CN104023945B - 用于热塑性配件的等离子体表面预处理的自动化设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于热塑性配件(4)的等离子体表面预处理的自动化设备(1)包括一方面用于一个热塑性配件的第一支撑装置(2)以及另一方面用于一个等离子体喷枪(5)的第二支撑装置(6)，该等离子体喷枪具有一个旋转的圆柱形端部(8)，该第一支撑装置和/或第二支撑装置(2，6)是可移动的，使得该喷枪(5)和该配件(4)具有相对移动从而使得该喷枪(5)能够行进经过该配件(4)的一个处理区域。该设备(1)在该等离子体喷枪(5)上包括用于控制该喷枪(5)的端部(8)与该配件(4)之间距离的装置。该控制装置包括一个测量杆，该杆被轴向地定位在该等离子体喷枪(5)的端部(8)上。该设备包括在该喷枪(5)的轴线方向上可以移动的一个滑架，该滑架被置于该可移动喷枪(5)与该第二支撑装置(6)之间。该可移动滑架包括用于反作用于围绕一个平衡或停止位置的位移的装置。

Description

用于热塑性配件的等离子体表面预处理的自动化设备
本发明涉及一种用于以等离子体预处理热塑性配件表面的机器人设备，尤其是在用于汽车工业的热塑性配件的涂覆有黏合剂的区域的表面预处理的情况。
在热塑性件(涂覆区域)的机器人等离子体表面预处理中，推荐的是精确地控制等离子体喷枪与有待处理的配件的表面之间的距离以便确保良好的表面张力，这是将底层涂料和黏合剂良好地粘接到这种类型材料上所不可缺少的前提。然而，在一种要点是将有待处理的配件加载到搬运机器人并且使该配件在等离子体喷枪之下高速通过的自动化解决方案的背景下，以这种类型的机器人过程运行的离散风险是高的。
本发明的目标是解决这个问题并且当离散公差非常严格并且该过程不能够考虑这些公差和/或有待处理的材料时要求动态地实施控制/测量解决方案。
本发明实现其目标是通过一种用于以等离子体预处理热塑性配件表面的机器人设备，这种设备包括一方面用于支持一个热塑性配件的第一装置以及另一方面用于支持一个等离子体喷枪的第二装置，该等离子体喷枪具有一个旋转的圆柱形末端装配件，该第一支持装置和/或第二支持装置是可移动的，使得该喷枪和该配件具有相对移动从而允许该喷枪行进经过该配件的一个处理区域，该设备在该等离子体喷枪上包括用于控制该喷枪的末端装配件与该配件之间距离的装置，其特征在于，该控制装置包括一个杆，该杆被轴向地设置在该等离子体喷枪的末端装配件上，由此允许获得一种简单的机械解决方案，该杆有利地与以下提及的用于产生反作用的装置相关联以便保证该杆抵靠该配件，该设备包括在该喷枪的轴线方向上可移动的一个滑架，该滑架被置于该可移动喷枪与该第二支持装置(尤其是一个脚手架)之间，并且该可移动滑架包括用于产生围绕一个平衡或贴合位置的移动的反作用的装置，以便使该滑架、并且该喷枪返回到这个平衡或贴合位置。
借助于这些装置，有可能动态地控制该工具与该配件之间的距离和/或在线控制100％的配件以便保证高的预处理质量，使得开发更容易并且防止和校正生产中可能的漂移。
根据本发明的其他特征，这些特征可以被单独或组合地应用：
-该第一支持装置(或该第二支持装置)由一个搬运机器人构成，尤其是带有一个铰接臂；
-该第二支持装置(或第一支持装置)由一个固定脚手架构成；
-该可移动滑架包括用于在其轴线方向上移动该喷枪的机动装置，由此在某些实施例中允许实时校正通过测量该喷枪与该配件之间的距离而检测到的可能漂移；
-该控制装置包括一个杆，该杆被轴向地设置在该等离子体喷枪的末端装配件上；并且
-该杆在其末端处包括一个笼球，以免在该杆所行进经过的并且该喷枪的末端装配件在其上永久旋转的配件上留痕迹，这样的杆可以被可拆卸地螺旋紧固或卡扣紧固到该喷枪的末端装配件上，从而允许随意地选择和改变杆的合适的长度。
本发明的其他特征和优点将从以下一个示例性实施例的说明中变得清楚。将参见以下附图，在这些附图中：
图1是根据本发明的一个设备的示意图；
图2是图1中的细节A的放大视图；
图3是本发明的设备的等离子体喷枪的详细视图，该喷枪装备有该距离控制系统的第一实施例；
图4是安装在该等离子体喷枪的末端上的距离控制系统的详细视图；并且
图5是本发明的设备的等离子体喷枪的详细视图，该喷枪装备有该距离控制系统的根据两个变体B和C的第二实施例，这两个变体对应地在图6和图7中被更详细地示出。
图1和图2示出了机器人表面处理设备1，该设备包括：
-一方面，一个搬运机器人2，该搬运机器人的一个铰接臂3的末端支承一个工作件4、例如由模制热塑性件制成的一个机动车辆配件，在本案例示出的应用中是一个热塑性尾门；以及
-另一方面，一个竖直等离子体喷枪5，该等离子体喷枪通过一个滑架而被支承在一个脚手架6的一端上，该滑架能够沿等离子体喷枪5的轴线(在此竖直地)滑动并且被定中心在一个平衡位置上(脚手架6例如被固定到地面上)。
喷枪5的末端装配件8将一股等离子体射流引导至配件4上，该射流通过这个搬运机器人2的移动而沿限定在配件4上的一个轨迹9侵蚀该配件(自然，可以使用相反的安排，具有一个静止的配件和由该搬运机器人支承的一个喷枪)。在示出的应用中，这个轨迹9对应于后挡风玻璃在热塑性尾门4上所附接到的区域。喷枪5的末端装配件8是圆柱形的并且围绕其竖直轴线旋转。
本发明旨在提供这种带有用于控制喷枪5的末端装配件8与配件4之间距离的装置的机器人设备，并且是在整个高速动态工作过程中如此。
根据图4和图5中示出的一个第一解决方案，在末端装配件8的下部末端处提供了一个优选是可移除的杆10，所述杆10与末端装配件8是同轴的：杆10可以例如可螺旋紧固到末端装配件8的末端上。这个杆10使得有可能与配件4之间维持距离H并且因此排除离散问题，因为该杆与该配件接触，该杆将通过可移动滑架7吸收路径离散，如果必要的话一个反作用可以被加到该滑架上以确保配件4在喷枪5之下行进时维持与连接到喷枪5上的杆10相接触(在摩擦作用下振动)。杆10如果需要的话可以装备有一个笼球10’以便防止由于喷枪5的旋转以及配件4在该杆之下平移而划伤该配件4(参见图4)。由于杆10是可移除的，就高度而言或者对于磨损，该杆是可互换的并且是柔性的，并且该杆的尺寸可以被确定以维持任何要求的工作高度H。
根据用于控制喷枪末端装配件8与配件4之间的距离H的装置的一个第二实施例，一个激光传感器11或比长仪被结合在杆10的位置处，该激光传感器11或比长仪发射一条射线12至配件4并且测量反射回的射线以便动态地计算和记录喷枪5与配件4之间的距离H，取决于是否希望实时校正喷枪5与配件4之间的距离而采用或不采用可移动滑架系统7。如果希望提供实时校正，则滑架7经由一个机电接口得以机动和伺服控制以便处理该传感器的设定点并且由该机动的可移动滑架7校正喷枪5的位置。如果不可能或者不希望实时校正这个距离，则该可移动滑架7是不需要的。在两种情形下，优点在于以下事实，即可以通过动态地记录喷枪5相对于配件4的位置来进行遥测并且因此限定一个公差范围并获得一种连续过程控制并且因此界定一个公差范围。
根据这个解决方案的一个变体，替代将激光传感器11同轴地结合在该等离子体喷枪中，提供了与等离子体喷枪5和其轴线偏离的一个激光传感器11’，这因此更易于实施。激光射线12’是倾斜的，但激光目标点并不位于喷枪5的工作轴线上并且仅仅给出一个路径离散的指示。因此，在这种构型中通过可移动滑架7来伺服控制喷枪/配件位置的机电校正是不利的，但它仍然可以适合于进行在线位置控制。
自然有可能并且甚至有利的是混合上述这些解决方案。具体地讲，有可能结合以下两方面：一方面，采用杆10并且保证对喷枪5与配件4之间距离的控制的一种简单的并且纯粹的机械解决方案，该距离的离散将自然通过维持接触的机械原理来校正；和另一方面，用传感器11’在线控制等离子体表面预处理过程的解决方案。

Claims (5)

1.一种用于以等离子体预处理热塑性配件(4)表面的机器人设备(1)，这种机器人设备包括一方面用于支持一个热塑性配件的第一支持装置(2)以及另一方面用于支持一个等离子体喷枪(5)的第二支持装置(6)，该等离子体喷枪具有一个旋转的圆柱形末端装配件(8)，该第一支持装置和/或第二支持装置(2，6)是可移动的，使得该等离子体喷枪(5)和该配件(4)具有相对移动从而允许该等离子体喷枪(5)行进经过该配件(4)的一个处理区域(9)，该机器人设备在该等离子体喷枪(5)上包括用于控制该等离子体喷枪(5)的末端装配件(8)与该配件(4)之间距离的控制装置(10，11，11’)，其特征在于，该控制装置(10)包括一个杆，该杆被轴向地设置在该等离子体喷枪(5)的末端装配件(8)上，该机器人设备包括在该等离子体喷枪(5)的轴线方向上可移动的一个滑架(7)，该滑架被置于该等离子体喷枪(5)与该第二支持装置(6)之间，并且该滑架(7)包括用于产生围绕一个平衡或贴合位置的移动的反作用的装置。
2.根据权利要求1所述的机器人设备，其特征在于，该第一支持装置(2)由一个搬运机器人构成。
3.根据权利要求1或2所述的机器人设备，其特征在于，该第二支持装置(6)由一个固定脚手架构成。
4.根据权利要求1或2所述的机器人设备，其特征在于，该滑架(7)包括用于在其轴线方向上移动该等离子体喷枪(5)的机动装置。
5.根据权利要求1或2所述的机器人设备，其特征在于，该杆在其末端处包括一个笼球(10’)。
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