DE102021104378A1

DE102021104378A1 - Schutzabdeckung für eine Roboterhandachse

Info

Publication number: DE102021104378A1
Application number: DE102021104378.6A
Authority: DE
Inventors: Patrick Häussermann; Peter Marquardt; Joachim Schneider; Ralph Glaser
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2022-08-25
Also published as: MX2023009653A; EP4297939A1; JP2024507930A; WO2022179793A1; CN116887960A; KR20230148168A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzabdeckung (8) für eine Roboterhandachse (2) eines Roboters, insbesondere bei einem Lackierroboter. Die erfindungsgemäße Schutzabdeckung (8) hat eine Schutzhülle (9) zur mindestens teilweisen Umhüllung der Roboterhandachse. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Schutzabdeckung (8) eine proximale Schutzhüllenbefestigung (11, 13, 16) zur Befestigung der Schutzhülle (9) an einer Befestigungsstelle an einem proximalen Bauteil (3) der Roboterhandachse (2) oder an dem Roboterarm (1) des Roboters. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Schutzabdeckung (8) eine distale Schutzhüllenbefestigung zur Befestigung der Schutzhülle (9) an dem Werkzeug (6). Die Erfindung sieht vor, dass die proximale Schutzhüllenbefestigung (11, 13, 16) und vorzugsweise auch die distale Schutzhüllenbefestigung (10) eine Drehbewegung der Schutzhülle (9) relativ zu der Befestigungsstelle an dem proximalen Bauteil der Roboterhandachse (2) oder an dem Roboterarm (1) des Roboters ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzabdeckung für eine Roboterhandachse eines Roboters, insbesondere bei einem Lackierroboter mit einem Rotationszerstäuber.
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden üblicherweise mehrachsige Lackierroboter eingesetzt, die als Applikationsgerät einen Rotationszerstäuber führen, wobei der Rotationszerstäuber an einer mehrachsigen Roboterhandachse montiert ist. Hierbei soll verhindert werden, dass die Roboterhandachse durch den von dem Rotationszerstäuber abgesprühten Lack verschmutzt wird. Es ist deshalb aus dem Stand der Technik bekannt, sogenannte Schutzstrümpfe (Schutzabdeckungen) einzusetzen, die über die Roboterhandachse gezogen werden und diese dadurch vor einer Verschmutzung durch den abgesprühten Lack schützen. Diese sogenannten Schutzstrümpfe bestehen aus einer Schutzhülle, die an ihrem distalen Ende durch Klebeband an dem Rotationszerstäuber festgeklebt wird. An ihrem proximalen Ende wird die Schutzhülle dagegen an einem proximalen Bauteil der Roboterhandachse befestigt, wobei diese Befestigung ebenfalls durch ein Klebeband erfolgen kann.
Problematisch ist hierbei, dass die elastische Schutzhülle den Bewegungen der Roboterhandachse einen mechanischen Widerstand entgegengesetzt. Zum einen kann dies dazu führen, dass sich die Schutzhülle aufgrund der Bewegungen der Roboterhandachse löst, was verhindert werden muss. Zum anderen können die Bewegungen der Roboterhandachse im Betrieb aber auch dazu führen, dass sich die Schutzhülle verdreht, wodurch sich Lackpartikel aus der Schutzhülle lösen können, was zu einer Verschmutzung im Umfeld des Lackierroboters führen kann. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass die Schutzhülle aufgrund ihrer Elastizität den Roboterantrieb mechanisch überlastet, so dass die gewünschten Roboterbewegungen nicht oder nicht mit der gewünschten Positionierungsgenauigkeit durchgeführt werden können.
Zudem besteht die Möglichkeit, insbesondere im durch Lackmaterial verschmutzten Zustand, eines Reißens des Strumpfes unter der entstehenden Zugbelastung. Ein Entgegenwirken der Zugbelastung kann zwar durch Verlängerung des Strumpfmaterials herbeigeführt werden, allerdings wird dadurch auch das Volumen des durch den Strumpf zu schützenden Bereichs vergrößert, was zu einer erhöhten Gefahr eines Kontakts mit dem Lackierobjekt führt. Insbesondere bei an sich schon begrenztem Bewegungsraum, wie z.B. bei der Lackierung im Fahrzeuginnenraum.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbesserte Schutzabdeckung für eine Roboterhandachse zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Schutzabdeckung gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Zunächst ist zu erwähnen, dass sich die erfindungsgemäße Schutzabdeckung besonders dazu eignet, um eine Roboterhandachse eines Lackierroboters zu schützen. Die Erfindung ist jedoch allgemein auch bei einem Beschichtungsroboter einsetzbar, der andere Typen von Beschichtungsmitteln appliziert, wie beispielsweise Klebstoffe, Dämmstoffe, Dichtstoffe, um nur einige Beispiele zu nennen. Darüber hinaus besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass die Schutzabdeckung für einen anderen Robotertyp ausgelegt ist, der ein anderes Werkzeug trägt als einen Rotationszerstäuber.
Die erfindungsgemäße Schutzabdeckung weist zunächst in Übereinstimmung mit der eingangs beschriebenen bekannten Schutzabdeckung eine Schutzhülle auf, die dazu ausgelegt ist, die Roboterhandachse mindestens teilweise zu umhüllen, damit die Roboterhandachse vor einer Verschmutzung geschützt wird. Beispielsweise kann die Schutzhülle hierzu aus einer elastischen und lackundurchlässigen Folie bestehen, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Schutzabdeckung in Übereinstimmung mit der eingangs beschriebenen bekannten Schutzabdeckung eine proximale Schutzhüllenbefestigung auf, um die Schutzhülle an einer Befestigungsstelle an einem proximalen Bauteil der Roboterhandachse oder an dem distalen Roboterarm („Arm 2“) des Roboters zu befestigen. Die Schutzhülle kann also bei der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung wahlweise an der Roboterhandachse selbst oder an dem angrenzenden distalen Roboterarm befestigt werden, wozu die proximale Schutzhüllenbefestigung dient.
Ferner verfügt auch die erfindungsgemäße Schutzabdeckung über eine distale Schutzhüllenbefestigung, die dazu dient, die Schutzhülle an dem Werkzeug (z.B. Rotationszerstäuber) des Roboters zu befestigen. Hierzu kann beispielsweise ein Klebeband eingesetzt werden, wie es auch beim Stand der Technik der Fall ist.
Die Erfindung zeichnet sich nun gegenüber der eingangs beschriebenen bekannten Schutzabdeckung dadurch aus, dass die proximale Schutzhüllenbefestigung eine Drehbewegung der Schutzhülle relativ zu der Befestigungsstelle an dem proximalen Bauteil der Roboterhandachse bzw. an dem Roboterarm des Roboters ermöglicht. Bei einer Bewegung der Roboterhandachse kann die Schutzhülle so der Roboterbewegung folgen. Zum einen wird dadurch verhindert, dass sich die Schutzhülle aufgrund der Bewegungen des Roboters von der Roboterhandachse löst oder verdreht. Zum anderen wird dadurch aber auch verhindert, dass die Schutzabdeckung der Roboterbewegung einen zu großen Widerstand entgegengesetzt, der den Roboterantrieb mechanisch überlasten könnte.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die proximale Schutzhüllenbefestigung zusätzlich einen axialen Anschlag, der axiale Zugkräfte von dem Werkzeug (z.B. Rotationszerstäuber) aufnimmt und so verhindert, dass die Schutzhülle im Betrieb in distaler Richtung von der Roboterhandachse abgezogen wird. Der axiale Anschlag an der proximalen Schutzhüllenbefestigung verhindert also, dass die Schutzhülle aufgrund der im Betrieb auftretenden Roboterbewegungen in distaler Richtung von der proximalen Schutzhüllenbefestigung abgezogen wird.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfüllt die proximale Schutzhüllenbefestigung also zwei technische Funktionen. Zum einen ermöglicht die proximale Schutzhüllenbefestigung eine freie Drehbarkeit der Schutzhülle, damit die Schutzhülle der Roboterbewegung folgen kann. Zum anderen bildet die proximale Schutzhüllenbefestigung aber auch eine zumindest einseitige axiale Fixierung der Schutzhülle, damit diese nicht von der Roboterhandachse herunterrutschen kann.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die proximale Schutzhüllenbefestigung einen unbeweglichen Ring auf, der auch als Klemmring bezeichnet werden kann und an dem Roboterarm des Roboters oder an einem proximalen Bauteil der Roboterhandachse unbeweglich befestigt ist, insbesondere durch eine Schraubverspannung. Der im Rahmen der Erfindung in Bezug auf den Klemmring verwendete Begriff der Unbeweglichkeit bezieht sich hierbei auf die Relativbewegung zwischen dem Ring einerseits und der Befestigungsstelle an dem Roboterarm bzw. an dem proximalen Bauteil der Roboterhandachse andererseits. Der unbewegliche Ring wird also fest an der Befestigungsstelle fixiert.
Darüber hinaus weist die proximale Schutzhüllenbefestigung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen drehbaren Ring auf, der auch als Gleitring bezeichnet wird und der an dem unbeweglichen Ring (Klemmring) angebracht und relativ zu dem unbeweglichen Ring drehbar ist. Die Schutzhülle ist hierbei mit ihrem proximalen Ende an dem drehbaren Ring befestigt, so dass sich die Schutzhülle mit dem drehbaren Ring relativ zu dem Roboterarm drehen kann, da die beiden Ringe (Klemmring und Gleitring) relativ zueinander drehbar sind.
Alternativ kann auch auf einen Klemmring verzichtet werden, falls die auf den drehbaren Ring (Gleitring) wirkende Zugbelastung durch die Kontur der Handachse (z.B. durch einen konstruktionsbedingten Absatz) aufgenommen werden kann.
Es wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die Schutzhülle mit ihrem proximalen Ende an dem drehbaren Ring (Gleitring) befestigt ist. Hierzu kann der drehbare Ring (Gleitring) in seiner äußeren Mantelfläche eine umlaufende Ringnut aufweisen, in der die Schutzhülle befestigt ist. Hierzu wird das proximale Ende der Schutzhülle in die Ringnut hineingedrückt und kann dann in der Ringnut befestigt werden. Alternativ kann der Gleitring mehrere Ringnuten aufweisen, so dass mehrere Strumpflagen unabhängig voneinander wie beschrieben befestigt werden können.
Zur Befestigung des proximalen Endes der Schutzhülle in dem drehbaren Ring (Gleitring) kann ein Befestigungselement eingesetzt werden, das die Schutzhülle in der Ringnut des drehbaren Rings (Gleitring) fixiert. Beispielsweise kann dieses Befestigungselement ein Kabelbinder sein, der die Schutzhülle in die Ringnut presst und dadurch in der Ringnut fixiert. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass das Befestigungselement eine Klemme ist, die wiederverwendbar und zerstörungsfrei lösbar ist, wobei die Klemme die Schutzhülle ebenfalls in die Ringnut presst und dadurch in der Ringnut fixiert.
Alternativ kann die Befestigung der Schutzhülle („Strumpf“) an dem drehbaren Ring (Gleitring) auch durch Klettverschlüsse, Druckknopfverbindungen, Zugbänder, Gummibänder, Klebeband oder ähnliches erfolgen.
Alternativ kann zur Befestigung der Schutzhülle („Strumpf“) an dem drehbaren Ring (Gleitring) auch eine wiederverwendbarer Klemmvorrichtung verwendet werden, z.B. mit zwei durch ein Gelenk verbundenen Halbschalen, welche mittels einer Spannschraube in der Nut des Gleitrings verspannt werden können, so dass die Schutzhülle („Strumpf“) zwischen Gleitring und Klemmvorrichtung verspannt wird.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der drehbare Ring (Gleitring) aus zwei Halbschalen, die zusammengefügt sind und im zusammengefügten Zustand den drehbaren Ring (Gleitring) bilden. Das Befestigungselement (z.B. Kabelbinder, lösbare Klemme) für die Schutzhülle kann dann auch die beiden Halbschalen zusammenhalten, so dass an dem Gleitring auf eine separate Verbindung der beiden Halbschalen beispielsweise durch eine Schraubverspannung verzichtet werden kann.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass auch der unbewegliche Ring (Klemmring) aus zwei Halbschalen bestehen kann, die zu dem unbeweglichen Ring zusammengefügt sind. Die beiden Halbschalen des unbeweglichen Rings (Klemmring) können hierbei durch eine Schraubverbindung zusammengespannt werden, wodurch der unbewegliche Ring (Klemmring) an seiner Befestigungsstelle an dem Roboterarm des Roboters bzw. an dem proximalen Bauteil der Roboterhandachse festgeklemmt werden kann. Die Fixierung des unbeweglichen Rings (Klemmring) an seiner Befestigungsstelle erfolgt hierbei also durch die Klemmverbindung, die auf die beiden Halbschalen des unbeweglichen Rings wirkt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet der unbewegliche Ring (Klemmring) auf seiner äußeren Mantelfläche eine zylinderförmige Gleitfläche, auf welcher der drehbare Ring (Gleitring) gleiten kann, um die Drehbewegung des drehbaren Rings relativ zu dem unbeweglichen Ring zu ermöglichen.
Hierbei kann in dem unbeweglichen Ring (Klemmring) ein Absatz an die Gleitfläche angrenzen, um zu verhindern, dass der drehbare Ring bei axialen Zugkräften auf die Schutzhülle in distaler Richtung von dem unbeweglichen Ring herunterrutscht. Der vorstehend erwähnte Absatz bildet also den axialen Anschlag, der verhindert, dass die Schutzhülle in distaler Richtung von der Roboterhandachse heruntergezogen werden kann.
Alternativ sind auch andere Lagervarianten möglich, wie Kugellager oder Rollenlager.
Alternativ kann, im Falle des oben beschriebenen Gleitlagers, auch eine zusätzliche Schmierung vorgesehen werden, um die Reibung zu mindern. Alternativ kann der Klemmring ohne Lauffläche versehen werden, so dass der Gleitring direkt auf der Handachsenoberfläche angebracht wird und darauf frei um die Handachse rotieren kann.
Um einem abrasiven Abtrag vorzubeugen, kann für diesen Fall auch ein Klebeband zuvor auf die vorzusehende Gleitfläche auf der Handachse angebracht werden, damit der Gleitring auf der Klebebandoberfläche frei gleitet.
Die distale Schutzhüllenbefestigung kann beispielsweise ein Klebeband aufweisen, wie es auch bei dem eingangs beschriebenen bekannten Stand der Technik der Fall ist. Das Klebeband dient dann dazu, das distale Ende der Schutzhülle an dem Werkzeug (z.B. Rotationszerstäuber) festzukleben. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Befestigung der Schutzhülle an dem Rotationszerstäuber nicht auf diese Befestigungsart mittels eines Klebebands beschränkt.
Die distale Befestigung de Schutzhülle („Schutzstrumpf“) am Zerstäuber erfolgt jedoch bevorzugt in ähnlicher Weise wie im Bereich der Handachse. Hierzu wird ein weiteres Mal das oben beschriebene System aus zwei Komponenten verwendet: Ein starr befestigter Klemmring schützt den Gleitring vor Zugbelastung, so dass dieser frei, auf einer am Klemmring angebrachte Fläche, um die Zerstäuberachse rotieren kann.
Alternativ sind auch andere Lagervarianten, wie Kugel- oder Rollenlager, o.ä. möglich.
Alternativ kann auch eine zusätzliche Schmierung vorgesehen werden, um die Reibung zu mindern.
Alternativ kann der Klemmring ohne Lauffläche versehen werden, so dass der Gleitring direkt auf der Zerstäuberoberfläche angebracht wird und darauf frei um die Zerstäuberachse rotieren kann.
Alternativ kann auch auf einen Klemmring verzichtet werden, falls die auf den Gleitring wirkende Zugbelastung durch die Kontur des Zerstäubers (z.B. durch einen konstruktionsbedingten Absatz) gewährleistet wird.
Alternativ kann auch eine Nut direkt in der Zerstäuberkontur vorgesehen werden, in welcher der Gleitring rotieren kann.
Alternativ kann diese Nut und der Gleitring auch über eine spezielle Form (keilförmig, asymmetrisch, o.ä.) im Gleitbereich verfügen, um so die Notwendigkeit der Verwendung beider Gleitkomponenten (spezieller Zerstäuber, spezieller Gleitring) zu bedingen.
Die Schutzhülle („Strumpf“) wird, wie im Bereich der Handachse, bevorzugt mit Hilfe eines Kabelbinders, in einer Nut auf der Oberseite des Gleitrings befestigt.
Alternativ kann der Gleitring auch hier mehrere Nuten aufweisen, so dass mehrere Strumpflagen unabhängig voneinander wie beschrieben befestigt werden können.
Alternativ kann die Schutzhülle („Strumpf“) am Gleitring auch durch Klettverschlüsse, Druckknopfverbindungen, in den Strumpf eingenähte Zugbänder, Gummibänder, Klebeband, o.ä. erfolgen.
Alternativ kann auch die beim Gleitring im Bereich der Handachse beschrieben wiederverwendbare Klemmvorrichtung zur Klemmung der Schutzhülle („Strumpf“) zwischen Gleitring und Klemmvorrichtung verwendet werden.
Alternativ kann die Befestigung der Schutzhülle („Strumpf“) auch direkt auf der Zerstäuberoberfläche, ohne Gleitring, mit allen oben genannten Befestigungsmöglichkeiten erfolgen.
Alternativ kann die Schutzhülle („Strumpf“) auf der Seite des Zerstäubers auch über Aussparungen entsprechend der Fingerelektrode des Zerstäubers aufweisen, so dass ein Einhängen des Strumpfes an den Elektrodenfingern möglich ist und somit auch die distale Schutzhüllenbefestigung im Zerstäuberbereich gewährleistet ist.
Vorstehend wurde die erfindungsgemäße Schutzabdeckung als einzelnes Bauteil beschrieben. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für eine Roboterhandachse eines Roboters, die mit einer solchen Schutzabdeckung versehen ist.
Derartige Roboterhandachsen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden. An dieser Stelle ist lediglich zu erwähnen, dass die Roboterhandachse vorzugsweise mindestens drei Handachsenteile aufweist, die jeweils paarweise aneinander angrenzen und relativ zueinander drehbar sind.
Weiterhin ist hierbei zu erwähnen, dass die proximale Schutzhüllenbefestigung an dem proximalen Handachsenteil der Roboterhandachse befestigt sein kann, wie vorstehend bereits kurz erwähnt werde wurde.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung auch Schutz beansprucht für einen Roboter (z.B. Beschichtungsroboter, Lackierroboter), der mit einer solchen Roboterhandachse ausgestattet ist, wobei die Roboterhandachse mit der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung versehen ist.
Hierbei besteht auch die Möglichkeit, dass auf den distalen Roboterarm mehrere übereinanderliegende Schutzhüllen aufgefädelt sind, die einen Schutzhüllenvorrat bilden, von dem eine Schutzhülle auf die Roboterhandachse gezogen werden kann, um eine abgenutzte Schutzhülle zu ersetzen. Alternativ zum Vorrat an Schutzstrümpfen kann eine nicht auf die Länge konfektionierte Schutzhülle („Endlostrumpf“) auf dem Roboterarm vorgesehen werden.
Die Erfindung beansprucht deshalb auch Schutz für ein Betriebsverfahren zum Auswechseln einer abgenutzten Schutzhülle durch eine neue Schutzhülle. Hierzu werden zunächst die Schutzhüllenbefestigungen an der proximalen Seite und an der distalen Seite gelöst. Anschließend wird die abgenutzte Schutzhülle von der Roboterhandachse entfernt. Hierzu kann die Schutzhülle beispielsweise in distaler Richtung von der Roboterhandachse heruntergezogen werden. Anschließend wird dann von dem Schutzhüllenvorrat auf dem Roboterarm eine neue Schutzhülle auf die Roboterhandachse heruntergezogen. Schließlich werden dann die proximalen und distalen Schutzhüllenbefestigungen fixiert. Anschließend kann dann der Beschichtungsbetrieb fortgesetzt werden.
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.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Roboterhandachse, die einen Rotationszerstäuber führt.
2 zeigt die Roboterhandachse aus 1 mit der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung.
3A zeigt eine axiale Ansicht auf einen Klemmring der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung.
3B zeigt eine Seitenansicht des Klemmrings aus 3A.
4A zeigt eine axiale Ansicht auf einen drehbaren Gleitring der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung.
4B zeigt eine Seitenansicht des drehbaren Gleitrings aus 4A.
5 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung des Austauschs einer abgenutzten Schutzhülle bei der erfindungsgemäßen Schutzabdeckung.

1 zeigt einen Ausschnitt eines Lackierroboters, der in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen eingesetzt werden kann. In den Zeichnungen ist hierbei nur ein distaler Roboterarm 1 dargestellt, der entsprechend der üblichen Fachterminologie auf dem Gebiet der Robotertechnik auch als „Arm 2“ bezeichnet wird, während der nicht dargestellte proximale Roboterarm als „Arm 1“ bezeichnet wird. Derartige Lackierroboter sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb an dieser Stelle nicht näher beschrieben werden.
Am Ende des distalen Roboterarms 1 ist eine mehrachsige Roboterhandachse 2 montiert, die drei Handachsenteile 3, 4 und 5 aufweist, die relativ zueinander drehbar sind.
An dem distalen Handachsenteil 5 der Roboterhandachse 2 ist als Applikationsgerät ein Rotationszerstäuber 6 montiert, der im Betrieb einen Glockenteller 7 mit hoher Geschwindigkeit dreht, wobei der Glockenteller 7 dann den zu applizierenden Lack absprüht. Der Aufbau und die Funktionsweise des Rotationszerstäubers 6 ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt und muss deshalb nicht näher beschrieben werden.
Die Zeichnungen gemäß 1 zeigt die Roboterhandachse 2 ohne eine erfindungsgemäße Schutzabdeckung 8, die jedoch in 2 dargestellt ist und nachfolgend beschrieben wird.
Die Schutzabdeckung 8 weist zunächst eine Schutzhülle 9 auf, die aus einer lackundurchlässigen elastischen Folie besteht, die einen Schlauch bildet.
An ihrem distalen Ende ist die Schutzhülle 9 durch eine distale Schutzhüllenbefestigung 10 an dem Rotationszerstäuber 6 befestigt, die noch detailliert beschrieben wird.
An ihrem proximalen Ende ist die Schutzhülle 9 auf einen drehbaren Gleitring 11 aufgezogen. Hierzu weist der drehbare Gleitring 11 eine umlaufende Ringnut 12 auf, in die das proximale Ende der Schutzhülle 9 von einem Kabelbinder 13 gepresst wird, wodurch das proximale Ende der Schutzhülle 9 fest mit dem drehbaren Gleitring 11 verbunden wird. Eine Drehung der Schutzhülle 9 führt also zu einer entsprechenden Drehung des Gleitrings 11 und umgekehrt.
Der drehbare Gleitring 11 besteht hierbei aus zwei Halbschalen 14, 15, die von dem Kabelbinder 13 zusammengehalten werden. Dies bietet den Vorteil, dass auf ein zusätzliches Verbindungselement zur Verbindung der beiden Halbschalen 14, 15 des drehbaren Gleitrings 11 verzichtet werden kann.
Weiterhin umfasst die proximale Schutzhüllenbefestigung einen Klemmring 16, der ebenfalls aus zwei Halbschalen 17, 18 besteht, wobei die beiden Halbschalen 17, 18 des Klemmrings 16 durch eine Verschraubung 19 zusammengehalten werden. Die Verschraubung 19 ermöglicht es hierbei, den Klemmring 16 auf dem proximalen Handachsenteil 3 festzuklemmen und dadurch zu fixieren. Der Klemmring 16 ist also relativ zu dem proximalen Handachsenteil 3 unbeweglich.
Der Gleitring 11 ist hierbei auf dem Klemmring 16 drehbar. Hierzu sind der Gleitring 11 und der Klemmring 16 koaxial angeordnet, wobei der Klemmring 16 auf seiner Mantelfläche eine Gleitfläche bildet, auf der sich der Gleitring 11 drehen kann.
Darüber hinaus weist der Klemmring 16 an seinem distalen Ende einen Absatz 20 auf, an dem der Gleitring 11 anschlägt. Dies bedeutet, dass der Absatz 20 des Klemmrings 16 verhindert, dass der Gleitring 11 in distaler Richtung axial von dem Klemmring 16 herunterrutschen kann. Dies würde nämlich dazu führen, dass die Schutzhülle 9 von der Roboterhandachse 2 heruntergezogen werden könnte.
Die distale Schutzhüllenbefestigung 10 ist ähnlich aufgebraut wie die vorstehend beschriebene proximale Schutzhüllenbefestigung. Hierzu weist auch die distale Schutzhüllenbefestigung einen Klemmring 10.1, einen Gleitring 10.2 und einen Kabelbinder 10.3 auf. Der Klemmring 10.1 ist auf dem Rotationszerstäuber 6 festgeklemmt. Der Gleitring 10.2 ist auf dem Klemmring 10.1 drehbar gelagert, wobei der Klemmring 10.1 einen axialen Anschlag für den Gleitring 10.2 bildet, so dass der Gleitring 10.2 nicht in proximaler Richtung von dem Klemmring 10.1 herunterrutschen kann. In dem Gleitring 10.2 befindet sich eine umlaufende Ringnut, in der das distale Ende der Schutzhülle 9 durch den Kabelbinder 10.3 fixiert wird. Die Schutzhülle 9 kann sich also zusammen mit dem Gleitring 10.2 relativ zu dem Klemmring 10.1 und damit auch relativ zu dem Rotationszerstäuber 6 drehen.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Schutzabdeckung 8 bietet den Vorteil, dass die Schutzhülle 9 den Bewegungen der Roboterhandachse 2 keinen nennenswerten Widerstand entgegengesetzt, da der Gleitring 11 relativ zu dem Klemmring 16 drehbar ist.
Im Folgenden wird nun das Flussdiagramm gemäß 5 beschrieben, das einen Austausch der abgenutzten Schutzhülle 9 beschreibt.
Hierbei ist zu erwähnen, dass auf den distalen Roboterarm 1 mehrere derartige Schutzhüllen 9 aufgefädelt sein können, die dann übereinanderliegen und einen Schutzhüllenvorrat bilden.
Zum Austausch der abgenutzten Schutzhülle 9 wird in einem ersten Schritt S1 zunächst der Kabelbinder 13 an dem drehbaren Gleitring 11 gelöst, woraufhin der alte Kabelbinder 13 dann entsorgt wird.
In einem zweiten Schritt S2 wird der Kabelbinder 10.3 an dem Gleitring 10.2 des Rotationszerstäubers 6 gelöst, wobei dar Kabelbinder 10.3 dann ebenfalls entsorgt wird.
Anschließend kann die alte Schutzhülle 9 in einem Schritt S3 axial von der Roboterhandachse 2 abgezogen und entsorgt werden.
Im nächsten Schritt S4 wird dann von dem Schutzhüllenvorrat auf dem distalen Roboterarm 1 eine neue Schutzhülle 9 axial in distaler Richtung heruntergezogen, bis sie sich an der gewünschten Position befindet und die Roboterhandachse 2 abdeckt.
Anschließend wird dann in Schritt S5 die neue Schutzhülle 9 mittels eines neuen Kabelbinders 13 auf dem Gleitring 11 fixiert.
Schließlich wird dann in Schritt S6 die neue Schutzhülle 9 auf dem Rotationszerstäuber 6 mittels eines neuen Kabelbinders 10.3 auf dem Gleitring 10.2 fixiert.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende 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. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste

1: Distaler Roboterarm („Arm 2“) des Lackierroboters
2: Roboterhandachse
3: Proximales Handachsenteil
4: Mittlere Handachsenteil
5: Distales Handachsenteil
6: Rotationszerstäuber
7: Glockenteller
8: Schutzabdeckung der Roboterhandachse
9: Schutzhülle
10: Distale Schutzhüllenbefestigung
10.1: Klemmring der distalen Schutzhüllenbefestigung
10.2: Gleitring der distalen Schutzhüllenbefestigung
10.3: Kabelbinder distalen Schutzhüllenbefestigung
11: Drehbarer Gleitring
12: Ringnut in dem drehbaren Gleitring
13: Kabelbinder zur Fixierung der Schutzhülle in der Ringnut des drehbaren Gleitrings
14, 15: Halbschalen des drehbaren Gleitrings
16: Klemmring
17, 18: Halbschalen des Klemmrings
19: Verschraubung zum Zusammenspannen der beiden halbschalen des Klemmrings
20: Absatz an dem Klemmring zur axialen Fixierung des drehbaren Gleitrings

Claims

Schutzabdeckung (8) für eine Roboterhandachse (2) eines Roboters, wobei die Roboterhandachse (2) einerseits an einem Roboterarm (1) montiert ist und andererseits ein Werkzeug (6) trägt, insbesondere an einem Lackierroboter, der als Werkzeug (6) einen Zerstäuber (6) führt, mit a) einer Schutzhülle (9) zur mindestens teilweisen Umhüllung der Roboterhandachse, b) einer proximalen Schutzhüllenbefestigung (11, 12, 13, 16) zur Befestigung der Schutzhülle (9) an einer Befestigungsstelle an einem proximalen Bauteil (3) der Roboterhandachse (2) oder an dem Roboterarm (1) des Roboters, und c) einer distalen Schutzhüllenbefestigung (10) zur Befestigung der Schutzhülle (9) an dem Werkzeug (6), dadurch gekennzeichnet, d) dass die proximale Schutzhüllenbefestigung (11, 12, 13, 16) eine Drehbewegung der Schutzhülle (9) relativ zu der Befestigungsstelle an dem proximalen Bauteil der Roboterhandachse (2) oder an dem Roboterarm (1) des Roboters ermöglicht.
Schutzabdeckung (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die proximale Schutzhüllenbefestigung einen axialen Anschlag (20) bildet, der axiale Zugkräfte von dem Werkzeug (6) aufnimmt und so verhindert, dass die Schutzhülle (9) im Betrieb in distaler Richtung von der Handachse abgezogen wird.
Schutzabdeckung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die proximale Schutzhüllenbefestigung (11, 12, 13, 16) einen unbeweglichen Ring (16) aufweist, der an dem Roboterarm (1) des Roboters oder an einem proximalen Bauteil (3) der Roboterhandachse (2) unbeweglich befestigt oder angeformt ist, insbesondere durch eine Schraubverspannung (19), und/oder b) dass die proximale Schutzhüllenbefestigung (11, 12, 13, 16) einen drehbaren Ring (11) aufweist, der an dem unbeweglichen Ring (16) angebracht ist oder an dem axialen Anschlag anliegt und relativ zu dem unbeweglichen Ring (16) bzw. relativ zu dem axialen Anschlag drehbar ist, und/oder c) dass die Schutzhülle (9) an dem drehbaren Ring (11) befestigt, so dass sich die Schutzhülle (9) mit dem drehbaren Ring (11) relativ zu dem Roboterarm (1) drehen kann.
Schutzabdeckung (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Ring (11) in seiner äußeren Mantelfläche mindestens umlaufende Ringnut (12) aufweist, in der die Schutzhülle (9) befestigt ist.
Schutzabdeckung (8) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle (9) in der Ringnut (12) des drehbaren Rings (11) mittels eines Befestigungselements (13) befestigt ist, wobei das Befestigungselement (13) die Schutzhülle (9) in der Ringnut (12) des drehbaren Rings (11) fixiert.
Schutzabdeckung (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, a) dass der drehbare Ring (11) aus zwei Halbschalen (14, 15) besteht, und b) dass das Befestigungselement (13) für die Schutzhülle (9) auch die beiden Halbschalen (14, 15) des drehbaren Rings (11) zusammenhält.
Schutzabdeckung (8) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Befestigungselement (13) der proximalen Schutzhüllenbefestigung (11, 12, 13, 16) ein Kabelbinder (13) ist, der in der Ringnut (12) gespannt ist und die Schutzhülle (9) in die Ringnut (12) presst, oder b) dass das Befestigungselement der proximalen Schutzhüllenbefestigung eine wiederverwendbare und zerstörungsfrei lösbare Klemme ist, welche die Schutzhülle (9) in die Ringnut (12) presst, oder c) dass das Befestigungselement der proximalen Schutzhüllenbefestigung mindestens einen Klettverschluss, mindestens einen Druckknopf oder mindestens ein Zugband aufweist.
Schutzabdeckung (8) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass der unbewegliche Ring (16) aus zwei Halbschalen (17, 18) besteht, die zu dem unbeweglichen Ring (16) zusammengefügt sind, b) dass die beiden Halbschalen (17, 18) des unbeweglichen Rings (16) optional durch eine Schraubverbindung (19) zusammengespannt werden und den unbeweglichen Ring (16) dadurch an seiner Befestigungsstelle an dem Roboterarm (1) des Roboters oder an einem proximalen Bauteil (3) der Roboterhandachse (2) festklemmen.
Schutzabdeckung (8) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass der unbewegliche Ring (16) auf seiner äußeren Mantelfläche oder die Außenfläche der Roboterhandachse eine Gleitfläche bildet, auf welcher der drehbare Ring (11) gleiten kann, um eine Drehbewegung des drehbaren Rings (11) relativ zu dem unbeweglichen Ring (16) bzw. relativ zu der Roboterhandachse zu ermöglichen, und/oder b) dass der unbewegliche Ring (16) auf der distalen Seite der Gleitfläche optional einen Absatz (20) aufweist, um zu verhindern, dass der drehbare Ring (11) bei axialen Zugkräften auf die Schutzhülle (9) in distaler Richtung von dem unbeweglichen Ring (16) herunterrutscht, und/oder c) dass Gleitfläche auf der Außenfläche der Roboterhandachse zur Reibungsminderung mit einem reibungsmindernden Klebeband beklebt ist oder mit einem Schmiermittel geschmiert ist.
Schutzabdeckung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die distale Schutzhüllenbefestigung (10) optional mindestens ein Klebeband, mindestens einen Druckknopf oder mindestens ein Zugband aufweist, wobei die Schutzhülle (9) damit an dem Werkzeug befestigt ist, b) dass die Schutzhülle (9) optional elastisch ist, c) dass die Schutzhülle (9) optional lackundurchlässig ist, d) dass die Schutzhülle (9) optional aus einer Folie besteht.
Schutzabdeckung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass die distale Schutzhüllenbefestigung (10) einen unbeweglichen Ring (10.1) aufweist, der an dem Zerstäuber (6) unbeweglich befestigt oder angeformt ist, insbesondere durch eine Schraubverspannung, und/oder b) dass die distale Schutzhüllenbefestigung (10) einen drehbaren Ring (10.2) aufweist, der relativ zu dem Zerstäuber (6) drehbar ist, wobei der drehbare Ring (10.2) der distalen Schutzhüllenbefestigung (10) b1) an dem unbeweglichen Ring (10.1) der distalen Schutzhüllenbefestigung (10) drehbar angebracht ist oder b2) an einem axialen Anschlag anliegt, oder b3) in einer Ringnut in der Außenfläche des Zerstäubers (6) drehbar geführt ist, wobei die Ringnut optional keilförmig oder asymmetrisch ist, und/oder c) dass die Schutzhülle (9) mit ihrem distalen Ende an dem drehbaren Ring (10.2) befestigt, so dass sich die Schutzhülle (9) mit dem drehbaren Ring (10.2) relativ zu dem Zerstäuber (6) drehen kann.
Schutzabdeckung (8) nach einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Schutzhülle (9) Löcher zur Durchführung von Außenaufladungselektroden aufweist, b) dass die in der Schutzhülle (9) befindlichen Löcher für die Außenaufladungselektroden optional die distale Schutzhüllenbefestigung bilden.
Roboterhandachse (2) für einen Roboter, insbesondere für einen Lackierroboter, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Roboterhandachse (2) mindestens teilweise von einer Schutzabdeckung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umhüllt ist, b) dass die Roboterhandachse (2) optional folgende Bauteile aufweist: b1) ein proximales Handachsenteil (3) zur Montage an dem Roboterarm (1) des Roboters, b2) ein distales Handachsenteil (5) zur Aufnahme des Werkzeugs, und b3) ein mittleres Handachsenteil (4), das kinematisch zwischen dem proximalen Handachsenteil (3) und dem distalen Handachsenteil (5) angeordnet ist, wobei das mittlere Handachsenteil (4) relativ zu dem proximalen Handachsenteil (3) und relativ zu dem distalen Handachsenteil (5) drehbar ist, c) dass die proximale Schutzhüllenbefestigung optional an dem proximalen Handachsenteil befestigt ist.
Roboter, insbesondere Beschichtungsroboter mit einem Applikationsgeräts (6) zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere Lackierroboter mit einem Rotationszerstäuber (6) zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, gekennzeichnet durch eine Roboterhandachse (2) nach Anspruch 13.
Roboter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf den distalen Roboterarm (1) mehrere übereinanderliegende Schutzhüllen (9) aufgefädelt sind, die einen Schutzhüllenvorrat bildet, von dem eine Schutzhülle (9) auf die Roboterhandachse (2) gezogen werden kann, um eine verschmutzte Schutzhülle (9) zu ersetzen.
Betriebsverfahren für einen Roboter nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Lösen der proximalen Schutzhüllenbefestigung (13), b) Lösen der distalen Schutzhüllenbefestigung (10), c) Entfernen der Schutzhülle (9) von der Roboterhandachse (2), d) Herunterziehen einer neuen Schutzhülle (9) von dem auf dem distalen Roboterarm (1) befindlichen Schutzhüllenvorrat auf die Roboterhandachse (2), e) Fixieren der proximalen Schutzhüllenbefestigung (13), und f) Fixieren der distalen Schutzhüllenbefestigung (10).