Способ рентабельной автоматизированной подготовкии нанесения покрытий для больших поверхностей - RU2006131578A

Реферат

1. Устройство для автоматизированной обработки поверхности большой конструкции, содержащее необслуживаемую управляемую компьютером мобильную платформу, выполненную с возможностью движения вдоль линии, проходящей вблизи конструкции, шарнирно сочлененный управляемый компьютером манипулятор, установленный на платформе, причем конечность манипулятора оканчивается запястным механизмом, на который можно по выбору устанавливать различные инструменты для обработки или измерения поверхностей, и датчики, оперативно соединенные с каждым инструментом таким образом, что обеспечивается компьютерное управление взаимосвязью расположения каждого инструмента относительно поверхности.

2. Устройство по п.1, в котором инструмент содержит наносящее устройство для нанесения покрытия на поверхность.

3. Устройство по п.2, в котором наносящее устройство содержит матрицу множества краскопультов для нанесения покрытий.

4. Устройство по п.3, содержащее, по меньшей мере, два краскопульта для нанесения покрытий в матрице, причем каждый из краскопультов выполнен с возможностью нанесения краски, принимаемой поверхностью, перекрывающимися рисунками.

5. Устройство по п.4, в котором рисунки перекрываются приблизительно на 50 %.

6. Устройство по п.4, в котором конфигурация краски, распыляемой из каждого краскопульта, является треугольной, если смотреть в направлении, параллельном поверхности.

7. Устройство по п.5, в котором каждая конфигурация является веерной.

8. Устройство по п.4, в котором управление одним из краскопультов осуществляется независимо от других краскопультов для выполнения функции отделки.

9. Устройство по п.4, в котором управление одним из краскопультов осуществляется независимо от других краскопультов для выполнения вспомогательной функции.

10. Устройство по п.1, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую из Глобальной Системы Позиционирования (GPS).

11. Устройство по п.1, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую из информации файла системы автоматизированного проектирования (САПР).

12. Устройство по п.1, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую в результате формирования цифровых изображений.

13. Устройство по п.1, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером временную линию на поверхности, по которой движется мобильная платформа.

14. Устройство по п.1, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером линию на поверхности, по которой движется мобильная платформа.

15. Устройство по п.4, в котором, по меньшей мере, один из инструментов содержит множество краскопультов для нанесения покрытий, которые имеют рисунки распыления, находящиеся, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости и разнесенные друг от друга лишь для того, чтобы избежать столкновений распыляемой краски.

16. Устройство по п.3, в котором, по меньшей мере, один из краскопультов является краскопультом для нанесения покрытий, который дает круглые очертания области там, где краска из него принимается поверхностью.

17. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов содержит матрицу краскопультов для нанесения покрытий, которые дают рисунки распыления, перекрывающиеся на, по меньшей мере, 50% по их ширине.

18. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов содержит матрицу краскопультов для нанесения покрытий, причем управление матрицей для ее перемещения относительно поверхности, по существу, с неизменной скоростью для оставления этой матрицы, по существу, на одном и том же расстоянии осуществляет компьютер, так что краска, принимаемая на поверхности из матрицы краскопультов, имеет, по существу, равномерную толщину.

19. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов содержит инструмент для очистки поверхности, который удаляет существующие покрытия, ржавчину и другие материалы, прилипающие к поверхности, с поверхности, причем такой инструмент содержит защитный кожух, который, по существу, предотвращает прилипание материалов к поверхности и выброс веществ, используемых в процессе очистки, в ближайшую атмосферу.

20. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов содержит множество краскопультов для нанесения покрытий, которые распыляют материал покрытия на поверхность, защитный кожух краскопульта, который поддерживается на некотором расстоянии от поверхности и, по существу, предотвращает выброс материала покрытия из защитного кожуха в окружающую атмосферу, и вакуумные средства, оперативно соединенные с защитным кожухом, для удаления материала покрытия, который не прилипает к поверхности, в место, отдаленное от защитного покрытия.

21. Устройство по п.1, которое содержит, по меньшей мере, один инструмент, имеющий дополнительные датчики, оперативно связанные с ним, для измерения толщины покрытия в режиме реального времени, когда это покрытие наносят на поверхность, и средство коррекции толщины краски, которое на основе данных, получаемых от дополнительных датчиков, управляет в режиме реального времени толщиной материала покрытия, наносимого на поверхность.

22. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов, который наносит покрытие на поверхность, включает в себя другой датчик, который распознает влажный край предыдущего покрытия, нанесенного инструментом, и выдает данные в компьютерную систему, которая управляет устройством таким образом, что дальнейшее нанесение покрытия таким инструментом приводит к перекрытию предыдущего покрытия на поверхность посредством компьютерного управления движением такого инструмента, вследствие чего перекрытие между предыдущим нанесенным покрытием и покрытием, наносимым после прежнего инструментом, оказывается имеющим величину, которая максимизирует неизменность толщины покрытия, наносимого на поверхность.

23. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов для очистки поверхности и подготовки к приему материала покрытия оснащен вакуумным защитным кожухом, который предотвращает выброс очищающего материала и материала, очищенного им, в ближайшую атмосферу.

24. Устройство по п.23, в котором очищающий материал содержит струи воды под сверхвысоким давлением, подаваемые продувкой к поверхности.

25. Устройство по п.23, в котором очищающий материал содержит совокупность воды и абразивных веществ.

26. Устройство по п.23, в котором очищающий материал содержит абразивный материал, который подают продувкой к поверхности.

27. Устройство по п.23, в котором очищающий материал содержит губчатый материал для струйной обработки.

28. Устройство по п.23, в котором очистка осуществляется путем лазерного удаления покрытия.

29. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один из инструментов является инструментом для очистки поверхности, при этом инструмент для подготовки поверхности оперативно связан с другим датчиком, который измеряет профиль и чистоту поверхности.

30. Устройство по п.1, содержащее устройства для измерения поверхности, которые измеряют целостность поверхности с помощью средств, состоящих из акустического активного измерительного прибора, или цифровой камеры, или лазерных средств отображения, или ультразвуковых средств измерения толщины покрытия, или любой их комбинации.

31. Устройство по п.1, содержащее устройство для измерения поверхности, измеряющее целостность поверхности.

32. Устройство для автоматизированной обработки наружных поверхностей больших конструкций, находящихся на открытом воздухе, содержащее необслуживаемую управляемую компьютером мобильную платформу, выполненную с возможностью движения вдоль линии, проходящей вблизи конструкции, шарнирно сочлененный управляемый компьютером манипулятор, установленный на платформе, огражденный защитным кожухом сборочный узел, несомый манипулятором, причем узел оперативно соединен с датчиками для управления расстоянием от узла до поверхности и его ориентацией относительно нее посредством управления шарнирно сочлененным манипулятором, и элемент для обработки поверхности в узле, предназначенный для очистки поверхности или нанесения покрытия на нее, при этом узел управляется компьютером для осуществления автоматизированного движения таким образом, что шарнирно сочлененный манипулятор удерживает элемент для обработки поверхности параллельным поверхности и отстоящим от нее.

33. Устройство по п.32, в котором сборочный узел содержит матрицу из множества краскопультов.

34. Устройство по п.33, в котором, по меньшей мере, два краскопульта в матрице обеспечивают веерное распыление краски, а, по меньшей мере, один из краскопультов выполняет функцию отделки.

35. Устройство по п.32, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую из Глобальной Системы Позиционирования (GPS).

36. Устройство по п.32, в котором матрица содержит множество краскопультов, причем обеспечиваемые ими рисунки распыления находятся, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости.

37. Устройство по п.32, в котором рисунки распыления соседних краскопультов в матрице имеют веерную форму и перекрываются на, по меньшей мере, 50% своей ширины.

38. Устройство по п.37, в котором матрица краскопультов перемещается относительно поверхности, по существу, с неизменной скоростью, так что краска, принимаемая на поверхности, имеет, по существу, равномерную толщину.

39. Способ автоматизированного нанесения краски на наружную поверхность большой конструкции, находящейся на открытом воздухе, для покраски с перекрытием, по существу, вертикальных полос на наружной поверхности конструкции, при котором перемещают матрицу краскопультов, отстоящих на постоянном расстоянии от поверхности и осуществляющих распыление по направлению к поверхности с получением веерных рисунков покраски таким образом, что соседние из рисунков перекрываются друг с другом приблизительно на 50%, при этом на поверхности получается покрытие, по существу, равномерной толщины поперек полосы, поддерживают матрицу полностью отстоящей от поверхности при осуществлении способа и перемещают матрицу, по существу, с постоянной скоростью относительно поверхности, причем матрицу оперативно связывают с датчиками, которые измеряют расстояние матрицы от поверхности, находящейся под ней, а расстояние поддерживают, по существу, неизменным при осуществлении способа с помощью шарнирно сочлененного манипулятора, поддерживающего матрицу, при этом манипулятор устанавливают на необслуживаемой мобильной платформе, которая движется рядом с конструкцией так, как того требует нанесение рядом располагаемых полос, покраску которых осуществляет матрица, для перекрытия на одно и то же расстояние, на котором находятся соседние рисунки, обеспечиваемые соседними краскопультами.

40. Способ по п.39, при котором соседние из рисунков, получаемые посредством соседних соответствующих краскопультов, немного смещают во избежание существенных столкновений, возникающих, когда материал покрытия распыляется соответствующими краскопультами.

41. Способ по п.40, при котором рисунки смещают друг от друга небольшими ступенями.

42. Способ по п.39, при котором конструкция представляет собой судно в сухом доке, где имеется мобильная платформа, которая направляется в своем движении по линии, по существу параллельной продольной оси судна, причем мобильная платформа несет шарнирно сочлененный управляемый компьютером манипулятор, при этом матрица поддерживается на конце манипулятора, а манипулятор, по существу, управляет движением матрицы между килем и краем верхней палубы судна, причем подвижная платформа движется вдоль линии в положение, в котором матрица осуществляет покраску соседней из полос.

43. Способ по п.39, при котором покраску корпуса судна с помощью краскопультов, установленных в матрице, осуществляют в ходе отдельных операций для части корпуса, расположенной выше ватерлинии, и части корпуса, расположенной ниже ватерлинии.

44. Способ по п.39, при котором над матрицей краскопультов предусмотрен защитный кожух, причем защитный кожух соединен с вакуумными средствами, а вакуумные средства удаляют, по существу, весь излишек краски при распылении и другую краску, распыляемую из краскопультов, которая не прилипает к конструкции при осуществлении способа.

45. Устройство для автоматизированной выборочной обработки поверхности больших конструкций, содержащее компьютерную систему управления, необслуживаемую управляемую компьютером мобильную платформу, выполненную с возможностью движения вдоль линии, проходящей вблизи конструкции, шарнирно сочлененный управляемый компьютером манипулятор, установленный на платформе, причем конечность манипулятора оканчивается запястным механизмом, выполненным с возможностью установки на него по выбору инструментов для обработки и измерения поверхностей, датчики, оперативно соединенные с компьютерной системой управления, вследствие чего датчики собирают данные, используемые инструментами для обработки и измерения поверхностей и позволяющие компьютерной системе управления осуществлять замену инструментов и приводить их в действие для выполнения функций, связанных с автоматизированной обработкой больших конструкций, включающей в себя очистку конструкции и нанесение на нее покрытия после очистки этой конструкции.

46. Устройство по п.45, в котором инструменты для обработки поверхности включают в себя наносящее покрытия устройство, содержащее матрицу из множества краскопультов для нанесения покрытий.

47. Устройство по п.46, в котором, по меньшей мере, два из краскопультов для нанесения покрытий в матрице дают круглый рисунок распыления покрытия на поверхности конструкции.

48. Устройство по п.46, в котором, по меньшей мере, два из краскопультов для нанесения покрытий обеспечивают веерное распыление.

49. Устройство по п.46, в котором один из упомянутых краскопультов осуществляет выполнение вспомогательной функции или функции отделки.

50. Устройство по п. 45, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую из Глобальной Системы Позиционирования (GPS).

51. Устройство по п.45, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером виртуальную линию, получаемую из информации файла системы автоматизированного проектирования (САПР).

52. Устройство по п.45, в котором распознаваемая компьютером виртуальная линия получается в результате формирования цифровых изображений.

53. Устройство по п.45, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером непостоянную линию, прикрепленную к поверхности, по которой движется мобильная платформа.

54. Устройство по п.45, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером постоянную линию, прикрепленную к поверхности, по которой движется мобильная платформа.

55. Устройство по п.45, в котором линия представляет собой распознаваемую компьютером линию, состоящую из виртуальной линии, получаемой из GPS, или распознаваемой компьютером виртуальной линии, получаемой из информации файла САПР, или распознаваемой компьютером виртуальной линии, получаемой в результате формирования цифровых изображений, или временной линии на поверхности, по которой движется мобильная платформа, или постоянной линии на поверхности, по которой движется упомянутая мобильная платформа, или любых их комбинаций.

56. Устройство по п.45, в котором матрица содержит множество краскопультов для нанесения покрытий, причем их рисунки распыления близки друг к другу и находятся, по существу, в одной и той же горизонтальной плоскости без существенных столкновений материалов покрытий, распыляемых краскопультами.

57. Устройство по п.56, в котором рисунки распыления из краскопультов для нанесения покрытий перекрываются приблизительно на 50% своей ширины.

58. Устройство по п.46, в котором матрица краскопультов для нанесения покрытий перемещается относительно поверхности, по существу, с неизменной скоростью и на расстоянии от поверхности конструкции, на которую наносят покрытие, при этом покрытие, принимаемое поверхностью, имеет, по существу, равномерную толщину.

59. Устройство по п.45, в котором один из инструментов является инструментом для очистки поверхности конструкции путем струйной обработки под сверхвысоким давлением.

60. Устройство по п.57 в котором струйная обработка под сверхвысоким давлением предусматривает применение защитного кожуха для предотвращения загрязнения ближайшей атмосферы материалом, удаляемым инструментом, а материал фильтруется из воды и подвергается биологическому окислению.

61. Устройство по п.58, в котором вода после фильтрации подвергается рециркуляции для дальнейшего использования в системе очистки под сверхвысоким давлением.

62. Устройство по п.45, содержащее защитный кожух, соединенный с вакуумной системой для, по существу, предотвращения выброса излишка краски при распылении в ближайшую атмосферу.

63. Устройство по п.45, в котором конструкция представляет собой судно.

64. Устройство по п.45, в котором инструменты состоят из совокупности средств безвоздушного распыления покрытий, совокупности средств безвоздушного распыления покрытий с воздушной стимуляцией, совокупности средств воздушного распыления покрытий, совокупности средств сухого распыления покрытий из частиц, включающей в себя средства нагревания и плавления покрытия на месте, совокупности средств пламенного распыления металлизирующих покрытий, совокупности средств распыления электростатических покрытий или включают в себя инструмент, объединяющий функции вышеупомянутых инструментов, причем инструмент состоит также из средства распыления воды под сверхвысоким давлением, инструмента для абразивной струйной обработки, инструмента для струйной обработки волоконным материалом, импрегнированным алюминием, или инструмента, который объединяет все указанные функции очистки в одном инструменте.