用于涂料面板的托架系统 |
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申请号 | CN201280068221.1 | 申请日 | 2012-12-12 | 公开(公告)号 | CN104066518B | 公开(公告)日 | 2017-12-05 |
申请人 | PPG工业俄亥俄公司; | 发明人 | M·D·刘易斯; W·J·罗伯逊; M·帕克; N·古德诺; 小J·S·斯祖尔; J·德维斯; | ||||
摘要 | 公开了一种面板托架系统和一种用托架系统涂布面板的方法。托架(5)包括底座(10)和具有罩的保护盖(30、40),当将涂料组分施加到面板(8)时所述罩保护底座(10)。可以将托架系统(5)和被涂覆的面板(8)运送到 固化 位置 ,接着去除并且评价被涂覆的面板(8)。 | ||||||
权利要求 | 1.一种用于涂料面板的托架,所述托架包括: |
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说明书全文 | 用于涂料面板的托架系统技术领域[0001] 本发明涉及用于涂料面板的托架系统。 背景技术[0002] 在许多工业中执行各种类型的涂料的应用和评价。例如,在补漆操作中,将选定涂料配方施加到面板以便评价。目前的补漆颜色实验室过程使用手工技术执行以下步骤:混合涂料组分,用涂料组分喷涂测试面板,运送经喷涂的测试面板,固化面板,以及测量面板上的固化涂料的特性。待喷涂的面板安装在固定装置上,并且在一些应用中,遮蔽胶带可以应用于固定装置以消除超范围喷涂颜料的积累。喷枪可以装载有期望的颜料配方,接着用涂料组分喷涂面板。技术人员然后可以从固定装置手工地去除新喷涂的面板并且然后将它们放置在搁架上闪蒸或设置持续例如60秒的短时间。然后将面板放置到固化炉中以完全固化涂料,接着冷却到室温。当在面板上应用多种涂料、例如底漆和清漆时该过程可以重复。然后可以评价涂布面板,例如使用分光光度计来表征面板的颜色。 发明内容[0004] 本发明的另一方面提供一种涂布面板的方法,所述方法包括:将至少一个面板安装在具有保护盖的托架上;将涂料组分施加到所述至少一个面板;以及当所述至少一个面板安装在所述托架上时固化所述涂料组分。附图说明 [0005] 图1是根据本发明的实施例的包括涂料测试面板的托架系统的等轴视图。 [0006] 图2是图1中所示的托架系统的等轴视图,其中面板被去除。 [0007] 图3是图2中所示的托架系统的仰视等轴视图。 [0008] 图4是图2中所示托架系统的俯视图,图5是仰视图,图6是前视图,图7是后视图,并且图8是侧视图。 [0010] 图11是分解等轴视图,示出根据本发明的托架系统的托架底座、上部保护盖和下部保护盖。 [0011] 图12是根据本发明的实施例的托架底座的透视图。 [0012] 图13是图12中所示的托架底座的仰视透视图。 [0013] 图14是图12中所示的托架底座的俯视图,图15是仰视图,图16是前视图,图17是后视图,并且图18是侧视图。 [0014] 图19是俯视透视图,示出包括托架底座和下部保护盖的根据本发明的实施例的托架系统,其中上部保护盖被去除。 [0015] 图20是流程图,示出使用根据本发明的实施例的托架系统的面板涂布过程的各步骤。 具体实施方式[0016] 图1-19示出根据本发明的实施例的托架系统5及其各部件。如图1中所示,托架系统5支撑面板8,所述面板可以涂布有选定涂料组分并且随后当安装在托架5上时被固化。在图1的实施例中显示四个测试面板8,然而应当理解任何其它合适数量和类型的(一个或多个)面板可以使用本发明的托架系统5进行涂布。 [0017] 在本发明的某些实施例中,面板8是例如在颜色实验室中使用的测试面板。可以以各种尺寸和形状提供颜色实验室测试面板。例如,可以使用具有1平方英寸到1或2平方英尺或以上的表面积的面板。在某些汽车补漆颜色实验室中,每个测试面板典型地为具有大约4到6英寸的长度、大约3到5英寸的宽度的矩形。面板典型地由诸如铝、钢等的金属、塑料或纸制造。尽管在本文中主要描述颜色实验室测试面板,但是应当理解可以使用本托架系统涂布其它类型的面板,包括汽车面板和部件、建筑面板、消费电子产品、器具、体育和娱乐设备、宇航面板等。 [0018] 图2-19示出托架系统5的各方面,其中面板8被去除。如图11的分解图中最清楚地所示,托架系统5包括托架底座10、上部保护盖30和下部保护盖40。在图12-18中,已从托架底座10去除上部和下部保护盖30和40。托架底座10包括在所示的实施例中为大致平面的底座板12。底座板12可以包括材料的实心件、或栅格、网格、网等。用于安装面板8的支撑基座14从底座板12向上延伸。在所示的实施例中,支撑基座14包括安装在它们的上端上的磁体 16,所述磁体用于将面板8固定到托架底座10。在该实施例中,面板8可以是磁性的。在其它实施例中,除了磁体以外的手段可以用于将面板8固定到托架底座10,例如机械固定件、粘合剂等。支撑腿18从底座板12的底部向下延伸,并且可以用于支撑托架系统5。 [0019] 托架底座10包括夹持区域20,根据本发明的实施例,所述夹持区域20由诸如机器人臂的工具使用以夹持托架系统5并且将其移动到各种期望位置。夹持区域20包括从底座板12侧向地突出的延伸舌部22。上部夹持板24和下部夹持板25覆盖延伸舌部22的至少一部分。根据本发明的实施例托架底座10包括边缘切口26和若干钉孔27,其允许上部和下部保护盖30和40之间的接合,如下面更完整地所述。 [0020] 底座板12可以由任何合适的材料、例如金属、聚合物、陶瓷、复合材料等制造。支撑基座14和支撑腿18可以由任何合适的材料、例如金属、聚合物、陶瓷、复合材料等制造。在某些实施例中,底座板12、支撑基座14和支撑腿18可以由铝制造。上部和下部夹持板24和25可以由任何合适的材料、例如耐磨金属、陶瓷,复合材料等制造。例如,夹持板24和25可以包括硬化钢。 [0021] 如图13-15、17和18中最清楚地所示,托架底座10具有安装在其上的射频识别(RFID)标签28。RFID标签28可以用于识别每个托架系统的位置,以及提供附加信息,例如使用的数量、应用的数量和托架系统5的使用期间的面板取向。 [0022] 根据本发明的某些实施例,如图2、4、6-8和11中所示,上部保护盖30包括具有若干钉槽33的上部底座面板32和保护罩34。保护罩34包括顶面板35、侧面板36和后面板37。如下面更完整地所述,在涂布操作期间上部保护盖30的保护罩34保护底座板10的下部夹持区域20免于颜料超范围喷涂。在某些实施例中,从底座面板32的平面到顶面板35测量的保护罩 34的高度典型地在1到50mm、例如5到20mm的范围内。在其侧面板36之间测量的保护罩34的宽度典型地在5到500mm、例如10到100mm的范围内。从其前缘到后面板37测量的保护罩34的深度典型地在5到500mm、例如10到100mm的范围内。顶面板35的前缘可以从下部底座板12的舌部22的前缘悬突例如0到100mm、在某些实施例中1或2mm到10或20mm的距离。 [0023] 上部保护盖30包括托架盖38,所述托架盖构造和布置成覆盖托架底座10的支撑基座14。上部保护盖30包括RFID盖39。 [0024] 如图3、5-8、11和19中最清楚地所示,下部保护盖40包括具有若干连接钉43的下部底座面板42和保护罩44。保护罩44包括底面板45、侧面板46和后面板47。从下部底座面板42延伸的腿盖48构造和布置成覆盖托架底座10的支撑腿18。下部保护盖40也包括RFID盖49。从下部底座面板42的平面到底面板45测量的下部保护罩44的高度典型地在0到50mm、例如1或5mm到20mm的范围内。在其侧面板46之间测量的下部保护罩44的宽度典型地在5到500mm、例如10到100mm的范围内。从其前缘到后面板47测量的下部保护罩44的深度典型地在5到 500mm、例如10到100mm的范围内。 [0025] 保护盖30和40可以通过任何合适的手段安装到托架底座10上。例如,上部保护盖30和/或下部保护盖40可以直接安装到托架底座10上。在某些实施例中,上部和下部保护盖 30和40可以彼此固定、紧固或以另外方式附连。例如,下部保护盖40的连接钉43可以插入上部保护盖30的钉槽33中以便提供盖之间的可分离卡扣配合或压配合。 [0026] 根据本发明的实施例,上部和下部保护盖30和40的至少部分是自支撑的。当在本文中使用时,术语“自支撑”表示盖或其一部分在没有附加支持的情况下保持它的形状。在某些实施例中,至少上部保护盖30的保护罩34和下部保护盖40的保护罩44是自支撑的。以该方式,保护罩34和44在托架系统5的使用期间大致保持它们的形状。例如,当保护盖30和40初始安装在托架底座上时,当面板8固定在托架系统5上时,并且当随后涂布、闪蒸、固化或以另外方式处理面板8时,自支撑保护罩34和44大致保持它们的形状。 [0027] 上部和下部保护盖30和40可以具有大约0.01到大约5mm、例如大约0.03到大约1mm的厚度。它们可以由包括聚合物、金属、陶瓷、复合材料等的任何合适的材料制造。一些合适的聚合物材料包括热固性或热塑性聚合物,例如聚氯乙烯或聚乙烯等。在某些实施例中,选择盖的结构以及所使用的类型和厚度使得盖实质上是刚性的而不是可变形或挠性的。盖可以包括加强区域以增加它们的结构完整性。盖可以典型地能够耐受高温、例如闪蒸操作期间经历的50℃以上的温度和/或固化操作典型地高于65℃的温度。 [0028] 在本发明的某些实施例中,上部和下部保护盖30和40是一次性的,即,它们可以在一次或多次涂布操作之后被丢弃。在某些其它实施例中,上部和下部保护盖30和40是可再使用的,并且可以根据需要被清洁并且再使用。 [0029] 根据本发明的实施例,托架系统5的夹持区域20可以由各种工具、例如手动或自动工具接合。图9和10示出通过使用机器人臂50自动操作托架系统5的例子。在所示的实施例中,机器人臂50包括可以安装在居中定位机器人单元(未显示)的相对臂上的两个夹持组件52。尽管在图9和10的实施例中显示两个夹持组件52,但是应当理解可以替代地使用单夹持组件或两个以上夹持组件。每个夹持组件52包括可操作地接合托架系统5的夹持区域20的相对夹持指54和56。根据本发明的实施例,当托架系统55经历涂布操作时保护由机器人夹持指54和56接合或由任何其它合适的工具接合的夹持区域20免于超范围喷涂。干净夹持区域20的维持提供若干优点,包括保持夹持区域和夹持工具之间的可靠接触,避免夹持工具的污损和避免用于操作托架的机器人工具的污损。 [0030] 图20的流程图示出使用根据本发明的实施例的托架系统的面板涂布过程。该过程的步骤包括:在托架上安装保护盖;在托架上安装至少一个面板;将涂料组分施加到(一个或多个)面板;将托架和(一个或多个)面板运送到固化位置;固化涂料组分;从固化位置运送托架和(一个或多个)面板;以及从托架去除(一个或多个)面板。在去除步骤之前或之后,可以手动地或自动地评价固化涂料的特性。 [0031] 保护盖可以通过机械手段、例如图中所示的卡扣配合布置或通过任何其它合适的手段、例如磁体、粘合剂等安装在托架上。面板可以通过使用磁体或任何其它合适的紧固手段、例如机械紧固件、粘合剂等安装在被覆盖的托架上。在面板安装在托架上之后,将至少一种涂料组分施加到面板。可以将相同或不同涂料组分施加到多个面板的每一个。此外,每个单独的面板可以具有应用于它的单涂料组分或多种涂料组分。根据本发明可以将任何合适的涂料组分施加到面板。例如,一些合适的溶剂型涂料组分包括羟基异氰酸酯、环氧胺、羟基酐、丙烯酸脂、丙烯酸/CAB、醇酸树脂、乙酰丙酮氯胺酮、丙烯酸清漆、乙烯丁醛、环氧/酸、羟基三聚氰胺、硅烷等。一些合适的水基组分包括羟基异氰酸酯、环氧胺、丙烯酸胶乳、羟基三聚氰胺等。 [0032] 涂料组分可以由任何合适的方法应用,例如喷涂、滚动、粉刷、刮刀涂布、旋涂等。 [0033] 在应用(一种或多种)涂料组成之后,可以将托架和面板运送到闪蒸位置和/或固化位置。具有固定涂料面板的托架可以通过使用机器人臂的穿梭系统移动到喷涂器或其它应用区域之外,所述机器人臂抓握托架并且将它移动到滑动机构或其它支撑结构。在托架移动到固化区域之前整个托架可以保持在支撑结构上持续指定闪蒸时间。在某些实施例中,固化位置可以在炉的内部或邻近辐射热源。除了热固化操作以外,托架安装面板可以由其它方法、例如UV固化进行固化。 [0034] 根据本发明的某些实施例,托架和面板可以装载到能够保持多个托架的固化炉中。例如,固化炉可以包括将托架和面板保持在多个堆叠位置的多个滑动托盘。 [0035] 可以常规地选择固化温度和固化时间。例如,用于涂布有标准补漆溶剂底漆颜料系统的汽车补漆测试面板的典型固化程序将典型地具有30至90秒闪蒸、例如60秒闪蒸,接着在炉中固化。托架和面板可以保持在固化炉中持续至少2或3分钟或以上。例如,可以使用10至20分钟的固化时间。可以使用任何合适的闪蒸温度、例如50至80℃或60至70℃。可以使用任何合适的固化温度、例如55至85℃或65至75℃。根据本发明的实施例,保护盖30和40能够耐受这样的固化温度和时间而不熔化、变形或其它降解。 [0036] 在固化操作之后,从固化位置去除并且运送托架和面板,接着从托架去除面板。可以通过逆转上述的装载步骤从固化炉去除并且运送托架和面板。可以经由具有真空工具附件(未显示)的机器人臂从托架去除面板。工具可以放置在面板的涂布表面上,吸盘位于每个角部处,使得没有任何损污将干扰涂布表面的质量。可以以足够的水平应用真空以从托架磁体去除面板。面板然后可以由机器人臂放置在冷却台上。 [0037] 在从托架去除面板之后,可以评价它们。例如,可以进行手动或自动分光光度计测量。在某些实施例中,可以用三轴装置进行质量控制测量,所述三轴装置将涂布面板表面以选定取向和测量图呈现给分光光度计。例如,可以以不同取向进行多次测量。在某些实施例中,当完成测量时,机器人可以将每个面板移动到标记系统,其中面板将被做出合适的标记。标记面板然后可以放置在搁架中,保护颜料表面。在本发明的实施例中,可以提供自动过程,所述自动过程跟踪特定面板、它的涂料配方和关联的反射率或其它特性,并且将这样的信息上载或以另外方式存储在数据库中以用于各种用途。 [0038] 为了该详细描述的目的,除非明确相反地指出,应当理解本发明可以采用各种替代变化和步骤顺序。而且,除非另外指示,表示在说明书和权利要求中使用的量的所有数字应当被理解为在所有情况下由术语“大约”修饰。因此,除非相反地指示,在以下说明书和附带的权利要求中所述的数值参数是可以根据将由本发明获得的期望性质而变化的近似值。至少,但不旨在将等效物的原则限制到权利要求的范围,每个数值参数至少应当考虑报告有效数位的数量并且通过应用普通舍入方法进行理解。 [0039] 尽管在本发明的广义范围上所述的数值范围和参数是近似值,但是尽可能精确地报告具体例子中所述的数值。然而任何数值固有地包含必然由在它们的相应测试测量中出现的标准变化产生的某些误差。 [0040] 而且,应当理解本文中所述的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如,“1到10”的范围旨在包括所述最小值1和所述最大值10之间的所有子范围(并且包括最小值和最大值),也就是说,具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。 [0041] 在本申请中,除非另外具体地说明,单数的使用包括复数并且复数包含单数。另外,在本申请中,除非另外具体地说明,“或”的使用表示“和/或”,尽管可以在某些情况下明确地使用“和/或”。 [0042] 本领域的技术人员将容易领会可以对本发明进行修改而不脱离在前面的描述中公开的概念。这样的修改应当被认为包括在以下权利要求中,除非权利要求通过它们的语言明确地另外说明。因此,在本文中详细所述的特定实施例仅仅是示例性的并且不限制到本发明的范围,本发明的范围应当由附带的权利要求及其任何和所有等效物的完整范围限定。 |