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Es wird ein Verfahren zum automatisierten Aufbringen eines Poliermittels auf ein Polierpad angegeben.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, das Polieren von Bauteilen mittels Robotern vollautomatisiert durchzuführen. Dazu kann beispielsweise ein Poliergerät an einem Leichtbauroboter angebracht sein.
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Die Zuführung des Poliermittels zur Polierstelle bzw. auf das Poliergerät oder Polierwerkzeug erfolgt gewöhnlicherweise über Leitungen, welche am Roboterarm befestigt sind. Weiterhin ist es möglich, dass das Polierwerkzeug in einer Wanne mit Poliermittel getränkt wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 021 389 A1 beschreibt z.B. ein Verfahren zum Polieren eines Bauteils, bei welchem ein Poliergerät an einem Leichtbauroboter angebracht ist.
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Nachteilig bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen ist, dass die Zuführung der Polierpaste über Leitungen am Roboterarm den Kollisionsschutz und die Bewegungsfreiheit des Roboters negativ beeinflusst. Weiterhin erfordern die Lösungen zusätzliche Befestigungsmöglichkeiten für die Leitungen oder zusätzliche Wannen zur Aufnahme des Poliermittels. Darüber hinaus kann das Poliermittel mittels der Wannen nicht besonders genau dosiert werden.
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Es ist eine zu lösende Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, ein Verfahren zum automatisierten Aufbringen eines Poliermittels anzugeben, durch welches zumindest einer der vorgenannten Nachteile vermieden werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstandes gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.
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Bei dem hier beschriebenen Verfahren zum automatisierten Aufbringen eines Poliermittels auf ein Polierpad werden eine Poliermittelabgabevorrichtung und ein Roboter bereitgestellt. Die Poliermittelabgabevorrichtung weist einen Behälter zur Aufnahme von Poliermittel, eine Hebeleinrichtung, einen mittels der Hebeleinrichtung betätigbaren Pumpenaktuator und eine Austrittsöffnung auf. Die Poliermittelabgabevorrichtung ist derart ausgebildet, dass Poliermittel, welches im Behälter angeordnet ist, durch Betätigung der Hebeleinrichtung mittels des Pumpenaktuators zur Austrittsöffnung befördert bzw. gepumpt werden kann.
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Der Roboter weist einen Poliermittelaufnahmeabschnitt, der vorzugsweise ein Polierpad umfasst, auf. Bei dem Roboter kann es sich z.B. um einen sogenannten Leichtbauroboter handeln. Vorzugsweise weist der Roboter bzw. Leichtbauroboter einen oder mehrere Kraft- und/oder Momentensensoren auf.
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Bei dem Verfahren wird die Hebeleinrichtung durch den Roboter betätigt, sodass Poliermittel, welches in dem Behälter angeordnet ist, mittels des Pumpenaktuators zur Austrittsöffnung befördert wird und aus der Austrittsöffnung austritt. Das aus der Austrittsöffnung austretende Poliermittel wird durch den Poliermittelaufnahmeabschnitt des Roboters aufgenommen. Dazu kann beispielsweise der Poliermittelaufnahmeabschnitt derart zur Austrittsöffnung positioniert werden, dass das austretende Poliermittel unmittelbar nach dem Austreten auf das Polierpad des Poliermittelaufnahmeabschnitts gelangt. Dieses Anordnen des Poliermittelaufnahmeabschnitts zur Austrittsöffnung kann insbesondere unmittelbar vor dem Betätigen der Hebeleinrichtung durch den Roboter erfolgen. Das Poliermittel kann nach dem Austreten aus der Austrittsöffnung beispielsweise aufgrund der Schwerkraft auf das direkt unter der Austrittsöffnung angeordnete Polierpad gelangen. Bei dem Poliermittel kann es sich insbesondere um eine Polierpaste handeln.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Roboter einen Hebelbetätigungsabschnitt auf, wobei das betätigen der Hebeleinrichtung durch den Hebelbetätigungsabschnitt des Roboters erfolgt. Der Hebelbetätigungsabschnitt kann beispielsweise ein Bestandteil des Manipulators bzw. Roboterarms des Roboters sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Poliermittelaufnahmeabschnitt und der Hebelbetätigungsabschnitt an einem Roboterarm des Roboters ausgebildet. Vorzugsweise sind der Poliermittelaufnahmeabschnitt und der Hebelbetätigungsabschnitt an demselben Roboterarm des Roboters ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Roboter derart ausgebildet sein, dass er bei dem hier beschriebenen Verfahren mit ein und demselben Roboterarm sowohl die Hebeleinrichtung betätigt als auch das austretende Poliermittel aufnimmt.
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Dadurch, dass der Roboter vorzugsweise als Leichtbauroboter ausgebildet ist, kann eine exakte Dosierung des Poliermittels erfolgen, insbesondere da der Roboter aufgrund der Kraft- und Momentensensoren einen exakt definierte Kraft auf die Hebeleinrichtung ausüben kann. Weiterhin kann vorteilhafterweise ein sich anschließender Poliervorgang mithilfe des Leichtbauroboters autonom durchgeführt werden kann, wodurch ein Bauteil vollautomatisch ohne manuellen Eingriff poliert werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Dosierung der Menge des austretenden Poliermittels über eine Regelung einer von dem Hebelbetätigungsabschnitt zurückzulegenden Wegstrecke. Beispielsweise kann bei dem beschriebenen Verfahren der Weg bzw. die Bahn, welche vom Hebelbetätigungsabschnitt zurückgelegt werden muss, exakt vorgegeben sein. Da der Roboter Widerstände feinfühlig detektieren kann, kann zudem festgestellt werden, ob die Pumpbewegung ruckfrei und/oder kontinuierlich verlief, sodass ermittelt werden kann, ob der Vorgang i.O. („in Ordnung“) oder n.i.O. („nicht in Ordnung“) war.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mittels eines oder mehrerer Kraft- und/oder Momentensensoren eine beim Betätigen der Hebeleinrichtung aufzuwenden die Kraft gemessen und in Abhängigkeit der gemessenen Kraft auf eine im Behälter verbleibende Restmenge an Poliermittel geschlossen. Da der mechanische Widerstand beim Betätigen der Hebeleinrichtung bei einem leeren bzw. nahezu leeren Behälter geringer ist als bei einem vollständig oder nahezu vollständig mit Poliermittel gefüllten Behälter, kann mittels des Leichtbauroboters detektiert werden, wie viel Poliermittel sich noch im Behälter befindet. Weiterhin kann bei dem hier beschriebenen Verfahren bei einem unterschreiten einer vordefinierten Restmenge eine Anzeige durch den Roboter erfolgen. Die Anzeige kann beispielsweise optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Verfahren Poliermittel von dem Behälter über eine Poliermittelzuführung zur Austrittsöffnung geleitet, wobei die Poliermittelzuführung einen Druckluftzufuhranschluss aufweist. An dem Druckluftzufuhranschluss kann eine Druckluftquelle angeschlossen sein. Beispielsweise kann bei dem hier beschriebenen Verfahren vor und/oder nach einem Aufnehmen des austretenden Poliermittels durch den Poliermittelaufnahmeabschnitt die Austrittsöffnung mittels Druckluft von Poliermittelresten befreit werden. Dadurch kann vorteilhafterweise ein verkleben an der Austrittsöffnung des Poliermittels verhindert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Aufnehmen des Poliermittels eine Oberfläche eines Bauteils mittels des Roboters poliert. Das Polieren der Bauteiloberfläche kann insbesondere vollautomatisiert erfolgen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Poliervorgang ein weiteres Mal die Hebeleinrichtung mittels des Roboters betätigt, sodass Poliermittel mittels des Pumpenaktuators zur Austrittsöffnung befördert wird und aus der Austrittsöffnung austritt. Das austretende Poliermittel wird wiederum durch den Poliermittelaufnahmeabschnitt bzw. das Polierpad Poliermittelaufnahmeabschnitts des Roboters aufgenommen. Dieser Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen.
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Das hier beschriebene Verfahren zeichnet sich vorteilhafterweise dadurch aus, dass ein automatisches dosieren des Poliermittels bzw. der Polierpaste auf den Poliermittelaufnahmeabschnitt bzw. das Polierpad des Roboters erfolgen kann. Dabei wird insbesondere die Feinfühligkeit des Roboters, welcher vorzugsweise als Leichtbauroboter ausgebildet ist, genutzt.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Poliermittelabgabevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 2 eine schematische Darstellung eines Leichtbauroboters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Poliermittelabgabevorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Poliermittelabgabevorrichtung 1 weist einen Behälter 5 zur Aufnahme von Poliermittel 3 auf. Bei dem Poliermittel 3 handelt es sich z.B. um eine Polierpaste. Weiterhin weist die Poliermittelabgabevorrichtung 1 eine Hebeleinrichtung 6 und einen mittels der Hebeleinrichtung 6 betätigtbaren Pumpenaktuator 7 auf. Darüber hinaus umfasst die Poliermittelabgabevorrichtung 1 einen Druckluftzufuhranschluss 11, welche mit einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) verbunden ist, sowie eine Austrittsöffnung 9 und eine Poliermittelzuführung 14, über welche Poliermittel 3 vom Behälter 5 zur Austrittsöffnung 9 gelangen kann. Die Austrittsöffnung 9 kann eine Mehrzahl von Austrittsdüsen aufweisen.
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Die Poliermittelabgabevorrichtung 1 ist mittels einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln 13 an einer Haltevorrichtung und/oder einer stationären Wand befestigt. Die Hebeleinrichtung 6 weist einen Hebel auf, welcher über eine Drehachse 12 bzw. ein Drehgelenk verschwenkt werden kann, wobei der Pumpenaktuator 7 betätigt wird.
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In der 2 ist eine schematische Darstellung eines Leichtbauroboters 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Leichtbauroboter 2 weist einen Roboterarm 10 und einen als Endeffektor ausgebildeten Poliermittelaufnahmeabschnitt 8 auf. An den Poliermittelaufnahmeabschnitt 8 ist ein Polierpad 4 angeordnet.
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Der Hebel der Hebeleinrichtung 6 wird bei dem hier beschriebenen Verfahren mittels des Roboters 2 bzw. durch einen Hebelbetätigungsabschnitt des Roboters 2 betätigt, sodass Poliermittel zur Austrittsöffnung 9 befördert wird und aus der Austrittsöffnung 9 austritt. Das austretende Poliermittel 3 wird durch den Poliermittelaufnahmeabschnitt 8 des Roboters 2 bzw. durch das Polierpad 4 des Roboters aufgenommen.
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Der Hebelbetätigungsabschnitt und der Poliermittelaufnahmeabschnitt 8 können am selben Roboterarm 10 des Roboters 2 ausgebildet sein.
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Als Teil eines automatisierten Polierprozesses wird durch das hier beschriebene Verfahren ein selbstständiges nachfüllen des Poliermittels 3 auf das am Roboterarm 10 befestigte Polierpad 4 ermöglicht. Durch den Einsatz eines sehr feinfühligen Roboters 2, welcher durch den Hebelbetätigungsabschnitt auf den Hebel der Hebeleinrichtung 6 drückt, kann die Dosierung des Poliermittels 3 unter Nutzung der Feinfühligkeit über die Widerstandserkennung beim Drücken des Hebels sowie über den Druckweg geregelt werden. Dabei kann durch den Roboter 2 vorteilhafterweise auch erkannt werden, wann der Behälter 5 leer ist.
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Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Poliermittelabgabevorrichtung
- 2
- Roboter
- 3
- Poliermittel
- 4
- Polierpad
- 5
- Behälter
- 6
- Hebeleinrichtung
- 7
- Pumpenaktuator
- 8
- Poliermittelaufnahmeabschnitt
- 9
- Austrittsöffnung
- 10
- Roboterarm
- 11
- Druckluftzufuhranschluss
- 12
- Drehachse
- 13
- Befestigungsmittel
- 14
- Poliermittelzuführung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013021389 A1 [0004]
