸送機12的位移軸線x12正交的平面。例如,每個這種類型的噴涂器可安裝在多軸機器人(具體為六軸機器人)的臂的端部上或者安裝在在高度方向上進行來回移動的往復式機器人上。在往復式機器人的情況下,噴涂器保持安裝在支架上,該支架按照平移運動可水平移動。如果機器人能夠涂覆整個組件,則外部輪廓線不被截短,并且外部輪廓線的所有點都屬于噴涂器的施用場。多軸機器人各自包括鉸接臂,并且在高度方向上進行來回運動,以及還跟隨在深度方向(即與軸線y12平行的方向)上的軌跡。
這些機器人具有遠高于輸送機12的移動速度的移動速度,機器人的移動速度例如為大約1m/s,而輸送機12的速度為例如1m/min。在噴涂器的施用場中與噴涂器最近的點始終沿著噴涂器的通過機器人發(fā)生的垂直位移以及組件在輸送機上的向前移動而不斷更新?;谧罱狞c的坐標自動地調整噴涂器的施用距離。在這種情況下,跟蹤線對應于與在高度方向上的來回行進對應的線。此外,能夠進行組合的水平和垂直移動的噴涂器的設定點軌跡按照以下方式計算。限定了由整個外部輪廓線形成的外部輪廓表面。該表面通過在兩側上的虛構的測量點沿長度方向進行數字化延伸。然后,半橢圓形狀的位移曲線被分配給屬于外部輪廓線的每個實際測量點和分配給每個虛構的測量點,噴涂器的標稱施用距離對應于位移曲線的長軸的一半。然后,確定由每個位移曲線所分配的點形成的點云的外圍包絡表面。云的點以三維分布,這就是為什么外圍包絡表面也被稱為“3d映射”的原因。設定點軌跡建立在該包絡表面的內部內。
根據未描繪的另一個變型,噴涂器列不是垂直的,而是相對于垂直軸線z12略微傾斜。
根據未描繪的另一個變型,傳感器8和10的測量平面垂直于輸送機12的移動軸線x12,也就是說,角度a8和角度a10為零。
根據未描繪的另一個變型,輸送機是待涂覆的組件放置在其上的落地式輸送機。
根據未描繪的另一個變型,設備1包括至少一個彎曲的噴涂器,彎曲的噴涂器被安裝在機器人臂的端部并且旨在利用產品涂覆所輸送的組件的上表面。因此,噴涂軸線與噴涂器的移動軸線不平行。該噴涂器能夠在其位移平面中進行組合的水平和垂直移動,噴涂器的位移平面正交于輸送機12的移動軸線x12。由于上文詳述的方法,噴涂器的施用距離也會基于噴涂器的噴涂場中最近的點的坐標被自動地調整。
根據未描繪的另一個變型,一個或多個噴涂器的位移平面不垂直于輸送機的軸線x12,而是相對于該軸線傾斜。因此,位移平面在這種情況下是垂直平面,該垂直平面與軸線x12形成一個優(yōu)選地介于45°到135°之間的角度。具體來講,這使得能夠更有效地涂飾設置在所輸送的組件的縱向端部處的表面(即,與輸送機的軸線x12垂直的前表面和后表面)。
上文所展望的變型和實施例的技術特征可以彼此組合,以便產生本發(fā)明的新的實施例。