CN100351021C - 用于处理物体的设备 - Google Patents

Abstract

用来处理特别是油漆物体特别是汽车车身的设备，包括至少一个物体放入其中的处理区，特别是一含有处理液的处理池。物体以连续或间歇的平移运动穿过设备。为此设备具有至少两辆成为一对的输送车辆，它们本身分别包括一行走机构和至少一个回转臂，回转臂可绕一第一回转轴回转地与相应的行走机构连接，并与用于待处理物体的支承结构可绕一第二回转轴回转地连接。由进行协调运动的输送车辆对组成的单元本身具有六个自由度，其中至少三个设有驱动装置。间接通过不同部件的相互连接控制不直接存在驱动装置的运动自由度。借助于一对输送车辆也可以将非常大的物体以实际上任意的运动方式放入处理区，特别是浸渍池内。

Description

用于处理物体的设备

技术领域

本发明涉及一种用来处理特别是油漆物体特别是汽车车身的设备，具有：

a)至少一个物体放入其中的处理区，特别是含有处理液的池；

b)一输送装置，物体可以用该装置以连续或间歇的平移运动被引导穿过设备，并且它包括至少一辆第一输送车辆，第一输送车辆本身具有：

ba)一行走机构；

bb)至少一个回转臂，它可绕第一回转轴可回转地与行走机构连接，并与可绕第二回转轴回转的用于待处理物体的支承结构的一个第一部位连接。

背景技术

由DE 201 05 676 U已知一种这一类型的设备。在该设备中每个物体或多个物体由唯一的输送车辆输送，对该输送车辆在其所有的运动自由度上可完全独立于在同一设备中可能存在的其它输送车辆地进行控制。借助于通过回转臂在行走机构和待处理物品之间分布的双铰链连接，并借助于平移运动可以实现对于物体或多个物体的放入和取出运动的不同运动形式。这种设备极其良好地工作，并具有非常好的灵活性。但是对于很大的待油漆物体，特别是对于比较小或比较大的卡车的车身，只有用复杂的措施才能通过唯一输送车辆完成重量的支承和承受在不同的回转运动时所形成的扭矩。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种开头所述类型的设备，用这种设备在灵活性相当的情况下可以处理非常大的物体。

按照本发明这个目的通过这样的方法来实现，即：

c)每辆第一输送车辆附设一第二输送车辆，它同样包括：

ca)一行走机构；

cb)至少一个回转臂，它可绕第一回转轴回转地与行走机构连接，并与可绕第二回转轴回转的支承结构的一个第二部位连接；由此

d)由两辆输送车辆组成的对具有以下六个运动自由度：

-第一输送车辆的平移运动；

-第二输送车辆的平移运动；

-第一输送车辆的回转臂绕其第一回转轴的转动；

-第二输送车辆的回转臂绕其第一回转轴的转动；

-支承结构绕第一输送车辆的第二回转轴的转动；

-支承结构绕第二输送车辆的第二回转轴的转动；

其中

e)对于上述运动自由度中的至少三个设有驱动装置，其中至少一个是平移驱动装置。

也就是说按照本发明两个其结构基本上相当于现有技术中的结构的输送车辆连接成一对。一对车辆作为一个单元相对于系统中其它的输送车辆对和在DE 201 05 676 U的内容中的单辆输送车辆的情况一样是相互独立的。这特别意味着，不同输送车辆对的平移运动和用来将固定在它们上面的物体放入处理区的运动方式一样可以通过单辆输送车辆和/或输送车辆对的单独控制装置和/或设备的控制装置完全相互独立地控制。但是对一对输送车辆内部不同自由度的操纵要协调地进行。这里必须通过一主动驱动装置协调地控制至少三个自由度；通常其它自由度由于两辆输送车辆和支承结构之间的相互连接自动地跟随(动作)。

在不利的几何条件和在输送车辆对内回转臂的一定角度位置时，如果仅仅存在对于三个自由度的驱动装置，可能出现自锁或运动过程的不确定性。因此在个别情况适当的是，设置用于四个运动自由度的驱动装置，其中由一个控制装置与其它运动自由度的驱动装置协调地控制至少一个驱动装置。后一个要求是由于这样的原因产生，即三个驱动装置已经确定了输送车辆对内部的基本运动过程，只须在自锁或运动过程不确定的情况下才起作用的第四个驱动装置不应该与由其它三个驱动装置规定的运动方式相矛盾。

原则上一对内的两辆输送车辆可以具有一个平移驱动装置。它这样地控制两辆车辆，使得将一对内的两辆输送车辆调整到所希望的平均运动速度，同时将两辆输送车辆之间调整到希望的距离。

可选地可以考虑采用本发明的这样一种设计方案，在这种设计方案中一对内的一辆输送车辆具有一平移驱动装置，并设有一可用它改变一对内的两辆输送车辆之间的距离的驱动装置。在这种实施形式时用于第一输送车辆的平移驱动装置规定这一对车辆的“基本送进量”，而借助于第二个驱动装置可这样地改变一对内的第一输送车辆相对于第二输送车辆的运动速度，以将输送车辆之间分别调整到相应于所希望的运动方式所需要的距离。

改变距离的驱动装置可以是丝杆驱动装置(Spindelantrieb)。

如果用于所有运动自由度的所有驱动装置都安装在一对中的一辆输送车辆上，那么在控制技术上特别有利。在这种情况下只主动控制一辆输送车辆就足够了；不需要输入用于第二输送车辆的至少是动力元件的电能。

但是当然也可以设想，根据情况的不同用于多个运动自由度的驱动装置分布在两辆输送车辆上。

通常在一电泳浸渍过程中油漆汽车车身。这里如果采用按本发明的设备，那么这样一种实施形式特别有利，在这种实施形式中一对中的一辆输送车辆建立电源一极和待油漆物体之间的连接，而另一辆输送车辆建立电源相对一极和在待油漆物体内腔内携带的辅助电极之间的连接。正是在大的中空物体中内表面的电泳式浸渍油漆越来越困难，这是因为内腔由于作为法拉第笼的物体的作用基本上没有电(磁)场(Feld)。为了解决这个问题，在待油漆物体的内腔内可以装入一辅助电极，然后通过两辆输送车辆之一向它输入需要的电压。这里两辆输送车辆的基本结构保持相同，其中在一辆输送车辆中用来使物体本身位于沉积电势/电离极(Abscheidepotenzial)上的输入电流，在另一辆输送车辆中用来将辅助电极置于对应电势上。

附图说明

下面借助于附图对本发明的实施例作较详细的说明，附图表示：

图1用于大型汽车车身的浸渍式油漆设备的局部透视图；

图2用放大比例表示一对用在图1的浸渍油漆设备中的输送车辆的侧视图，连同在正常的输送位置的装在车辆上的汽车车身；

图3类似于图2的视图，但是对输送车辆稍作改变；

图4类似于图2和3的视图，其中对输送车辆再次作出改变；

图5至10第一种运动方式的分阶段图，这种运动方式可以在图1至4的设备中在汽车车身的浸入和取出时实现；

图11至17第二种运动方式的分阶段图，这种运动方式可以在图1至4的设备中在汽车车身浸入和取出时实现。

具体实施方式

首先参考图1。这里所示的用于大的汽车车身4，在所示情况下是一辆小型货车的车身的浸渍式油漆设备包括一具有多个垂直支柱和水平横梁的钢结构1，钢结构内悬挂两个电解槽2、2′。向电解槽2、2′装灌处理液例如液体油漆至一定液面高度，汽车车身4应浸(没)入此处理液内。为此借助于一对输送车辆5、5′沿箭头6方向(参见图1)输送该汽车车身4，其中输送车辆对的平移运动可以相互完全独立地进行，并在这些独立运动的过程中输送车辆对5、5′可以减速、加速、停止和运动反向。但是总体上汽车车身4的输送沿图1中的箭头6的方向进行。

在同一对内的输送车辆5、5′的平移运动以下面将详细说明的方式相互协调。

如果下面没有其它说明的话，所有输送车辆5、5′设计成基本上一样的。因此下面借助于图2中左面的输送车辆5对其进行说明。其结构基本上相当于由DE 201 05 676U所知的结构。为了补充理解本输送车辆5参考这份资料。

输送车辆5具有一带两个纵向横梁7的行走机构，其中在图2中只能看到前面一个，在其底侧上分别支承两个可绕一水平轴旋转的轮子9、10。此外车轮9、10分别借助于一单独的未具体画出的转盘(Drehschemel)可绕一垂直轴旋转，使得可以改变车轮9、10相对于各纵向横梁7的方位。

车轮9、10在其本身由钢结构1支承的两条平行导轨面13、14上滚动。导轨面13、14和钢结构1一样仅仅在图1中画出，而在后面的附图中省略，以便简化这些附图。

导轨面13、14之一以在DE 201 05 676 U中所述的方法设一导向筋，输送车辆5的车轮9、10沿此导向筋运动。

输送车辆5具有一浸入装置，它在汽车车身4两侧分别包括一回转臂50、51。该回转臂可以在一平行于输送方向分布的垂直平面内绕一支承在一纵向横梁7中的下回转轴52回转。该回转运动由一在附图中未画出的带减速齿轮的电机(Getriebemotor)促成。

在回转臂50、51外端上分别可回转地支承一短轴(Achsstummel)53，它可借助于一穿过空心回转臂50、51内腔的从一同样未画出的带减速齿轮的电机出发的驱动装置使之旋转。此短轴53在一第一部位处与一用于汽车车身4的支承结构61刚性连接，该支承结构后面再作说明。

在上述DE 201 05 676的内容中通过平衡重来平衡由汽车车身以及支承结构的重量施加在输送车辆回转臂上的扭矩，平衡重安装在该回转臂的突出于下回转轴的加长部分上。在附图中所示的本发明的实施例中此平衡重由一气囊形弹簧88代替，该弹簧通过多个铰接元件89、90与回转臂50、51这样地连接，使得气囊形弹簧88通过汽车车身4和支承结构61的重量被压缩。在所述情况下对这种重量平衡的细节没有兴趣。

输送车辆5的车轮9、10本身没有受到驱动。而是通过单独的如DE 20105 676 U中所述的压辊驱动装置28、29实现输送车辆5的前进运动，所述压辊驱动装置与平行于两个导轨面13、14分布的、垂直布置的固定传动法兰盘26、27共同作用(参见图1)。压辊驱动装置28、29分别包括一驱动电机32、33，该驱动电机驱动两个压辊36、37，它们从两侧分别压在相配的传动法兰盘26和27上。如果给驱动电机32、33通电，那么压辊26、27便在传动法兰盘26、27的相应侧面上滚动并在这时带动输送车辆5在导轨面13、14上向前运动。

图1和2中所示的输送车辆对5、5′的第二输送车辆5′除了后面说明的区别以外和输送车辆5的结构相同。因此输送车辆5′的零件用和输送车辆5相同的，但是加“′”的附图标记表示。如果情况是一致的，那么对第二输送车辆5′便不再作说明。

输送车辆5′以与输送车辆5相反的方向放在导轨面13、14上，使得回转臂50、51，50′、51′的外端相互面对面布置。分别可旋转地支承在输送车辆5′回转臂50′外端上的、本身构成一回转轴的短轴53′刚性地固定在支承结构61的一个第二个部位上。此外汽车车身4可拆卸地固定在它上面的支承结构61在汽车车身4两侧分别包括一个三角形固定框62，它在一个位于下部的角上与一个支承框63刚性连接，汽车车身4安放在支承框63上，在图1和2中所示的正常输送位置该支承框水平分布。两辆输送车辆5、5′的短轴53、53′固定在固定框62的上角区域内。

如上所述，第一输送车辆5的回转轴52、53受到驱动，第一输送车辆5还具有自带的平移驱动装置28，而第二输送车辆5′没有设置这种用于回转轴52′、53′以及直线驱动的驱动装置。如果应该采用相同的输送车辆5、5′，那么便断开输送车辆5′的驱动装置，使得输送车辆5′的回转轴52′、53′在其支承件内自由旋转，且输送车辆5′可自由移动。

相应地只有第一输送车辆5具有一个自己的、装在一控制箱91内一起运动的控制装置。

上述浸渍式油漆设备的工作原理如下：

在浸渍槽2、2′以外的区域内一对内的两辆输送车辆5、5′作同步平移运动。仅仅通过输送车辆5的平移驱动装置28来实现该平移运动。输送车辆5通过存在于它们之间的，由回转臂50、51、支承结构61和回转臂50′、51′构成的连接推动或拉动输送车辆5′。这时回转臂50、51相对于第一输送车辆5的纵向横梁7的角度位置和支承结构61相对于第一输送车辆5的回转臂50、51的角度位置一样，通过相应的驱动装置固定。由此不用附加的固定装置便得到第二输送车辆5′所有运动部件的位置。

如果现在应该将汽车车身4放入浸渍槽2、2′之一，那么可以通过给驱动电机通电-用驱动电机使第一输送车辆5的回转轴52、53旋转-实现浸入运动的实际上是任意的运动方式。从图5至12可以看到这种运动方式的一个例子。这里汽车车身4从输送位置出发首先这样地回转，使它以前部向下浸入处理液(图5和6)，然后重新在处理液内基本上水平布置(图7和8)。接着的取出运动以倒过来的方式进行。也就是说，以其尾部将汽车车身抬起，首先从处理液中取出尾部(图9和10)，然后将前部区域从处理液中转出(图11和12)。然后如果汽车车身4重新到达其正常的、在图12中所示的、其中支承平台63基本上水平布置的输送位置，便继续平移移动两辆输送车辆5、5′。

在图13至17中表示用两辆输送车辆5、5′完成浸入过程的第二种可能性。这里汽车车身4首先以正常输送位置在支承平台63水平布置的情况下行驶到浸渍槽2上方(图13)。然后略微抬起其前部并在输送车辆5、5′后撤的同时将汽车车身4倾斜地以尾部首先部分浸入处理液内(图14和15)。然后颠倒回转方向：现在前部比尾部更深地向下浸入(图16)，接着尾部又进行更深的浸入运动，直至如图17所示，汽车车身4在基本上水平放置的支承平台上完全浸入处理液。然后以相反的顺序向回进行取出运动，因此可以不再加以说明。如果汽车车身4重新位于其正常的输送位置，那么输送车辆对5、5′可以沿水平方向继续行驶。

当然可以通过相应的控制装置实现无穷多的可以最佳地适应当时的条件的其它运动过程。

考察图5至17可以清楚地看到，在浸入运动时两辆输送车辆5、5′之间的距离发生变化。在平移运动中未受驱动的输送车辆5′相对于受平移驱动的输送车辆5的这种相对移动原则上不需要特别的附加措施自动形成。但是在某些不利状态和几何条件时会形成自锁和/或不确定的状态。为了预防这种情况，在图3中所示的输送车辆对的实施例中设有一附加的驱动装置40，用它可以改变两辆输送车辆5、5′之间的距离。该驱动装置40包括一可旋转但不能轴向运动地支承在图3中左面的输送车辆5上的丝杆41，它可在那里通过一电机42旋转。丝杆41平行于输送方向一直延伸到图3右面的没有独立的平移驱动的输送车辆5′，并在那里穿过一与该输送车辆5′刚性连接的螺母。这样的设置使得通过丝杆41的旋转使图3中右面的输送车辆5′驶近输送车辆5，或者离它更远。驱动装置40的控制当然必须和回转臂50、51和50′、51′进行运动的运动方式协调地进行。用这种方法可以克服在两辆输送车辆5、5′的回转臂50、51和50′、51′的运动过程中可能出现的自锁或不确定性。

为了同样的目的取代在两辆输送车辆5、5′之间起作用的附加驱动装置40，也可以给第二输送车辆5′配备一自己的平移驱动装置28′，如图4中所示。可以用相应的方法控制的这种平移驱动装置28′也可以防止运动过程的自锁。

当然不要求所有驱动装置都设置在同一辆输送车辆5上，就象在图2和3中的实施例的情况那样。普遍适用以下的关系：

由两辆输送车辆5、5′和连接它们的支承结构61组成的整个系统具有以下自由度：第一输送车辆5的平移运动，第二输送车辆5′的平移运动，第一输送车辆5的回转臂50、51绕第一回转轴52的回转运动，第二输送车辆5′的回转臂50′、51′绕其第一回转轴52′的回转运动，支承结构61绕第一输送车辆5的上回转轴53的回转运动和支承结构61绕第二输送车辆5′的上回转轴53′的回转运动。在总共这六个自由度中必须有控制地驱动总共三个自由度；在其它三个自由度中不同部分的位置由此自动地形成。无论如何为了克服在不利条件下的自锁和其它不确定性，如上所述，对于第四个自由度设置一驱动装置是有利的。

原则上如何将用于不同自由度的驱动装置分配到两辆输送车辆5、5′上并不重要，并可以按照与设备有关的观点任意地确定。例如代替第一输送车辆5的上回转轴53，可以驱动第二输送车辆5′的上回转轴53′，而其它方面驱动关系不变。

如果将输送车辆5、5′用来引导汽车车身4穿过一电泳式浸渍槽，那么一辆输送车辆5和汽车车身4之间的连接可以用来将汽车车身4置于阴极电势/电位上，而第二输送车辆5′向在汽车车身4内腔内被携带移动的辅助阳极供电。用这种方法可以改善油漆颜料颗粒在汽车车身4的内表面上的沉积，否则该内表面处在无电(磁)场区内。

Claims (10)

1.用来处理物体的设备，具有

a)至少一个物体放入其中的处理区；

b)一输送装置，物体可用它以连续或间歇的平移运动穿过设备，该输送装置包括至少一辆第一输送车辆，第一输送车辆本身具有：

ba)一行走机构；

bb)至少一个回转臂，它可绕一第一回转轴回转地与行走机构连接，并且用于待处理物体的一个支承结构的一第一部位可绕第二回转轴回转地与该回转臂连接；

其特征为：

c)每辆第一输送车辆(5)配设一第二输送车辆(5′)，它同样包括：

ca)一行走机构(7′、9′、10′)；

cb)至少一个回转臂(50′、51′)，它可绕一第一回转轴回转地与行走机构(7′、9′、10′)连接，并且支承结构(61)的一第二个部位通过一第二回转轴(53′)与该回转臂可回转地这样连接；

由此

d)由两辆输送车辆(5、5′)组成的对具有以下六个运动自由度：

-第一输送车辆(5)的平移运动；

-第二输送车辆(5′)的平移运动；

-第一输送车辆(5)的回转臂(50、51)绕其第一回转轴(52)的转动；

-第二输送车辆(5′)的回转臂(50′、51′)绕其第一回转轴(52′)的转动；

-支承结构(61)绕第一输送车辆(5)的第二回转轴(53)的转动；

-支承结构(61)绕第二输送车辆(5′)的第二回转轴(53′)的转动；

其中

e)对于上述运动自由度中的至少三个设有驱动装置，其中至少一个是平移驱动装置。

2.按权利要求1所述的设备，其特征为：对于四个运动自由度设置驱动装置，其中由一控制装置(91)与其它运动自由度的驱动装置相互协调地控制至少一个驱动装置。

3.按权利要求2所述的设备，其特征为：一对中的两辆输送车辆(5、5′)具有一个平移驱动装置(28、28′)。

4.按权利要求2所述的设备，其特征为：一对中的一辆输送车辆(5)具有一个平移驱动装置(28)，并设有一可用来改变一对中的两辆输送车辆(5、5′)之间的距离的驱动装置(40)。

5.按权利要求4所述的设备，其特征为：改变距离的驱动装置(40)是一个丝杆驱动装置。

6.按上述权利要求之任一项所述的设备，其特征为：用于所有运动自由度的所有驱动装置安装在一对中的一辆输送车辆(5)上。

7.按权利要求1至5之任一项所述的设备，其特征为：用于运动自由度的驱动装置分配到两辆输送车辆(5、5′)上。

8.按权利要求1至5之任一项所述的设备，其特征为：其中处理区包括一用于电泳式浸渍油漆的浸渍槽，一对中的一辆输送车辆(5)在一个电源的一极和待油漆物体(4)之间建立连接，而另一辆输送车辆(5′)在一个电源相对极和在待油漆物体(4)内腔内被携带移动的辅助电极之间建立连接。

9.按权利要求1所述的设备，其特征为：所述设备用于油漆汽车车身。

10.按权利要求1所述的设备，其特征为：所述处理区是含有处理液的处理池。

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