DE102006043604B4

DE102006043604B4 - Tragvorrichtung sowie Roboter mit einer solchen Tragvorrichtung

Info

Publication number: DE102006043604B4
Application number: DE102006043604.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Albrecht; Jan Reichler
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: Eisenmann SE
Priority date: 2006-09-16
Filing date: 2006-09-16
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2026-09-17
Also published as: DE102006043604A1

Abstract

Tragvorrichtung (26) mit wenigstens einer Betriebseinrichtung (83, 102, 103, 104), die zum Betrieb einer von einem Roboter zur Beschichtung von Gegenständen getragenen Applikationseinrichtung (14) erforderlich ist, gekennzeichnet durch a) eine einheitliche Tragstruktur (28), welche die Betriebseinrichtung (83, 102, 103, 104) trägt; b) Haltemittel (60, 58), welche an der Tragstruktur (28) vorgesehen sind und welche zumindest ein Teil (60) eines Gelenks (62) umfassen, so daß die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur (26) um eine durch das Gelenk (62) vorgegebene Achse in verschiedene Winkelstellungen verschwenkbar gelagert ist; wobei c) die Haltemittel (60, 58) eine Arretiereinrichtung (78, 80a, 80b) umfassen, mittels welcher die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur (28) in wenigstens zwei unterschiedlichen Winkelstellungen arretierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung mit wenigstens einer Betriebseinrichtung, die zum Betrieb einer von einem Roboter zur Beschichtung von Gegenständen getragenen Applikationseinrichtung erforderlich ist.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Roboter zur Beschichtung von Gegenständen, welcher eine Applikationseinrichtung trägt.
Derartige Roboter sind zum Beispiel aus der DE 699 17 411 T2 bekannt und werden insbesondere in Lackieranlagen zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien, aber auch zum sonstigen Beschichten auch anderer Gegenstände, eingesetzt. Der meist mehrachsige Roboter führt die Applikationseinrichtung, insbesondere eine Lackspritzpistole oder einen Hochrotationszerstäuber, und kann aufgrund seiner Mehrachsigkeit der Kontur des zu beschichtenden Gegenstandes genau folgen.
Üblicherweise sind in der Nähe der Applikationseinrichtung an einem Armabschnitt des mehrachsigen Roboters Betriebseinrichtungen angebracht, welche zum Betrieb der Applikationseinrichtung erforderlich sind. Zu solchen Betriebseinrichtungen zählen unter anderem unabhängig von dem Arbeitsprinzip der Applikationseinrichtung Lackförderpumpen, Druckluftsteuerungen, Reservoirs für Reinigungsmittel und dergleichen.
Häufig arbeitet die Applikationseinrichtung nach dem elektrostatischen Prinzip. In diesem Fall wird das Beschichtungsmaterial mittels einer Hochspannungselektrode ionisiert und aufgrund elektrostatischer Kräfte auf den zu beschichtenden Gegenstand aufgebracht. Dieser ist hierfür geerdet oder zumindest auf annähernd Massepotential gehalten.
Bei bekannten Robotern sind die Betriebseinrichtungen separat und insbesondere starr am Roboterarm befestigt. Aus diesem Grund sind nicht alle Bereiche der Betriebseinrichtungen von außen derart gut zugänglich, wie es insbesondere für Wartungszwecke wünschenswert ist. Zu den von außen schlecht bis gar nicht zugänglichen Bereichen zählt insbesondere die dem Roboterarm zugewandte Seite der Betriebseinrichtung.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Tragvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche die Wartung der Betriebseinrichtung und des damit betriebenen Roboters und/oder Installationsarbeiten daran erleichtert.
Diese Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Tragvorrichtung gelöst durch

a) eine einheitliche Tragstruktur, welche die Betriebs einrichtung trägt;
b) Haltemittel, welche an der Tragstruktur vorgesehen sind und welche zumindest ein Teil eines Gelenks umfassen, so daß die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur um eine durch das Gelenk vorgegebene Achse in verschiedene Winkelstellungen verschwenkbar gelagert ist; wobei
c) die Haltemittel eine Arretiereinrichtung umfassen, mittels welcher die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur in wenigstens zwei unterschiedlichen Winkelstellungen arretierbar ist.

Unter dem Begriff ”einheitliche” Tragstruktur wird verstanden, daß an dieser alle für eine bestimmte Applikationseinrichtung notwendigen Betriebseinrichtungen angeordnet sein und somit von der Tragvorrichtung getragen werden können. Aufgrund der Ausgestaltung der Haltemittel kann die Tragvorrichtung vom Roboter abgeklappt werden, wodurch sonst von außen schlecht oder gar nicht zugängliche Bereiche der Betriebseinrichtungen erreichbar sind. Auf diese Weise sind Wartungs- und/oder Installationsarbeiten erleichtert.
Dabei sollte es sich bei einer der Winkelstellungen um eine gegenüber dem Abschnitt des Roboters, an welchem die Tragvorrichtung angebracht ist, so stark abgewinkelte Stellung handeln, daß die von der Tragvorrichtung getragenen Betriebseinrichtungen gut von außen zugänglich sind. Dadurch sind am Roboter oder an der Betriebseinrichtung vorzunehmende Arbeiten nochmals erleichtert.
Vorteilhafte Ausbildungen der Tragvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
Es ist ferner günstig, wenn wenigstens eine von der Tragstruktur getragene Betriebseinrichtung wenigstens teilweise einer Abdeckung aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material benachbart ist.
Eine derartige Ausbildung der Tragvorrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Applikationseinrichtung verwendet wird, die nach dem oben erläuterten elektrostatischen Prinzip arbeitet. In diesem Fall liegen üblicherweise alle in elektrisch leitender Verbindung zur Applikationseinrichtung stehenden Betriebseinrichtungen des Roboters auf dem gleichen hohen elektrischen Potential, wie die Applikationseinrichtung selbst. Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Applikationseinrichtung und einer Betriebseinrichtung kann beispielsweise durch den innerhalb lackführender Schläuche zwischen Applikationseinrichtung und Betriebseinrichtung vorliegenden Lack gebildet sein.
Von einer so auf hohem elektrischen Potential liegenden Betriebseinrichtung kann dieses hohe elektrische Potential ohne besondere Schutzmaßnahmen auf den Roboterarm überspringen, wenn dieser, wie es bei handelsüblichen Robotern der Fall ist, aus Metall ist. Derartige Roboterarme sind stets geerdet. Ein solcher Spannungsüberschlag kann gegebenenfalls mit Funkenbildung verbunden sein. Gerade bei lösungsmittelhaltigen Beschichtungsmaterialien besteht dann Explosionsgefahr und ist eine solche Funkenbildung aus sicherheitstechnischen Gründen unbedingt zu vermeiden.
Bei bekannten speziell umgerüsteten Robotern, an denen Betriebseinrichtungen separat befestigt sind, wird die Übertragung des elektrischen Potentials von der Betriebseinrichtung zum Roboterarm dadurch verhindert, daß der Roboterarm aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoff hergestellt ist. Dies hat jedoch zur Folge, daß der bereits vorhandene Roboterarm aus Metall oder einem sonstigen elektrisch leitfähigen Material ausgetauscht werden muss. Dies ist jedoch mit großem Aufwand und zudem mit hohen Kosten verbunden.
Wenn die Tragvorrichtung eine oben angegebene Abdeckung aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material umfaßt, kann die Tragvorrichtung derart an einem herkömmlichen, metallischen Roboterarm angebracht werden, daß durch die Abdeckung eine Betriebseinrichtung gegenüber dem Roboterarm isoliert wird. Dadurch ist die Gefahr einer von der betreffenden Betriebseinrichtung ausgehenden Potentialübertragung auf den Roboterarm und somit die Gefahr eines Spannungsüberschlags weitgehend beseitigt.
Um die von der Tragvorrichtung getragenen Betriebseinrichtungen vor sonstigen äußeren Einflüssen zu schützen, ist es günstig, wenn die Tragstruktur als Gehäuse ausgebildet ist.
Um einen Bereich mit zusätzlichem Explosionsschutz zu schaffen, ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Raum der Tragstruktur, in welchem die Betriebseinrichtung angeordnet ist, zumindest teilweise derart von Spülluft durchströmbar ist, daß in dem Raum ein Überdruck herrscht. Vorstellbar ist dabei zum Beispiel, daß in einem solchen mit Spülluft beaufschlagten Raum das Getriebe und/oder der Motor einer Förderpumpe untergebracht ist. In diesem Fall wäre ein solcher Raum stets bei leichtem Überdruck mit Spülluft zu durchströmen, wodurch kein explosionsfähiges Material, wie z. B. Lösumgsmitteldämpfe, in diesen Raum eindringen kann und das verwendete Getriebe bzw. der eingesetzte Motor nicht durch speziell ausgebildete Gehäuse explosionsgeschützt sein müssen.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Haltemittel derart ausgestaltet sind, daß die Tragvorrichtung baueinheitlich lösbar am Roboter anbringbar und austauschbar ist.
Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, daß ein Beschichtungs-Roboter verhältnismäßig schnell und unkompliziert im Hinblick auf mit der von ihm getragenen Applikationseinrichtung zusammenarbeitende Betriebseinrichtungen angepaßt werden kann.
Roboter in Beschichtungsanlagen können je nach Bedarf mit verschiedenen Applikationseinrichtungen ausgestattet werden. Bei verschiedenen Applikationseinrichtungen können wiederum unterschiedliche Betriebseinrichtungen zum Betrieb derselben erforderlich sein. Wird nun bei einem Roboter eine Applikationseinrichtung ausgewechselt, so kann es vorkommen, daß andere Betriebseinrichtungen notwendig sind, als diejenigen, welche bereits auf dem Roboter montiert sind. Dies bedeutet, daß neben der Applikationseinrichtung gegebenenfalls auch eine oder mehrere Betriebseinrichtungen ausgetauscht und/oder entfernt werden müssen. Aus diesem Grund kann die Stillstandzeit des Roboters und damit der Beschichtungsanlage beim Austausch einer Applikationseinrichtung unter Umständen verhältnismäßig lange ausfallen. Gleichzeitig kann die De- und Neuinstallation von Betriebseinrichtungen, die einzeln am Roboter befestigt sind, recht kompliziert und zeitaufwendig sein.
Auch ohne einen Wechsel der Applikationseinrichtung kann es vorkommen, daß Betriebseinrichtungen entfernt oder zusätzlich installiert werden sollen. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn der Lack zunächst mittels einer Förderpumpe zur Applikationseinrichtung gefördert wird, die Förderung des Lacks in Zukunft jedoch mittels eines Molches erfolgen soll, wie es an und für sich bekannt ist. Dann muß, bei unveränderter Applikationseinrichtung, die Förderpumpe entfernt und dafür beispielsweise eine Molchwechselstation am Roboter angebracht werden.
Die Tragvorrichtung kann nun aufgrund der Haltemittel als Gesamteinheit, also baueinheitlich, ausgewechselt werden. Dies bedeutet, daß z. B. beim Austausch einer Applikationseinrichtung die gesamte Tragvorrichtung einschließlich der von ihr getragenen Betriebseinrichtungen vom Roboter entfernt und gegen eine neue Tragvorrichtung ausgetauscht werden kann, welche auf die neue Applikationseinrichtung abgestimmte Betriebseinrichtungen trägt.
Die oben genannte Aufgabe wird bei einem Roboter der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen ist, wobei am Roboter zu den Haltemitteln der Tragvorrichtung passende Gegenhaltemittel vorgesehen sind.
Ein derartiger Roboter weist also ergänzend Gegenhaltemittel auf, die mit den Haltemitteln der Tragvorrichtung zusammenarbeiten. Derartige Gegenhaltemittel sind auch nachträglich an bekannte Roboter anbringbar, so daß auch in Beschichtungsanlagen bereits betriebene Roboter noch mit einer erfindungsgemäßen Tragvorrichtung versehen werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 einen Schnitt eines eine Applikationseinrichtung tragenden Armabschnitts eines mehrachsigen Roboters entlang der gestuften Schnittlinie I-I in 3, wobei an dem Armabschnitt eine Tragvorrichtung angebracht ist, die in ihrer Betriebsstellung gezeigt ist;
2 einen der 1 entsprechenden Schnitt, wobei die Tragvorrichtung in ihrer Wartungsstellung gezeigt ist; und
3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt des Armabschnitts nach 1 entlang der dortigen Schnittlinie III-III.
1 zeigt einen Armabschnitt 10 mit einem endständigen Gelenkkopf 12 eines hier nicht weiter interessierenden mehrachsigen Roboters, wie er bei Lackieranlagen häufig verwendet wird. Der Gelenkkopf 12 trägt in an und für sich bekannter Weise eine schematisch angedeutete Applikationseinrichtung 14, welche nach dem elektrostatischen Beschichtungsverfahren arbeitet, beispielsweise einen Hochrotationszerstäuber. Dazu ist die Applikationseinrichtung 14 über eine hier nicht gezeigte elektrische Leitung mit einem Hochspannungsgenerator 16 verbunden. Bei elektrostatischen Beschichtungsverfahren werden Beschichtungsmaterialien über eine Hochspannungselektrode ionisiert und mittels elektrostatischer Kräfte auf einen geerdeten oder wenigstens auf annähernd Massepotential gehaltenen zu beschichtenden Gegenstand aufgebracht.
Der Gelenkkopf 12 des Roboters ist über ein Kupplungssglied 18 verdrehbar an einer Stirnseite eines Hohlprofils 20 angebracht. Üblicherweise ist ein derartiges Hohlprofil eines Roboters aus einem den elektrischen Strom leitenden Material, insbesondere aus Aluminium, gefertigt. Wie in 3 zu erkennen ist, ist das Hohlprofil 20 aus drei Längskammern aufgebaut, welche im in 3 gezeigten Schnitt nebeneinander angeordnet sind. An seinem dem Gelenkkopf 12 gegenüberliegenden Ende schließt sich an das Hohlprofil 20 ein Gelenk-/Getriebeteil 22 an. Dadurch kann der Armabschnitt 10 um eine Achse verdreht werden, welche senkrecht auf der jeweiligen Zeichenebene der 1 bzw. 2 steht.
In den 1 bis 3 unterhalb des Hohlprofils 20 ist eine verschwenkbare Tragvorrichtung 26 vorgesehen, mit welcher nachstehend noch erläuterte Betriebseinrichtungen zum Betrieb der Applikationseinrichtung 14 an dem Roboter angebracht sind. Die Tragvorrichtung 26 umfaßt eine Tragstruktur, welche als Gehäuse 28 ausgebildet ist. Unter Umständen kann jedoch auch eine bloße Rahmenkonstruktion oder ein sonstiges tragfähiges Bauteil ohne umgebendes Gehäuse ausreichend sein. Zum Schutz vor Verschmutzung kann ein solches tragfähiges Bauteil mit einem bei Lackierrobotern üblichen Strumpfschlauch abgedeckt sein.
Das Gehäuse 28 umfaßt eine in den 1 bis 3 oben angeordnete Abdeckung 30 aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material. Hierfür kommt z. B. ein graphitfreier Kunststoff in Betracht. Die Abdeckung 30 hat eine Deckplatte 32, zwei Stirnwände 34, 36 sowie zwei Seitenwände 38, 40. Auf der der Deckplatte 32 gegenüberliegenden Seite ist die Abdeckung 30 offen, wodurch sie insgesamt wannen bzw. haubenförmig ausgebildet ist. Die Deckplatte 32 der Abdeckung 30 erstreckt sich etwas über die in den 1 und 2 links gezeigte Stirnwand 34 hinaus.
Von der ersten Seitenwand 38 zur zweiten Seitenwand 40 verläuft senkrecht dazu eine Zwischenwand 42. Zwischen dieser und der in den 1 und 2 links zu erkennenden Stirnwand 34 der Abdeckung 30 erstreckt sich eine Trennwand 44, die parallel zu den Seitenwänden 38, 40 verläuft. Die Trennwand 44 ist in 3 mit gestrichelten Linien gezeigt, um zu verdeutlichen, daß sie im in 3 gezeigten Schnitt hinter der Zeichenebene liegt.
Das Gehäuse 28 der Tragvorrichtung 26 umfaßt ferner zwei Bodenwannen 46, 48 aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material, wofür ebenfalls ein graphitfreier Kunststoff in Frage kommt. Die Bodenwannen 46, 48 sind an der offenen Seite der Abdeckung 30 des Gehäuses 28 angebracht und derart dimensioniert, daß sie sich in ihrer Längsrichtung zwischen der Stirnwand 34 und der Zwischenwand 42 der Abdeckung 30 erstrecken. Senkrecht zu ihrer Längsrichtung weisen sie eine Breite auf, die im wesentlichen dem Abstand zwischen jeweils einer Seitenwand 38, 40 der Abdeckung 30 und der Trennwand 44 entspricht. Die Bodenwannen 46, 48 sind jeweils ein wenig in die offene Seite der Abdeckung 30 hineingeschoben und über nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehene Befestigungswinkel an die entsprechenden Außenränder der Stirnwand 34, der Zwischenwand 42 sowie der Seitenwände 38, 40 der Abdeckung 30 angeschraubt, die der Deckplatte 32 gegenüberliegen.
Die Bodenwanne 46, die Seitenwand 38, die Trennwand 44 sowie die dazwischen verlaufenden Abschnitte der Stirnwand 34 und der Zwischenwand 42 der Abdeckung 30 begrenzen einen ersten Innenraum 50 des Gehäuses 28 der Tragvorrichtung 26. Die zweite Bodenwanne 48, die Seitenwand 40, die Trennwand 44 sowie die dazwischen verlaufenden Abschnitte der Stirnwand 34 und der Zwischenwand 42 der Abdeckung 30 legen einen entsprechenden zweiten Innenraum 52 des Gehäuses 28 fest. Auf den Außenrändern der Zwischenwand 42, der Stirnwand 36 und der dazwischen verlaufenden Abschnitte der Seitenwände 38 und 40 der Abdeckung 30 ist eine Abdeckplatte 56 angebracht, wodurch ein dritter, durch die genannten Wände und die Abdeckplatte 56 begrenzter Innenraum 54 des Gehäuses 28 gebildet ist. Die Befestigungswinkel und -schrauben (ohne Bezugszeichen), mit denen die Bodenwannen 46, 48 an dem Außenrand der Zwischenwand 42 angebracht sind, dienen dabei gleichzeitig zur dortigen Befestigung der Abdeckplatte 56.
Die Stirnwand 36 der Abdeckung 30 trägt außen eine Haltestrebe 58, welche senkrecht auf der Stirnwand 36 steht und einen quadratischen Querschnitt hat.
Die Tragvorrichtung 26 ist an ihrem die Stirnwand 34 umfassenden Endbereich verschwenkbar an dem Armabschnitt 10 des Roboters angebracht. Dazu ist außen an der Stirnwand 34 der Abdeckung 30 ein erstes Gelenkteil 60 eines Scharniergelenks 62 vorgesehen. Das zweite Gelenkteil 64 des Scharniergelenks 62 ist lösbar am Hohlprofil 20 angebracht. Hierfür ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine das zweite Gelenkteil 64 tragende Montagestrebe 66 am Hohlprofil 20 des Armabschnitts 10 angeschraubt. Das erste und das zweite Gelenkteil 60, 64 des Scharniergelenks 62 sind über einen Gelenkbolzen 68 miteinander verbunden, welcher gleichzeitig die Schwenkachse der Tragvorrichtung 26 bildet und in auf der jeweiligen Zeichenebene der 1 und 2 senkrecht stehender Richtung verläuft.
An die in den 1 und 2 nach unten weisende Außenfläche des Getriebe-/Gelenkteils 22 des Roboters ist eine Halteplatte 70 montiert, welche zwei senkrecht zur Plattenfläche, in den 1 und 2 nach unten verlaufende und an ihren freien Enden abgerundete Streben 72 trägt, von denen in den 1 und 2 nur jeweils eine zu erkennen ist. Die Streben 72 sind jeweils mit einer Durchgangsbohrung 74 versehen, die achsparallel zum Gelenkbolzen 68 des Scharniergelenks 62 und koaxial zueinander verlaufen. Die Streben 72 sind in Richtung senkrecht zur jeweiligen Zeichenebene der 1 bzw. 2 derart voneinander beabstandet, daß sie die Haltestrebe 58 des Gehäuses 28 zwischen sich aufnehmen, wenn die Tragvorrichtung 26 die in 1 gezeigte Betriebsstellung einnimmt. Die Haltestrebe 58 weist eine Durchgangsbohrung 76 auf, welche den gleichen Durchmesser wie die Durchgangsbohrungen 74 der Streben 72 der Halteplatte 70 aufweist und in der Betriebsstellung der Tragvorrichtung 26 koaxial dazu verläuft.
Um die Tragvorrichtung 26 in ihrer Betriebsstellung (1) zu arretieren, ist durch die Durchgangsbohrungen 74 der Streben 72 der Halteplatte 70 und die Durchgangsbohrung 76 der Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 ein Sicherungsbolzen 78 geschoben, der an beiden Enden mit einem Außengewinde versehen ist. Zu beiden Seiten der Streben 72 an der Halteplatte 70 ist in an und für sich bekannter Weise jeweils eine von Hand betätigbare Schraubmutter 80a auf den Sicherungsbolzen 78 aufgeschraubt. Die Schraubmuttern 80a ihrerseits sind mittels jeweils eines Sicherungssplints 80b gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert.
Die Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 ist im Bereich ihrer Durchgangsbohrung 76 in Längsrichtung geschlitzt. Über diesen Schlitz ist die Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 auf eine flachen Strebe 82 aufgeschoben, welche sich von der Halteplatte 70 parallel zu den Streben 72 in den 1 und 2 nach unten über die Streben 72 hinaus erstreckt. Die Strebe 82 weist eine erste Durchgangsbohrung auf, welche koaxial zu den Durchgangsbohrungen 74 der Streben 72 der Halteplatte 70 verläuft und hier nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen ist. Eine zweite Durchgangsbohrung 81 mit entsprechendem Durchmesser ist am gegenüberliegenden freien Ende der Strebe 82 vorgesehen und derart angeordnet, daß sie koaxial zur Durchgangsbohrung 76 der Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 verläuft, wenn diese ihre in 2 gezeigte Wartungsstellung einnimmt. Auf diese Weise kann die Tragvorrichtung 26 in ihrer Wartungsstellung mit dem Sicherungsbolzen 78 sowie den zugehörigen Schraubmuttern 80a und Sicherungssplinten 80b gegen eine weitere Schwenkbewegung arretiert werden.
In einer Abwandlung ist die Strebe 82 als separates Bauteil ausgebildet und wird erst im Falle einer Wartung an der Halteplatte 70 befestigt. Beispielsweise kann dazu an der Halteplatte 70 ein Haken oder ein seitlicher Haltebolzen vorgesehen sein, an welchen die Strebe 82 gehängt wird. In diesem Fall kann die Strebe 82 auch seitlich neben der Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 verlaufen, weshalb die Haltestrebe 58 dann nicht geschlitzt ausgebildet sein muß.
Das erste Gelenkteil 60 des Scharniergelenks 62 sowie die Haltestrebe 58 bilden gemeinsam Haltemittel der Tragvorrichtung 26, über welche letztere als Baueinheit an dem Armabschnitt 10 des Roboters lösbar anbringbar ist. Zur lösbaren Befestigung der Tragvorrichtung 26 sind am Armabschnitt 10 des Roboters entsprechende Gegenhaltemittel notwendig, welche hier durch das zweite Gelenkteil 64 und die dieses tragenden Montagestrebe 66 bzw. die Halteplatte 70 gebildet sind.
Im ersten Innenraum 50 des Gehäuses 28 der Tragvorrichtung 26 ist als eine Betriebsvorrichtung zum Betrieb der Applikationseinrichtung 14 eine erste Pumpe 83 vorgesehen. Diese umfaßt die eigentliche Pumpeinheit 84, die an der Innenseite der Deckplatte 32 der Abdeckung 30 angebracht ist. Die Pumpeinheit 84 wird mittels einer Antriebswelle 86 angetrieben. Dazu ist die Antriebswelle 86 an ihrem einem Ende mit einer hier nicht zu erkennenden Pumpwelle der Pumpeinheit 84 und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Getriebe 88 verbunden. Das Getriebe 88 seinerseits wird von einem Motor 90 angetrieben. Das Getriebe 88 und der Motor 90 sind im Innenraum 54 des Gehäuses 28 der Tragvorrichtung 26 untergebracht, weshalb die Antriebswelle 86 durch eine Lageröffnung 92 in der Zwischenwand 42 der Abdeckung 30 zum Getriebe 88 läuft.
Die Pumpeinheit 84 saugt über einen aus dem Innenraum 50 über eine Öffnung 93 in der Bodenwanne 46 (vgl. 3) nach außen laufenden Zuführschlauch 94, der mit einem hier nicht gezeigten Farbreservoir in Verbindung steht, Lack an.
In einer Abwandlung kann der Lack aus dem Farbreservoir zunächst der Pumpeinheit 84 mittels der an und für sich bekannten Molchtechnik zugeführt werden. In diesem Fall ist in Richtung auf die Applikationseinrichtung 14 betrachtet vor der Pumpeinheit 84 eine hier nicht gezeigte Molchwechselstation angeordnet.
Die Pumpeinheit 84 fördert den Lack über einen Abgabeschlauch 96, dessen Verlauf nicht näher gezeigt ist, zur Applikationseinrichtung 14. Der Abgabeschlauch 96 ist elektrisch isoliert und dazu als bekannter Multilayer-Schlauch ausgebildet.
In dem zweiten Innenraum 52 des Gehäuses 28 der Tragvorrichtung 26 ist eine weitere Pumpeinheit an der Abdeckung 30 angebracht, welche entsprechend über eine Antriebswelle mit einem Getriebe und einem Motor zusammenarbeitet. Letztere sind wie das Getriebe 88 und der Motor 90 der ersten Pumpe 83 in dem Innenraum 54 des Gehäuses 28 untergebracht. Die zweite Pumpeinheit ist eingangsseitig ebenfalls über einen Zuführschlauch mit einem Farbreservoir und ausgangsseitig über einen elektrisch isolierten Abgabeschlauch mit der Applikationseinrichtung 14 verbunden.
Wie der ersten Pumpeinheit 84 kann auch der zweiten Pumpeinheit alternativ Lack aus dem Farbreservoir mittels eines Molches zugeführt werden.
Insgesamt ist somit eine zweite Pumpe vorgesehen, welche der in den 1 und 2 zu erkennenden Pumpe 83 entspricht. Dadurch ist ein zweikanaliger Betrieb der Applikationseinrichtung 14 möglich. Darunter ist zu verstehen, daß die Applikationseinrichtung 14 mittels der ersten Pumpe 83 gespeist werden kann, während die zweite Pumpe und die damit verbundenen Zuführ- und Abgabeschläuche gereinigt werden, um bei der zweiten Pumpe einen Farbwechsel zu gestatten. Durch den zweikanaligen Aufbau steht die Applikationseinrichtung 14 während des Reinigungsvorgangs nicht still.
Bei einer weiteren Abwandlung kann anstelle der beiden Pumpen 83 jeweils eine Molchwechselstation vorgesehen sein. In diesem Fall erfolgt die Zuführung des Lackes aus dem Farbreservoir zur Applikationseinrichtung 14 ausschließlich mittels eines Molches, ohne eine zwischengeschaltete Pumpe. Die anstelle der Pumpe 83 vorgesehenen Molchwechselstationen arbeiten dann jeweils mit einer den entsprechenden Farbreservoirs benachbart angeordneten Molchwechselstation zusammen, wie es an und für sich bekannt ist.
Auf der den Bodenwannen 46, 48 gegenüberliegenden Seite der Abdeckung 30 ist auf das Gehäuse 28 ein den elektrischen Strom nicht leitendes Abdeckelement 98 aufgesetzt, welches seinerseits mehrere abgewinkelte Kunststoffelemente aus beispielsweise einem graphitfreien Kunststoff umfaßt, die zum Abdeckelement 98 zusammengefügt und hier nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die äußere Kontur des Abdeckelements 98 ist an die dem Abdeckelement 98 benachbarte äußere Kontur des Hohlprofils 20 des Armabschnitts 10 des Roboters angepaßt. Dabei sind die Abmessungen des Abdeckelements 98 so abgestimmt, dass das Abdeckelement 98 an zwischen Hohlprofil 20 und Abdeckelement 98 vorgesehenen Isolationselementen 100 aus ebenfalls einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material (vgl. 3) anliegt, wenn die Tragvorrichtung 26 ihre in 1 gezeigte Betriebstellung einnimmt. Durch die Isolationselemente 100 wird eine leitende Verbindung zwischen dem Hohlprofil 20 und dem Abdeckelement 98 unterbunden. Im übrigen sind alle sonstigen Verbindungselemente am Roboterarm ebenfalls aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material gefertigt.
Um zusätzlich harte Stöße, welche die Tragvorrichtung 26 unter Umständen während der Bewegung des Roboters im Rahmen des Beschichtungsvorganges erfährt, weitgehend abzufedern, kann das Material der Isolationselemente 100 derart ausgewählt sein, daß es neben seiner Eigenschaft, den elektrischen Strom nicht zu leiten, elastisch ist.
Das Abdeckelement 98 erstreckt sich in Längsrichtung der Tragvorrichtung 26 nicht über deren volle Länge und deckt wenigstens teilweise eine im Bereich 101 zwischen der Abdeckung 30 und dem Abdeckelement 98 (vgl. 3) vorgesehene Betriebseinrichtung 102 ab. Darüberhinaus sind in dem Bereich 101 noch weitere Betriebseinrichtungen 103 und 104 angeordnet, welche zum Betrieb der Applikationseinrichtung 14 erforderlich sind. Bei den Betriebseinrichtungen 102, 103 und 104 handelt es sich um eine Medienwechseleinheit 102 für Lösemittel und Druckluft, um eine Versorgungseinheit 103 für Lösemittel, Druckluft und gegebenenfalls Farbe sowie um eine weitere Farbwechseleinheit 104. Die in den 1 und 2 lediglich schematisch angedeuteten Betriebseinrichtungen 102, 103 und 104 sind weitgehend baugleich und modular aufgebaut.
An der Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 ist ein Kupplungsteil 106 angebracht, an welches ein Kabelschlepp, welcher in üblicher Weise sowohl Versorgungsschläuche als auch Luftdruckleitungen und dergleichen trägt, angeschlossen werden kann. Entsprechende, hier nicht dargestellte Leitungen führen von dem Kupplungsteil 106 zu den entsprechenden Verbrauchern am Armabschnitt 10 des Roboters. Ein Kabelschlepp ist in den 1 und 2 bei dem Bezugszeichen 108 angedeutet. Das Kupplungsteil 106 dient somit als eine Art Adapter zum Anschluß der unterschiedlichen zum Betrieb der Applikationseinrichtung 14 und/oder des Roboters erforderlichen Leitungen und Schläuche.
Der dritte Innenraum 54 des Gehäuses 28 der Tragvorrichtung 26, in welchem die Getriebe 88 und die Motoren 90 der Pumpen 83 untergebracht sind, wird über eine hier nicht gezeigte Zuleitung im Betrieb der Applikationseinrichtung 14 stets bei mäßigem Überdruck mit Spülluft beaufschlagt. Auf diese Weise kann kein explosionsgefährliches Material von außen in den Innenraum 54 des Gehäuses 28 eindringen, weshalb auch Pumpen verwendet werden können, deren Getriebe/Motor-Einheit nicht eigens durch ein entsprechendes Gehäuse explosionsgeschützt ausgebildet ist.
Die Tragvorrichtung 26 kann alle Betriebseinrichtungen aufnehmen, welche zum Betrieb der Applikationseinrichtung 14 erforderlich sind. Sie kann baueinheitlich auf einfache Weise gegen eine sonst baugleiche Tragvorrichtung 26 ausgetauscht werden, welche jedoch andere Betriebseinrichtungen trägt. Ein Austausch der Tragvorrichtung 26 ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn aufgrund geänderter Anforderungen beim Beschichten eines Gegenstandes die Applikationseinrichtung gewechselt werden muss und zum Betrieb derselben andere Betriebseinrichtungen erforderlich sind.
Zum Auswechseln der Tragvorrichtung 26 wird der Kabelschlepp 108 von dem Kupplungsteil 106 getrennt. Dann wird an der einen Stirnseite der Tragvorrichtung 26 der Sicherungsbolzen 78 nach Lösen der Sicherungssplinte 80b und Abschrauben der Schraubmuttern 80a herausgezogen und an der gegenüberliegenden Stirnseite der Tragvorrichtung 26 die Gelenkteile 60 und 64 des Scharniergelenks 62 durch Entfernen des Gelenkbolzens 68 voneinander gelöst. Dadurch ist die gesamte Tragvorrichtung 26 baueinheitlich vom Armabschnitt 10 des Roboters getrennt und kann entfernt werden. Zum Befestigen der Austausch-Tragvorrichtung 26 wird der erläuterte Vorgang in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. Bei einer Abwandlung kann die das zweite Gelenkteil 64 des Scharniergelenks 62 tragende Montagestrebe 66 vom Hohlprofil 20 getrennt werden. Auf diese Weise ist es nicht nötig, ein Scharniergelenk 62 zu verwenden, dessen Gelenkbolzen 68 herausnehmbar ist.
Im Falle einer Wartung einer oder mehrerer der Betriebseinrichtungen (Pumpen 83, Medienwechseleinheit 102, Versorgungseinheit 103 und Farbwechseleinheit 104) muß die Tragvorrichtung 26 nicht vollständig vom Hohlprofil 20 getrennt werden. Vielmehr reicht es aus, die Tragvorrichtung 26 aus ihrer in 1 gezeigten Betriebsstellung in ihre in 2 dargestellte Wartungsstellung zu überführen. Hierzu wird der Sicherungsbolzen 78 nach Entfernen der Schraubmuttern 80a und der Sicherungssplinte 80b aus den Streben 72 herausgeführt, wobei das Scharniergelenk 62 am Hohlprofil 20 des Armabschnitts 10 befestigt bleibt.
Die Tragvorrichtung 26 wird über das Scharniergelenk 62 nach unten verschwenkt, wobei ein seitliches Ausbrechen der Tragvorrichtung 26 durch die Strebe 82 der Halteplatte 70 verhindert ist, da diese in dem Schlitz in der Haltestrebe 58 läuft. Liegen nun die Durchgangsbohrung 76 in der Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 und die Durchgangsbohrung 81 am unteren Ende der Strebe 82 koaxial zueinander, so wird der Sicherungsbolzen 78 durch diese hindurchgeschoben und mittels der Schraubmuttern 80a und Sicherungssplinte 80 gegen ein Herausrutschen gesichert. Somit ist die Tragvorrichtung 26 in ihrer in 2 gezeigten gegenüber dem Hohlprofil 20 abgewinkelten Wartungsstellung arretiert und Wartungsarbeiten können vorgenommen werden. Durch die abgewinkelte Position in der Wartungsstellung der Tragvorrichtung 26 ist ein guter Zugriff durch eine Wartungsperson auf die von der Tragvorrichtung 26 getragenen Betriebseinrichtungen von außen gewährleistet.
Die Tragvorrichtung 26 kann auch verwendet werden, wenn Beschichtungsmaterial mittels eines Verfahrens auf einen Gegenstand gebracht werden soll, welches nicht nach dem elektrostatischen Prinzip arbeitet. In diesem Fall können die Komponenten, welche beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material gefertigt sind, durchaus aus einem anderen, elektrisch leitfähigen Material sein.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel soll jedoch, wie bereits angesprochen, das Beschichtungsmaterial über ein elektrostatisches Beschichtungsverfahren auf einen Gegenstand aufgebracht werden. In diesem Fall liegt im Betrieb der Applikationseinrichtung 14 in der Regel an allen davon getragenen Betriebseinrichtungen, die in leitender Verbindung mit der Applikationseinrichtung 14 stehen, das gleiche hohe elektrische Potential an, wie an der Applikationseinrichtung 14 selbst. Die dadurch mögliche Übertragung des elektrischen Potentials von der Betriebseinrichtung auf das metallische Hohlprofil 20 des Roboters und die damit verbundenen Gefahren wurden eingangs erläutert. Durch die aufgrund des gewählten Materials elektrisch isolierende Abdeckung 30 der Tragvorrichtung 26 ist jedoch zumindest gewährleistet, daß das auf der einen Seite der Abdeckung 30 befindliche Hohlpofil 20 des Armabschnitts 10 des Roboters gegenüber Betriebseinrichtungen, die auf der anderen Seite der Abdeckung 30 angeordnet sind, isoliert ist.
Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 ist die Tragvorrichtung 26 unterhalb des Hohlprofils 20 angeordnet. In einer Abwandlung kann die Tragvorrichtung auch seitlich an dem Hohlprofil 20 oder oberhalb von diesem angebracht sein. Dabei ist die Tragvorrichtung 26 jeweils so modifiziert, daß die Abdeckung 30 aus elektrisch nicht leitfähigem Material jeweils zwischen Hohlprofil 20 und zu isolierender Betriebseinrichtung angeordnet ist. Die übrigen Komponenten aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material sind in einer dem erläuterten Ausführungsbeispiel entsprechenden Relativlage bezogen auf die Abdeckung 30 anzuordnen. Soll nicht elektrostatisch gearbeitet werden, ist eine derartige Modifikation der Tragvorrichtung 26 nicht notwendig.
Die durch das Abdeckelement 98 vorgegebene Außenkontur der Tragvorrichtung 26, die dem Hohlprofil 20 bzw. einem entsprechenden Bauteil eines Roboterarms benachbart ist, kann an die Außenkontur des jeweils eingesetzten Roboterarms angepaßt werden, indem entsprechend geformte Kunststoffelemente zusammengefügt werden. Dadurch müssen keine gegebenenfalls kostspielige Modifikationen am Roboterarm vorgenommen werden, von einer gegebenenfalls notwendigen Installation von Befestigungsmöglichkeiten für das Scharniergelenk 62 und für die Haltestrebe 58 der Tragvorrichtung 26 am Roboterarm einmal abgesehen.
Insgesamt kann die Tragvorrichtung 26 in ihrer konkreten Ausgestaltung individuell an die baulichen Gegebenheiten eines bestimmten handelsüblichen Roboters angepaßt sein. Entsprechend können zwei Tragvorrichtungen 26 für verschiedene Roboter auch unterschiedlicher Hersteller in ihren Abmessungen und ihrer äußeren Kontur stark unterschiedlich ausfallen.

Claims

Tragvorrichtung (26) mit wenigstens einer Betriebseinrichtung (83, 102, 103, 104), die zum Betrieb einer von einem Roboter zur Beschichtung von Gegenständen getragenen Applikationseinrichtung (14) erforderlich ist, gekennzeichnet durch a) eine einheitliche Tragstruktur (28), welche die Betriebseinrichtung (83, 102, 103, 104) trägt; b) Haltemittel (60, 58), welche an der Tragstruktur (28) vorgesehen sind und welche zumindest ein Teil (60) eines Gelenks (62) umfassen, so daß die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur (26) um eine durch das Gelenk (62) vorgegebene Achse in verschiedene Winkelstellungen verschwenkbar gelagert ist; wobei c) die Haltemittel (60, 58) eine Arretiereinrichtung (78, 80a, 80b) umfassen, mittels welcher die an dem Roboter angebrachte Tragstruktur (28) in wenigstens zwei unterschiedlichen Winkelstellungen arretierbar ist.
Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine von der Tragstruktur (28) getragene Betriebseinrichtung (83) wenigstens teilweise einer Abdeckung (30) aus einem den elektrischen Strom nicht leitenden Material benachbart ist.
Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur (28) als Gehäuse (28) ausgebildet ist.
Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Raum (50, 52, 54) der Tragstruktur (28), in welchem die Betriebseinrichtung (83) angeordnet ist, zumindest teilweise derart von Spülluft durchströmbar ist, daß in dem Raum (50, 52, 54) ein Überdruck herrscht.
Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (60, 58) derart ausgestaltet sind, daß die Tragvorrichtung (26) baueinheitlich lösbar am Roboter anbringbar und austauschbar ist.
Roboter zur Beschichtung von Gegenständen, welcher eine Applikationseinrichtung (14) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragvorrichtung (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 vorgesehen ist, wobei am Roboter zu den Haltemitteln (60, 58) der Tragvorrichtung (26) passende Gegenhaltemittel (66, 64, 70) vorgesehen sind.