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Die
Erfindung betrifft ein Entstaubungsverfahren, insbesondere zur feuchten
Reinigung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen vor einer Lackierung.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine entsprechende Entstaubungseinrichtung,
die sich zur feuchten Reinigung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen eignet
und beispielsweise eine Schwertbürste als Entstaubungswerkzeug
aufweist.
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In
Lackieranlagen für Kraftfahrzeugkarosseriebauteile müssen
die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile vor dem eigentlichen
Lackiervorgang entstaubt werden, wozu sogenannte Schwertbürsten
eingesetzt werden können, die beispielsweise in
DE 43 14 046 A1 und
DE 103 29 499 B3 beschrieben
sind. Die Schwertbürste ist hierbei an einer Handachse
eines mehrachsigen Roboters montiert und wird von dem Roboter über
die zu entstaubenden Oberflächen der zu lackierenden Kraftfahrzugkarosseriebauteile
geführt, wobei die Schwertbürste die zu entstaubenden
Oberflächen feucht entstaubt.
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Problematisch
an der Verwendung von Schwertbürsten zur Entstaubung von
Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen ist die geringe Toleranz von Schwertbürsten
hinsichtlich der Eintauchtiefe. Einerseits müssen die auf
dem umlaufenden Bürstenband der Schwertbürste
angebrachten Reinigungsbürsten die zu entstau benden Oberflächen
berühren, um diese zu entstauben. Andererseits darf ein
bestimmter Abstand zwischen dem umlaufenden Entstaubungsband der
Schwertbürste und der zu entstaubenden Oberfläche
nicht unterschritten werden, da die Entstaubungsbürsten
mit zunehmender Eintauchtiefe stärker deformiert werden,
was zu Beschädigungen an den Reinigungsbürsten
und im schlimmsten Fall zu einer Kollision zwischen der Schwertbürste
und dem zu entstaubenden Bauteil führen kann.
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Darüber
hinaus ist das Reinigungsergebnis bei Schwertbürsten von
der Eintauchtiefe abhängig, wobei sich ein optimales Reinigungsergebnis
nur erzielen lässt, wenn die Eintauchtiefe innerhalb eines bestimmten
Bereichs bleibt.
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Die
geringe Positionierungstoleranz der bekannten Schwertbürsten
ist insbesondere deswegen problematisch, weil die Positionierung
der zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile in einer Lackieranlage
nur mit einer relativ geringen Positionierungsgenauigkeit möglich
ist, die von der Schwertbürste aufgenommen werden müssten.
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Ein
Grund für die geringe Positionierungsgenauigkeit der zu
entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile besteht darin, dass
die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile in ihren Abmessungen Toleranzen
von bis zu einem Zentimeter aufweisen können, was sich
nicht verändern lässt.
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Ein
weiterer Grund für die geringe Positionierungsgenauigkeit
der zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile besteht darin,
dass die Fördertechnik toleranzbehaftet ist, was sich nur
mit hohen Investitionen in die Fördertechnik ändern
ließe.
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Schließlich
besteht ein Grund für die geringe Positionierungsgenauigkeit
der zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile darin, dass
die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile von einem Gestell (engl. "Skid")
toleranzbehaftet aufgenommen werden.
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Die
Toleranzabweichungen bei der Positionierung der zu entstaubenden
Kraftfahrzeugkarosseriebauteile überschreiten deshalb die
Möglichkeiten des Toleranzausgleichs der Schwertbürste
und führen gelegentlich zu einem Produktionsstillstand durch
die Auslösung eines Kollisionsschutzes.
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Weiterhin
ist aus Klaus Dieter Rupp: "Zur Fehlerkompensation und Bahnkorrektur
für eine mobile Großmanipulator-Anwendung", Springer-Verlag (1996) eine
Flugzeugwaschanlage bekannt, bei der eine Waschbürste von
einem Großmanipulator über die zu waschenden Flugzeugoberflächen
geführt wird. Auch hierbei muss die Eintauchtiefe der Waschbürste
innerhalb eines bestimmten Toleranzfeldes gehalten werden, um einerseits
eine Kollision zwischen der Waschbürste und dem zu reinigenden Flugzeug
zu vermeiden und andererseits eine gute Waschwirkung zu erzielen.
Es ist deshalb aus dieser Druckschrift bekannt, die Eintauchtiefe
der Waschbürste in Abhängigkeit von dem Drehmoment
eines Waschbürstenmotors zu regeln. So nimmt das Drehmoment
des Waschbürstenmotors mit zunehmender Eintauchtiefe ebenfalls
zu, da die Bürsten der Waschbürste mit zunehmender
Eintauchtiefe stärker deformiert werden. Das Drehmoment
des Waschbürstenmotors ist also ein Maß für
die Eintauchtiefe und kann deshalb als Messgröße
benutzt werden.
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Diese
bekannte Regelung der Eintauchtiefe in Abhängigkeit von
dem Drehmoment des Antriebsmotors wurde jedoch bisher aus verschiedenen Gründen
nicht auf Schwertbürsten übertragen.
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Zum
einen ist das Toleranzfeld der Eintauchtiefe bei Schwertbürsten
wesentlich kleiner als bei den vorstehend erwähnten Großwaschanlagen
für Flugzeuge.
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Zum
anderen dienen Schwertbürsten nicht nur zur Entstaubung
von ebenen Oberflächen, sondern werden auch zur Entstaubung
von gekrümmten Oberflächen eingesetzt. Es hat
sich jedoch gezeigt, dass das Antriebsmoment des Schwertbürstenmotors
kein geeignetes Maß für die Eintauchtiefe darstellt,
wenn gekrümmte Oberflächen entstaubt werden.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, beim Einsatz einer
Schwertbürste zur Entstaubung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen
eine möglichst große Positionierungstoleranz zu
erreichen, um die störenden Produktionsstillstände
zu vermeiden, die durch die Auslösung des Kollisionsschutzes
verursacht werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Entstaubungsverfahren und eine entsprechende
Entstaubungseinrichtung gemäß den nebengeordneten
Ansprüchen gelöst.
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Die
Erfindung überträgt das in der vorstehend erwähnten
Dissertation von Klaus Dieter Rupp erwähnte Prinzip einer
Regelung der Eintauchtiefe unter Berücksichtigung des Antriebsmoments
des Bürstenmotors erstmals auf eine Entstaubungseinrichtung
für Kraftfahrzeugkarosseriebauteile. Dies wird erfindungsgemäß ermöglicht,
indem auch die Flächenform des zu entstaubenden Bauteils
ermittelt und bei der Positionskorrektur berücksichtigt
wird. Auf diese Weise können die von der Eintauchtiefe
unabhängigen Wirkungen verschiedener Formgebungen der zu
entstaubenden Oberflächen auf das Drehmoment des Schwertbürstenmotors
berücksichtigt werden.
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Die
Erfindung sieht deshalb ein Entstaubungsverfahren auf, bei dem ein
von einem Antriebsmotor angetriebenes Entstaubungswerkzeug (z. B. eine
Schwertbürste) in eine vorgegebene Entstaubungsposition
gebracht wird, so dass das Entstaubungswerkzeug das zu entstaubende
Bauteil berührt und entstaubt. Die vorgegebene Entstaubungsposition
ist in der Regel ein Bahnpunkt auf einer Roboterbahn, die von einer
Bedienungsperson programmiert ("geteacht") werden kann.
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Bei
der Positionierung des Entstaubungswerkzeugs in die vorgegebene
Entstaubungsposition wird bei dem erfindungsgemäßen
Entstaubungsverfahren eine erste Betriebsgröße
(z. B. das Drehmoment) des Antriebsmotors des Entstaubungswerkzeugs
ermittelt, wobei die erste Betriebsgröße die mechanische
Belastung des Antriebsmotors durch den Berührungskontakt
mit dem zu entstaubenden Bauteil wiedergibt.
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In
Abhängigkeit von der vorgegebenen Entstaubungsposition
und der ermittelten ersten Betriebsgröße des Antriebsmotors
wird dann eine korrigierte Entstaubungsposition berechnet, die Positionstoleranzen
der zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile berücksichtigt
und dadurch die Einhaltung eines engen Toleranzfeldes der Eintauchtiefe
der Schwertbürste ermöglicht.
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Das
Entstaubungswerkzeug wird dann in die derart korrigierte Entstaubungsposition
gebracht.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
die korrigierte Entstaubungsposition nicht nur in Abhängigkeit
von der ersten Betriebsgröße des Antriebsmotors
und der vorgegebenen Entstaubungsposition berechnet, sondern auch
in Abhängigkeit von einem Formfaktor, der die Flächenform
des zu entstaubenden Bauteils an der vorgegebenen Entstaubungsposi tion
wiedergibt. Dies ist sinnvoll, weil die Oberflächenform
des zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteils neben der Eintauchtiefe
ebenfalls das Lastmoment des Antriebsmotors beeinflusst und deshalb
bei der Berechnung der korrigierten Entstaubungsposition berücksichtigt
werden sollte. Im einfachsten Fall kann der Formfaktor mittels eines
Sensors ermittelt werden, der die Auslenkung des Entstaubungsbandes
der Schwertbürste misst, da eine konvexe Oberfläche der
zu entstaubenden Bauteile bei ansonsten gleicher Eintauchtiefe zu
einer stärkeren Auslenkung des Entstaubungsbandes führt
als eine ebene Oberfläche der zu entstaubenden Bauteile.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
zusätzlich eine zweite Betriebsgröße (z.
B. die Drehzahl) des Antriebmotors des Entstaubungswerkzeugs ermittelt
und bei der Berechnung der korrigierten Entstaubungsposition ebenfalls
berücksichtigt. Die korrigierte Entstaubungsposition wird
hierbei also in Abhängigkeit von der vorgegebenen Entstaubungsposition,
der ersten Betriebsgröße (z. B. dem Drehmoment)
und der zweiten Betriebsgröße (z. B. der Drehzahl)
des Antriebsmotors des Entstaubungswerkzeugs berechnet.
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Es
wurde bereits vorstehend erwähnt, dass es sich bei dem
Entstaubungswerkzeug im Rahmen der Erfindung vorzugsweise um eine
Schwertbürste handelt, die als solche ein bürstenbesetztes
Entstaubungsband aufweist, das um zwei Umlenkrollen geführt
ist. Derartige Schwertbürsten sind beispielsweise aus
DE 43 14 046 A1 und
DE 103 29 499 B3 bekannt,
so dass hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise von Schwertbürsten
auf diese beiden Veröffentlichungen verwiesen wird, deren
Inhalt der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen
ist.
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Der
im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff einer Entstaubung ist
nicht auf eine flüssigkeitsfreie Entstaubung beschränkt.
Vielmehr besteht auch im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit,
dass bei der Entstaubung eine Reinigungs- und Antistatikflüssigkeit
auf die zu entstaubenden Oberflächen aufgebracht wird,
um die Reinigungswirkung zu verbessern, wie es beispielsweise aus
DE 199 20 250 A1 bekannt
ist, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldung der vorliegenden
Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist. Vorzugsweise wird
also bei der Entstaubung ein Flüssigkeitsfilm auf die zu
entstaubenden Bauteiloberflächen aufgebracht. Der Begriff der
Entstaubung umfasst also im Rahmen der Erfindung sowohl eine Trockenentstaubung
als auch eine Nassentstaubung. Allerdings ist der Begriff der Entstaubung
im Rahmen der Erfindung zu unterscheiden von Waschverfahren, die
nicht nur einen Flüssigkeitsfilm auf der Bauteiloberfläche
erzeugen, sondern größere Mengen einer Waschflüssigkeit
applizieren.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf Entstaubungsverfahren und Entstaubungseinrichtungen
beschränkt, bei denen als Entstaubungswerkzeug eine Schwertbürste
eingesetzt wird. Vielmehr umfasst die Erfindung auch Entstaubungsverfahren
und Entstaubungseinrichtungen, bei denen andere Typen von Entstaubungswerkzeugen
eingesetzt werden.
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Ferner
ist die Erfindung nicht auf Entstaubungsverfahren und Entstaubungseinrichtungen
beschränkt, bei denen die korrigierte Entstaubungsposition
in Abhängigkeit von dem Drehmoment und der Drehzahl des
Schwertbürstenmotors und in Abhängigkeit von der
Oberflächenform des zu entstaubenden Bauteils berechnet
wird. Vielmehr können bei der Berechnung der korrigierten
Entstaubungsposition auch andere Betriebsgrößen
des Entstaubungswerkzeugs berücksichtigt werden.
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Vorzugsweise
wird das Entstaubungswerkzeug von einem mehrachsigen Entstaubungsroboter positioniert,
wobei im Falle einer Schwertbürste die Montage der Schwertbürste
an einer Handachse des Entstaubungsroboters besonders vorteilhaft
ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Entstaubungsverfahren werden
die zu entstaubenden Bauteile vorzugsweise mittels eines Förderers
entlang einem Förderweg vorbei an dem Entstaubungsroboter transportiert.
Hierbei weist der Förderer ebenfalls Positionierungstungenauigkeiten
auf, die sich zu den bereits eingangs erwähnten Positionierungstungenauigkeiten
addieren und deshalb ebenfalls ausgeglichen oder von dem Entstaubungswerkzeug
toleriert werden müssen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird deshalb die Position des zu entstaubenden Bauteils
auf dem Förderweg ermittelt, wozu beispielsweise ein Positionssensor eingesetzt
werden kann. Die korrigierte Entstaubungsposition wird dann auch
in Abhängigkeit von der ermittelten Position des zu entstaubenden
Bauteils berechnet. Auf diese Weise kann die Positionierungsungenauigkeit
des Förderers ausgeglichen werden und muss somit nicht
von dem Entstaubungswerkzeug aufgenommen werden.
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Bei
den vorstehend erwähnten Sensoren kann es sich beispielsweise
um Ultraschallsensoren, optische Sensoren, Kraftsensoren oder Dehnmessstreifen
(DMS) handeln. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend
erwähnten Sensortypen beschränkt, sondern auch
mit anderen Sensortypen realisierbar.
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Ferner
ist zu erwähnen, dass während der Positionierung
des Entstaubungswerkzeugs vorzugsweise laufend (d. h. in Echtzeit)
eine Korrektur der Entstaubungsposition erfolgt, um die Eintauchtiefe
der Schwerbürste innerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes
zu halten.
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Schließlich
umfasst die Erfindung nicht nur das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Entstaubungsverfahren,
sondern auch eine Entstaubungseinrichtung, bei der die Entstaubungsposition mittels
einer Adaptionseinheit korrigiert wird, um die Eintauchtiefe des
Entstaubungswerkzeugs innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfeldes
zu halten.
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Die
Adaptionseinheit berechnet dabei laufend eine korrigierte Entstaubungsposition
in Abhängigkeit von der ersten Betriebsgröße
(z. B. dem Drehmoment), der zweiten Betriebsgröße
(z. B. der Drehzahl) des Antriebsmotors des Entstaubungswerkzeugs
und/oder in Abhängigkeit von dem Formfaktor, der die Oberflächenform
des zu entstaubenden Bauteils wiedergibt.
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Darüber
hinaus umfasst die Erfindung auch eine Lackieranlage mit einer oder
mehreren Lackierkabinen und der erfindungsgemäßen
Entstaubungseinrichtung.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand
der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1A eine
vereinfachte Querschnittsansicht einer herkömmlichen Schwertbürste
zur Entstaubung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen auf einer ebenen
Karosserieoberfläche,
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1B die
Schwertbürste gemäß 1A auf
einer konvexen Karosserieoberfläche,
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2 ein
regelungstechnisches Ersatzschaltbild einer erfindungsgemäßen
Entstaubungseinrichtung sowie
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3 das
erfindungsgemäße Entstaubungsverfahren in Form
eines Flussdiagramms.
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Die
1A und
1B zeigen
in vereinfachter Form eine Schwertbürste
1, wie
sie beispielsweise in
DE
43 14 046 A1 und
DE
103 29 499 B3 beschrieben ist, so dass hinsichtlich der
weiteren Einzelheiten der Schwertbürste
1 auch
auf diese Druckschriften verwiesen wird, deren Inhalt der vorliegenden
Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise der
Schwertbürste
1 in vollem Umfang zuzurechnen ist.
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Die
Schwertbürste 1 weist zwei parallele Umlenkrollen 2, 3 auf,
um die ein Entstaubungsband 4 herumgeführt ist,
wobei das Entstaubungsband 4 an seiner Außenseite
Entstaubungsbürsten 5 trägt.
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Zur
Entstaubung einer Karosserieoberfläche 6 wird
die Schwertbürste 1 zu positioniert, dass der untere,
gezogene Trum des Entstaubungsbands 4 mit den Entstaubungsbürsten 5 gegen
die Karosserieoberfläche 6 drückt. Die
Entstaubungsbürsten 5 weisen hierbei im unbelasteten
Zustand eine freie Länge l auf, während zwischen
dem unteren, gezogenen Trum des Entstaubungsbands 4 und
der zu entstaubenden Karosserieoberfläche 6 ein
Abstand d liegt. Daraus ergibt sich eine Eintauchtiefe T = l – d. Wichtig
ist hierbei, dass die Eintauchtiefe T innerhalb eines vorgegebenen
Toleranzfeldes bleibt, da eine zu geringe Eintauchtiefe T zu einer
unbefriedigenden Entstaubungswirkung führt, wohingegen
eine zu große Eintauchtiefe T einen starken Verschleiß der
Entstaubungsbürsten 5 verursacht. Darüber
hinaus hat die Eintauchtiefe T auch einen Einfluss auf das Reinigungsergebnis,
wobei ein optimales Reinigungsergebnis voraussetzt, dass die Eintauchtiefe
T innerhalb eines bestimmten Bereichs TMIN < T < TMAX liegt.
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1A zeigt
hierbei die Verwendung der Schwertbürste 1 zur
Entstaubung der ebenen Karosserieoberfläche 6,
wohingegen die Karosserieoberfläche 6 in 1B konvex
ist, was zu einer Auslenkung aIST des unteren,
gezogenen Trums des Entstaubungsbands 4 führt.
Die Auslenkung aIST des unteren, gezogenen
Trums des Entstaubungsbands 4 erhöht das auf einen
Antriebsmotor 7 der Schwertbürste 1 wirkende
Drehmoment MIST, was für das erfindungsgemäße
Entstaubungsverfahren von Bedeutung ist. So wertet das erfindungsgemäße
Entstaubungsverfahren das Drehmoment MIST des
Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1 als
Maß für die Eintauchtiefe T der Schwertbürste 1 aus,
um Positionstoleranzen der zu entstaubenden Karosserieoberfläche 6 auszugleichen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung detailliert anhand des regelungstechnischen
Ersatzschaltbildes in 2 erläutert.
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Die
Schwertbürste 1 ist an einer mehrachsigen Handachse
eines mehrachsigen Entstaubungsroboters 8 montiert, was
eine freie Positionierung des Schwertbürste 1 ermöglicht.
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Die
zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile werden hierbei
von einem Linearförderer 9 entlang einem Förderweg
vorbei an dem Entstaubungsroboter 8 transportiert, so dass
der Entstaubungsroboter 8 die Schwertbürste 1 über
die zu entstaubenden Karosserieoberflächen 6 führen
kann.
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Die
aktuelle räumliche Position und Ausrichtung der Schwertbürste 1 wird
hierbei durch einen Positionsvektor P →IST wiedergegeben
und von einer Steuereinheit 10 entsprechend einer vorgegebenen, geteachten
Roboterbahn geregelt.
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Hierzu
weist die Steuereinheit 10 einen Roboterbahngenerator 11 auf,
der für zuvor programmierte Roboterbahnen Positions vektoren P →TEACH ausgibt, die für die einzelnen
Bahnpunkte die Position eines Tool-Center-Point (TCP) der Schwertbürste 1 sowie
die Ausrichtung der Schwertbürste 1 definieren.
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Die
Positionsvektoren P →TEACH werden dann von
einen Addierer 12 mit einem Korrekturwert ΔP → zu einem
korrigierten Positionsvektor P →KORR umgerechnet,
wie später noch detailliert beschrieben wird.
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Die
korrigierten Positionsvektoren P →KORR in den
Raumkoordinaten werden dann einer Robotersteuerung 13 zugeführt,
welche die Raumkoordinaten in Achskoordinaten umrechnet und den
Entstaubungsroboter 8 entsprechend ansteuert.
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Weiterhin
weist die Steuereinheit 10 eine Adaptionseinheit 14 auf,
die den Korrekturwert ΔP → berechnet und dadurch Positionierungsungenauigkeiten
der zu entstaubenden Karosserieoberflächen 6 ausgleicht.
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Bei
der Berechnung des Korrekturwerts ΔP → wird die Erkenntnis
ausgenutzt, dass das Drehmoment MIST des
Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1 mit
der Eintauchtiefe T zunimmt, da die Entstaubungsbürsten 5 bei
zunehmender Eintauchtiefe T stärker deformiert werden müssen.
Das Drehmoment MIST eignet sich deshalb
als Messgröße für die Einstellung der
Eintauchtiefe T der Schwertbürste.
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Die
erfindungsgemäße Entstaubungseinrichtung weist
deshalb einen Drehmomentsensor 15 auf, der das Drehmoment
MIST des Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1 ermittelt
und zur Auswertung an die Adaptionseinheit 14 weiterleitet.
Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass das Drehmoment
MIST nicht durch den separaten Drehmomentsensor 15 gemessen,
sondern aus den elektrischen Betriebsgrößen des
Antriebsmotors 7 abgeleitet wird, so dass der Drehmomentsensor 15 entbehrlich
ist.
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Das
Drehmoment MIST des Antriebsmotors 7 der
Schwertbürste 1 wird jedoch nicht nur durch die Eintauchtiefe
T der Schwertbürste 1 beeinflusst, sondern auch
durch die Form der zu entstaubenden Karosserieoberfläche 6.
So verursacht die konvexe Karosserieoberfläche 6 gemäß 1B bei
gleicher Eintauchtiefe T ein größeres Drehmoment
MIST als die plane Karosserieoberfläche 6 gemäß 1A.
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Hierbei
ist zu erwähnen, dass 1B einen idealisierten
Zustand zeigt, in dem die Eintauchtiefe über die gesamte
Lange der Schwertbürste 1 konstant ist. In der
Praxis variiert die Eintauchtiefe T jedoch über die Länge
der Schwertbürste 1, da die Entstaubungsbürsten 5 jeweils
eine Feder darstellen.
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Die
Adaptionseinheit 14 berücksichtigt deshalb bei
der Berechnung des Korrekturwerts ΔP → nicht nur das Drehmoment
MIST des Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1,
sondern auch eine Auslenkung aIST des unteren,
gezogenen Trums des Entstaubungsbands 4, da die Auslenkung
aIST einen Formfaktor bildet, der die Flächenform
der zu entstaubenden Karosserieoberfläche 6 wiedergibt.
Die Auslenkung aIST des unteren, gezogenen
Trums des Entstaubungsbands wird hierbei durch einen Auslenkungssensor 16 gemessen,
der beispielsweise als optischer Sensor oder als Ultraschallsenor
ausgebildet sein kann.
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Darüber
hinaus weist die Entstaubungseinrichtung in diesem Ausführungsbeispiel
einen Drehzahlsensor 17 auf, der eine Drehzahl nIST des Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1 misst
und an die Adaptionseinheit 14 weiterleitet, so dass bei
der Berechnung des Korrekturwerts ΔP → auch die Drehzahl nIST berücksichtigt wird.
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Es
wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die zu entstaubenden
Kraftfahrzeugkarosserieteile durch einen Linearförderer 9 entlang
einem Förderweg vorbei an dem Entstaubungsroboter 8 transportiert
werden, wobei der Linearförderer 9 ebenfalls Positionierungsungenauigkeiten
aufweist, die von der erfindungsgemäßen Entstaubungseinrichtung
aufgenommen oder ausgeglichen werden müssen. Die erfindungsgemäße
Entstaubungseinrichtung weist deshalb einen Positionssensor 18 auf,
der eine Position sIST der zu entstaubenden
Kraftfahrzeugkarosseriebauteile entlang dem Förderweg misst
und an die Adaptionseinheit 14 weiterleitet. Die Adaptionseinheit 14 berechnet
dann den Korrekturwert ΔP → auch in Abhängigkeit
von der gemessenen Position sIST der zu
entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile auf dem Förderweg,
wodurch Positionierungsungenauigkeiten des Linearförderers 9 ausgeglichen
werden.
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Im
Folgenden wird nun anhand des Flussdiagramms in 3 das
erfindungsgemäße Entstaubungsverfahren kurz erläutert.
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In
einem ersten Schritt S1 wird zunächst eine Roboterbahn
programmiert ("geteacht"), was an sich aus dem Stand der Technik
bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden
muss. Bei der Programmierung der Roboterbahn in dem Schritt S1 können
jedoch Positionstoleranzen der zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteile
noch nicht berücksichtigt werden.
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Die
Programmierung der gewünschten Roboterbahn kann hierbei
offline erfolgen, d. h. ohne dass der Entstaubungsroboter eine echte
Bewegung ausführt. Hierzu kann beispielsweise die von der
Anmelderin vertriebene Programmiersoftware "3D-OnSite" eingesetzt
werden.
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In
einem Schritt S2 wird dann der jeweils nächste Bahnpunkt P →TEACH auf der zuvor programmierten Roboterbahn
angesteuert.
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Bei
der Ansteuerung des nächsten Bahnpunkts P →TEACH werden
dann in den Schritten S3 bis S6 das Drehmoment MIST des
Antriebsmotors 7 der Schwertbürste 1,
die Drehzahl nIST des Antriebsmotors 7 der
Schwertbürste 1, die Auslenkung aIST des unteren,
gezogenen Trums des Entstaubungsbands 4 und die Position
SIST des zu entstaubenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteils
auf dem Förderweg gemessen.
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In
einem Schritt S7 wird dann aus den zuvor gemessenen Größen
der Korrekturwert ΔP → berechnet, wobei die Berechnung des
Korrekturwerts ΔP → anhand vorgegebener Kennfelder erfolgen
kann.
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In
einem nächsten Schritt S8 wird dann aus dem vorgegebenen
Bahnpunkt P →TEACH und dem Korrekturwert ΔP → ein
korrigierter Bahnpunkt P →KORR berechnet.
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In
einem weiteren Schritt S9 rechnet dann die Robotersteuerung 13 den
korrigierten Bahnpunkt P →KORR aus den Raumkoordinaten
in Achskoordinaten um und steuert den Entstaubungsroboter 8 in
einem nächsten Schritt S10 entsprechend an.
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Die
Schritte S3 bis S10 werden dann in einer Schleife wiederholt, bis
in einem Schritt S11 festgestellt wird, dass der korrigierte Bahnpunkt P →KORR erreicht ist.
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Anschließend
wird dann in einem Schritt S12 geprüft, ob die vorgegebene
Roboterbahn beendet ist. Falls dies nicht der Fall ist, so werden
die Schritte S2 bis S11 in einer Schleife wiederholt, wobei jeweils der
nächste Bahnpunkt P →TEACH der vorgegebenen
Roboterbahn angesteuert wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und
Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken
Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
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- 1
- Schwertbürste
- 2,
3
- Umlenkrollen
- 4
- Entstaubungsband
- 5
- Entstaubungsbürsten
- 6
- Karosserieoberfläche
- 7
- Antriebsmotor
- 8
- Entstaubungsroboter
- 9
- Linearförderer
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Roboterbahngenerator
- 12
- Addierer
- 13
- Robotersteuerung
- 14
- Adaptionseinheit
- 15
- Drehmomentsensor
- 16
- Auslenkungssensor
- 17
- Drehzahlsensor
- 18
- Positionssensor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4314046
A1 [0003, 0024, 0040]
- - DE 10329499 B3 [0003, 0024, 0040]
- - DE 19920250 A1 [0025]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Klaus Dieter
Rupp: "Zur Fehlerkompensation und Bahnkorrektur für eine
mobile Großmanipulator-Anwendung", Springer-Verlag (1996) [0011]