BRPI0903666B1

BRPI0903666B1 - robotic industrial painting system

Info

Publication number: BRPI0903666B1
Application number: BRPI0903666-0A
Authority: BR
Inventors: Edmilson Almir Viana
Original assignee: Psv Serviços E Soluções Automatizadas Ltda - Epp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2020-07-21
Also published as: BRPI0903666A2

Abstract

SISTEMA ROBOTIZADO DE PINTURA INDUSTRIAL. Constituído de uma base de trilhos (1) guia compreeendida por um conjunto provido de hastes predominenatemente tubulares (2), com espaçamento entre as guias e os dormentes (3) transversais munidos de niveladores em suas extremidades para permitir o deslizamento das rodas (4) previamente fixadas na plataforma, sendo que união destes trilhos se dá por meio de pinos (14) guias e um fecho de contração tipo alavanca com trava. A plataforma (5) da pistola (6) de pintura do tanque (15) é compreendida basicamente por uma chapa predominantemente retangular, sendo que na parte superior, nas extremidades direita e esquerda são devidamente acondicionadas as torres (7) e (8) moduladas e cambiáveis, de suporte da plataforma (9) da pistola (6) de pintura, a qual é composta por um par de rodas (10) em cada uma das suas lateriais, para deslocamento vertical nas colunas (7) e (8), sendo o carrinho da pistola (6) de pintura composto por rodas (11) na parte inferior, para deslocamento na horizontal, sendo que na plataforma (9) pode ser montado também bico (12) de hidrojateamento.ROBOTIZED SYSTEM OF INDUSTRIAL PAINTING. Consisting of a guide rail (1) comprised of a set provided with predominantly tubular rods (2), with spacing between the guides and the cross ties (3) provided with levelers at their ends to allow the wheels to slide (4) previously fixed to the platform, and these rails are joined by means of guide pins (14) and a lever-type contraction lock with lock. The platform (5) of the spray gun (6) for painting the tank (15) is basically comprised of a predominantly rectangular plate, with the towers (7) and (8) modulated in the upper part, at the right and left ends. and exchangeable, supporting the platform (9) of the spray gun (6), which consists of a pair of wheels (10) in each of its laterals, for vertical displacement in the columns (7) and (8), the spray gun cart (6) consisting of wheels (11) at the bottom, for horizontal displacement, and the jetting nozzle (12) can also be mounted on the platform (9).

Description

ROBOTIZED INDUSTRIAL PAINTING SYSTEM

[001] Trata o presente relatório descritivo da patente de invenção de um inédito sistema robotizado de pintura industrial, notadamente um equipamento utilizado na aplicação de pintura automatizada em ramos industriais, especialmente em tanques metálicos, de concepção inovadora e dotado de importantes melhoramentos tecnológicos e funcionais, segundo os mais modernos conceitos de engenharia e de acordo com as normas e especificações exigidas, revestindo-se de características próprias e dotadas com requisitos fundamentais de novidade e atividade inventiva, fazendo resultar uma série de reais e extraordinárias vantagens técnicas, práticas e econômicas.[001] This descriptive report deals with the invention patent of an unprecedented robotic system of industrial painting, notably equipment used in the application of automated painting in industrial sectors, especially in metallic tanks, with an innovative design and equipped with important technological and functional improvements. , according to the most modern engineering concepts and according to the required standards and specifications, having their own characteristics and endowed with fundamental requirements of novelty and inventive step, resulting in a series of real and extraordinary technical, practical and economic advantages.

[002] Existem atualmente no mercado diversos modelos de equipamentos automatizados de pintura robotizada. Estes conjuntos são compreendidos por sistemas complexos distribuídos em bases fixas, possuindo eixos de movimentação para serem utilizados, principalmente, na indústria automobilística.[002] There are currently several models of automated robotic painting equipment on the market. These sets are comprised of complex systems distributed on fixed bases, with axes of movement to be used, mainly, in the automobile industry.

[003] Robôs na indústria são aplicados e utilizados como manipuladores reprogramáveis e multifuncionais projetados para manipular materiais peças ferramentas ou dispositivos especializados através de movimentos variáveis programados para a realização de tarefas diversas.[003] Robots in the industry are applied and used as reprogrammable and multifunctional manipulators designed to manipulate materials, parts, tools or specialized devices through programmed variable movements to perform different tasks.

[004] Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, robôs são compreendidos por sistemas mecânicos, de geometria variada, formada por corpos rígidos, articulados entre si, destinados a sustentar, posicionar ou orientar o órgão terminal, que dotado de garras mecânicas ou ferramenta especializada, fica em contato direto com o processo. A mobilidade do manipulador é o resultado de uma série de movimentos elementares, independentes entre si, denominados graus de liberdade de um robô.[004] As is known to technicians in the subject, robots are comprised of mechanical systems, of varied geometry, formed by rigid bodies, articulated among themselves, intended to support, position or orient the terminal organ, which equipped with mechanical claws or tool specialist, is in direct contact with the process. The manipulator's mobility is the result of a series of elementary movements, independent of each other, called degrees of freedom of a robot.

[005] A substituição de mão-de-obra sem especialização devido a sua baixa demanda, conseqüentemente, a falta de confiabilidade no processo, a facilidade de programação, utilização e operação de robôs, principalmente em ambientes difíceis e perigosos em tarefas desagradáveis e repetitivas para o ser humano ou, ainda, a capacidade de trabalho sem descanso por longos períodos com uma solução confiável e robusta desempenhada constantemente com um êxito aproximado da perfeição são condições para tal substituição.[005] The substitution of unskilled labor due to its low demand, consequently, the lack of reliability in the process, the ease of programming, use and operation of robots, especially in difficult and dangerous environments in unpleasant and repetitive tasks for the human being or, even, the ability to work without rest for long periods with a reliable and robust solution performed constantly with an approximate success of perfection are conditions for such replacement.

[006] Atualmente no mercado, as pinturas, principalmente as de áreas externas e de grande extensão, são promovidas por trabalho humano, o que demanda maior tempo para a sua execução, além de uma grande quantidade de profissionais para tal execução.[006] Currently on the market, the paintings, especially those of external and large areas, are promoted by human work, which requires more time for their execution, in addition to a large number of professionals for such execution.

[007] Em vista disso, ao longo do tempo foram procedidos estudos visando eliminar esses problemas e, como resultado, foi desenvolvido este sistema de pintura robotizada que possibilitou tal concepção na aplicação da pintura industrial automatizada, através do qual surgiu a possibilidade de movimentação automatizada vertical e horizontal, obtendo-se então um sistema integrado com reais possibilidades de uma econômica industrialização, minimizando custos, tempo de montagem e despesas de mão-de-obra, além de um efeito preciso de montagem, com melhores resultados e elevado padrão de segurança.[007] In view of this, over time studies were carried out to eliminate these problems and, as a result, this robotic painting system was developed, which enabled such a conception in the application of automated industrial painting, through which the possibility of automated movement arose vertical and horizontal, obtaining then an integrated system with real possibilities of an economical industrialization, minimizing costs, assembly time and labor expenses, besides a precise assembly effect, with better results and high safety standard .

[008] É, pois, um dos objetivos da presente patente prover um sistema automatizado de pintura robotizada industrial permitindo-se a movimentação vertical e horizontal por meio de trilhos devido a necessidade de redução de custos da pintura por item, fornecendo melhor qualidade e versatilidade nas aplicações de pintura, bem como aumentando a segurança dos profissionais envolvidos, retirando-os das cabinas de pintura em algumas fases do processo, por ser zona de trabalho considerada como insalubre.[008] It is, therefore, one of the objectives of the present patent to provide an automated system of industrial robotic painting allowing vertical and horizontal movement by means of rails due to the need to reduce painting costs per item, providing better quality and versatility in painting applications, as well as increasing the safety of the professionals involved, removing them from the painting booths at some stages of the process, as it is considered a unhealthy work area.

[009] Estes e outros objetivos são alcançados com um equipamento composto de torres moduladas e cambiáveis, as quais são compreendidas por estruturas horizontais e verticais providas de perfis tubulares nas laterais que permitem o deslocamento para cima e para baixo da plataforma da pistola de pintura, bem como deslocamento em torno da estrutura a ser aplicada a tinta.[009] These and other objectives are achieved with equipment composed of modulated and exchangeable towers, which are comprised of horizontal and vertical structures provided with tubular profiles on the sides that allow the up and down movement of the spray gun platform, as well as displacement around the structure to be applied to paint.

[010] A base de trilhos guia é compreendida por um conjunto provido de hastes predominantemente tubulares, com espaçamento entre as guias e os dormentes transversais munidos de niveladores em suas extremidades para permitir o deslizamento das rodas previamente fixadas na plataforma. A união destes trilhos se dá por meio de pinos guias e um fecho de contração tipo alavanca com trava.[010] The base of guide rails is comprised of a set provided with predominantly tubular rods, with spacing between the guides and the cross sleepers provided with levelers at their ends to allow the wheels previously fixed on the platform to slide. These rails are joined using guide pins and a lever-type contraction lock with lock.

[011] A plataforma da pistola de pintura é compreendida basicamente por uma chapa predominantemente retangular, sendo que na parte superior, nas extremidades direita e esquerda são devidamente acondicionadas as torres moduladas e cambiáveis, de suporte da plataforma da pistola de pintura, a qual é composta por um par de rodas em cada uma das suas laterais, para deslocamento vertical nas colunas sendo o carrinho da pistola de pintura composto por rodas na parte inferior, para deslocamento na horizontal, sendo que na plataforma pode ser montado também bico de hidrojateamento.[011] The spray gun platform is basically comprised of a predominantly rectangular plate, and in the upper part, at the right and left ends, the modulated and exchangeable towers, which support the spray gun platform, are properly packed. composed of a pair of wheels on each of its sides, for vertical displacement in the columns with the spray gun cart consisting of wheels on the bottom, for horizontal displacement, and on the platform can also be mounted jetting nozzle.

[012] A movimentação do sistema, tanto vertical como horizontal, se dá por meio de um conjunto moto redutor gerenciado por uma placa de circuito impresso que comanda várias funções, dentre elas, as subidas e descidas, deslocamentos laterais e verticais, temporizadores, velocidade, ajustes manuais e automáticos, paradas programadas, leitura de fim de curso e marcadores, emitindo sinais de leituras das camadas de tinta e espessura da película aplicada.[012] The movement of the system, both vertical and horizontal, takes place by means of a motorized gear set managed by a printed circuit board that controls various functions, among them, the ascents and descents, lateral and vertical displacements, timers, speed , manual and automatic adjustments, programmed stops, limit reading and markers, emitting signals of readings of the layers of paint and thickness of the applied film.

[013] O sistema de movimentação vertical se dá por meio de um conjunto moto redutor acoplado a um inversor de freqüência e engrenagens tracionadas por correias dentadas de alta performance auxiliada por um cabo de aço inoxidável em conjunto, sendo comandados por gerenciadores distintos, a fim de garantir a precisão dos movimentos lineares quando de sua movimentação.[013] The vertical movement system takes place by means of a motor reducer assembly coupled to a frequency inverter and gears driven by high performance toothed belts aided by a stainless steel cable together, being commanded by different managers, in order to to ensure the accuracy of linear movements when moving.

[014] Ainda é possível a utilização do sistema de fixação por eletroímãs com alto poder de aderência, que são divididos em conjuntos de quatro unidades por ponto de fixação, devendo repetir-se no ponto de união dos módulos, ou seja, em dimensões compreendidas entre 01 metro e 05 metros em toda a extensão das torres.[014] It is still possible to use the fixation system by electromagnets with high adherence power, which are divided into sets of four units per fixation point, which must be repeated at the point of union of the modules, that is, in dimensions included between 01 meter and 05 meters across the length of the towers.

[015] Nas extremidades das torres há um sistema de fixação permanente provida de um eletroímã rotativo que atua, principalmente, no deslocamento lateral do equipamento quando os eletroímãs não estão atuando.[015] At the ends of the towers there is a permanent fixation system provided with a rotating electromagnet that acts mainly on the lateral displacement of the equipment when the electromagnets are not working.

[016] Para complementar a presente descrição, de modo a obter uma melhor compreensão das características da presente patente, e de acordo com uma preferencial realização prática da mesma, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde de maneira exemplificada embora não limitativa, se representa o seguinte:
A figura 1 representa uma vista em perspectiva do sistema robotizado de pintura industrial objeto da presente patente;
A figura 2 representa uma vista em perspectiva detalhado do eletroimã de fixação das torres nos tanques;
A figura 3 representa outra vista em perspectiva do sistema robotizado de pintura industrial objeto da presente patente.[016] To complement the present description, in order to obtain a better understanding of the characteristics of this patent, and according to a preferred practical realization of it, the description, attached, is a set of drawings, where in an exemplified way although non-limiting, the following is represented:
Figure 1 represents a perspective view of the robotic industrial painting system covered by the present patent;
Figure 2 represents a detailed perspective view of the electromagnet fixing the towers in the tanks;
Figure 3 represents another perspective view of the robotic industrial painting system object of the present patent.

[017] De acordo com as figuras acima mencionadas, e em seus pormenores, o sistema robotizado de pintura industrial objeto da presente patente é constituído de uma base de trilhos (1) guia compreendida por um conjunto provido de hastes predominantemente tubulares (2), com espaçamento entre as guias e os dormentes (3) transversais munidos de niveladores em suas extremidades para permitir o deslizamento das rodas (4) previamente fixadas na plataforma, sendo que união destes trilhos se dá por meio de pinos (14) guias e um fecho de contração tipo alavanca com trava.[017] According to the figures mentioned above, and in its details, the robotic industrial painting system object of this patent consists of a guide rail (1) base comprised of a set provided with predominantly tubular rods (2), with spacing between the guides and the cross ties (3) provided with levelers at their ends to allow the wheels (4) to be slid previously fixed on the platform, and these rails are joined by means of pins (14) and a lock lever-type contraction with lock.

[018] A plataforma (5) da pistola (6) de pintura do tanque (15) é compreendida basicamente por uma chapa predominantemente retangular, sendo que na parte superior, nas extremidades direita e esquerda são devidamente acondicionadas as torres (7) e (8) moduladas e cambiáveis, de suporte da plataforma (9) da pistola (6) de pintura, a qual é composta por um par de rodas (10) em cada uma das suas laterais, para deslocamento vertical nas colunas (7) e (8), sendo o carrinho da pistola (6) de pintura composto por rodas (11) na parte inferior, para deslocamento na horizontal, sendo que na plataforma (9) pode ser montado também bico (12) de hidrojateamento do tanque (15).[018] The platform (5) of the tank's paint gun (6) (15) is basically comprised of a predominantly rectangular plate, with the towers (7) and ( 8) modulated and exchangeable, supporting the platform (9) of the spray gun (6), which consists of a pair of wheels (10) on each of its sides, for vertical displacement in the columns (7) and ( 8), with the spray gun cart (6) composed of wheels (11) at the bottom, for horizontal displacement, and the platform (9) can also be mounted nozzle (12) for jetting the tank (15) .

[019] A movimentação do sistema, tanto vertical como horizontal, se dá por meio de um conjunto moto redutor gerenciado por uma placa de circuito impresso que comanda várias funções, dentre elas, as subidas e descidas, deslocamentos laterais e verticais, temporizadores, velocidade, ajustes manuais e automáticos, paradas programadas, leitura de fim de curso e marcadores, emitindo sinais de leituras das camadas de tinta e espessura da película aplicada.[019] The movement of the system, both vertical and horizontal, takes place by means of a motorized gear set managed by a printed circuit board that controls various functions, among them, the ascents and descents, lateral and vertical displacements, timers, speed , manual and automatic adjustments, programmed stops, limit reading and markers, emitting signals of readings of the layers of paint and thickness of the applied film.

[020] O sistema de movimentação vertical se dá por meio de um conjunto moto redutor acoplado a um inversor de freqüência e engrenagens tracionadas por correias dentadas de alta performance auxiliada por um cabo de aço inoxidável em conjunto, sendo comandados por gerenciadores distintos, a fim de garantir a precisão dos movimentos lineares quando de sua movimentação.[020] The vertical movement system is carried out by means of a motorized gear unit coupled to a frequency inverter and gears driven by high performance toothed belts aided by a stainless steel cable together, being commanded by different managers in order to to ensure the accuracy of linear movements when moving.

[021] Ainda é possível a utilização do sistema de fixação por eletroímãs (13) com alto poder de aderência, que são divididos em conjuntos de quatro unidades por ponto de fixação, devendo repetir-se no ponto de união dos módulos, ou seja, em dimensões compreendidas entre 01 metro e 05 metros em toda a extensão das torres.[021] It is still possible to use the fixation system by electromagnets (13) with high adherence power, which are divided into sets of four units per fixation point, and must be repeated at the point of union of the modules, that is, in dimensions between 01 meter and 05 meters across the length of the towers.

[022] Não se tem conhecimento de nenhum sistema robotizado de pintura industrial que reúna conjuntamente, todas as características construtivas e funcionais acima relatadas, e que diretamente ou indiretamente, é ou foi tão efetivo quanto o sistema robotizado de pintura industrial objeto da presente patente.[022] There is no knowledge of any robotic industrial painting system that brings together all the construction and functional characteristics mentioned above, and which directly or indirectly, is or was as effective as the robotic industrial painting system object of this patent.

[023] Tendo sido descrita e ilustrada a presente invenção, é para ser compreendido que a mesma pode sofrer inúmeras modificações e variações em sua forma de realização, desde que tais modificações e variações não se afastem a partir do espírito e escopo da invenção, tal como definidos nas reivindicações anexas.[023] Having described and illustrated the present invention, it is to be understood that it can undergo numerous modifications and variations in its form of implementation, as long as such modifications and variations do not depart from the spirit and scope of the invention, as as defined in the appended claims.

Claims

ROBOTIZED SYSTEM OF INDUSTRIAL PAINTING, characterized by the fact that it consists of a base of guide rails (1) comprised of a set provided with predominantly tubular rods (2), with spacing between the guides and the cross ties (3) provided with levelers in its ends to allow the wheels (4) previously fixed on the platform to slide, and these rails are joined by means of guide pins (14) and a lever-type contraction lock with lock; the platform (5) of the tank spray gun (6) is basically comprised of a predominantly rectangular plate, with the towers (7) and (8) modulated at the top, at the right and left ends and exchangeable, supporting the platform (9) of the spray gun (6), which consists of a pair of wheels (10) on each of its sides, for vertical displacement in the columns (7) and (8), the spray gun cart (6) consisting of wheels (11) at the bottom, for horizontal displacement, and on the platform (9) can also be mounted jet nozzle (12);

ROBOTIZED SYSTEM OF INDUSTRIAL PAINTING, according to claim 1, characterized by the fact that the movement of the system, both vertical and horizontal, occurs by means of a motorized gear unit managed by a printed circuit board that controls various functions, among them, ascent and descent, lateral and vertical displacements, timers, speed, manual and automatic adjustments, programmed stops, limit reading and markers, emitting signals of readings of the paint layers and applied film thickness;

ROBOTIZED SYSTEM OF INDUSTRIAL PAINTING, according to claims 1 and 2, characterized by the fact that the vertical movement system occurs by means of a motorized gear unit coupled to a frequency inverter and gears driven by high performance toothed belts aided by a stainless steel cable together, being commanded by different managers, in order to guarantee the accuracy of linear movements when they are moved;

ROBOTIZED SYSTEM OF INDUSTRIAL PAINTING, according to claims 1, 2 and 3, characterized by the fact that it is still possible to use the fixation system by electromagnets (13) with high adherence power, which are divided into sets of four units per fixation point, which must be repeated at the point of union of the modules, that is, in dimensions between 01 meter and 05 meters in the entire length of the towers.