DE112005000481T5

DE112005000481T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten eines Gegenstands

Info

Publication number: DE112005000481T5
Application number: DE112005000481T
Authority: DE
Inventors: Christer Wallen
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2007-03-01
Also published as: SE0400551L; SE525971C2; SE0400551D0; WO2005084829A1; BRPI0507587A

Abstract

Verfahren zum Vorbereiten eines Gegenstands, der von eine Handhabungssystem zwischen Verarbeitungsschritten während eines Produktionsprozesses gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gegenstand in einen Vorbereitungsbehälter mittels eines Handhabungssystems eingeführt wird, von diesem umschlossen und in diesem befestigt wird und
dass der Gegenstand mit einem Vorbereitungfluid innerhalb des Vorbereitungsbehälters gespült wird.

Description

TECHNISCHES FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorbereiten bzw. Aufbereiten eines Gegenstands, der von einem Handhabungssystem zwischen Verarbeitungsschritten während eines Fertigungsprozesses gehalten wird.
HINTERGRUND
Maschinell bearbeitete Gegenstände, wie beispielsweise Maschinenkomponenten, benötigen oftmals eine Vorbereitung auf verschiedene Art und Weise zwischen verschiedenen Herstellungsschritten. Das Vorbereiten (Konditionieren) kann ein Reinigen zum Entfernen von anhaftenden Spänen oder ein Kühlen nach dem Erhitzen oder ein Trocknen nach dem Eintauchen in verschiene Bädern umfassen. Ein Reinigen zum Entfernen von Spänen wird oftmals durch manuelles Abblasreinigen mir Druckluft durchgeführt. Dieses manuelle Abblasreinigen ist zeitaufwändig und führt zu hohen Geräuschpegeln und ferner zu dem Risiko, dass Personen durch vorstehende Metallpartikel verletzt werden. Das Kühlen und Trocknen wird gewöhnlicherweise durch Komponenten erzielt, die in einem Zwischenspeicher zum Vorbereiten (Konditionieren) mittels Umgebungsluft angeordnet sind. Dies ist zeitaufwändig und bewirkt eine zusätzliche Handhabung.
ABRISS DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereit zu stellen, die es ermöglicht, dass Gegenstände in gewünschter Weise mit minimaler oder gar keiner manuellen Handhabung oder in einem Zwischenspeicher vorbereitet (konditioniert) werden.
Dies wird durch die Merkmale erreicht, die in den nachfolgend angegebenen Ansprüchen enthalten sind.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird der Gegenstand mittels des Handhabungssystems in einen Vorbereitungsbehälter eingeführt, von diesem umgeben und in diesem befestigt. Daraufhin wird der Gegenstand mit einem Vorbereitungsfluid innerhalb des Behälters gespült. Die Tatsache, dass der Gegenstand in einem Behälter eingeschlossen ist, während er vorbereitet bzw. aufbereitet wird, macht es möglich, sehr große und schnelle Vorbereitungseffekte zu erzielen, indem ein sehr hoher Druck innerhalb des Behälters eingeschlossen ist, wobei Geräuschpegel somit von der Umgebung isoliert werden können.
Die Tatsache, dass der Gegenstand nicht nur in den Behälter eingeführt und von diesem umschlossen wird, sondern auch in diesem mittels des Handhabungssystems befestigt wird, führt zu einer Zeiteinsparung, da das System nicht zusätzliche Bewegungen ausführen muss, um den Gegenstand vor/nach der Aufbereitungsoperation abzusetzen/aufzunehmen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind durch die folgende detaillierte Beschreibung und die Patentansprüche angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weggeschnittenen Bereichen einer Vorbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
2 ist eine Ansicht entsprechend 1 einer modifizierten Vorbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
3 stellt schematische eine Düsenanordnung für eine Vorbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung dar.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 stellt schematisch ein Handhabungssystem 40 mit einem Roboterarm 42 dar, der durch in Greifmittel 46 an einem Handelement 44 einen Gegenstand 48 hält und zu einer Vorbereitungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung bewegt. Obwohl das Handhabungssystem in Form eines Roboterarms dargestellt ist, kann es auch eine Vielzahl weiterer nicht dargestellter Formen annehmen: es kann beispielsweise ein Portalroboter, ein pneumatisches Spannfutter oder ein anderweitiges Greifmittel sein, das auch mehr oder weniger manuell (nicht dargestellt) gehandhabt werden kann.
Der Gegenstand 48 ist typischerweise eine maschinell bearbeitete Komponente, die insbesondere von einem vorangehenden Verarbeitungsschritt abgenommen wurde und die eine Vorbereitung bzw. Aufbereitung in bestimmter Weise erfordert, bevor ein als nächstes folgender Bearbeitungsschritt ausgeführt wird. In Abhängigkeit von dem vorangehenden Bearbeitungsschritt kann die Vorbereitung bzw. Aufbereitung verschiedene Operationen umfassen, wie beispielsweise eine Reinigung, eine Trocknung oder eine Kühlung. Eine Reinigung kann erforderlich sein, wenn der vorangehende Schritt beispielsweise mit umfasst hat, dass die Komponente durch Fräsen oder Drehen maschinell bearbeitet wurde, mit dem Ergebnis, dass sie mit anhaftenden Spänen belegt ist, die den nächsten Schritt behindern könnten. Eine Trocknung oder eine Kühlung kann in Fällen auftreten, in denen beispielsweise der vorangehende Schritt umfasst hat, dass die Komponente 48 in einem Bad aus einer Wasserlösung gewaschen wurde, wobei der nächste Schritt umfasst, dass die Komponente inspiziert und verpackt wird.
Die Vorbereitungsvorrichtung 10 umfasst einen Behälter 12 mit einer Einlassöffnung 14 zum Einführen des Gegenstands 48, der von dem Greifmittel 46 des Roboterarms 42 gehalten wird.
Das Handelement 44 des Roboterarms 42 weist ein Schließmittel auf, das an diesem in Form eines Kragens oder einer Abdeckung 50 angebracht ist, die den Gegenstand 48 innerhalb des Behälters 12 einschließt, wenn der Gegenstand in diesen eingeführt ist. Insbesondere gelangt die kreisförmige Umfangsfläche der Abdeckung 50 dann gegen eine kreisförmige Umfangsfläche 16 um die Einlassöffnung 14 des Behälters 12 herum in Anlage. Um die Umhüllung dicht zu machen, ist in dem dargestellten Beispiel eine ringförmige Dichtung 52 an der ringförmigen Oberfläche der Abdeckung 50 angeordnet. Die Dichtung 52 kann vorteilhafterweise allerdings stattdessen auch an der ringförmigen Oberfläche 16 (nicht dargestellt) des Behälters 10 angebracht sein.
Die gegenwärtige Vorbereitung bzw. Aufbereitung besteht darin, dass der Gegenstand 48 abgespült wird, was umfassen kann, dass dieser besprüht, gespült, besprenkelt, abgeblasen, gestrahlt oder anderweitig mit einem Bearbeitungsfluid beaufschlagt wird. In Abhängigkeit von dem Zweck der Vorbereitung/Aufbereitung kann das Vorbearbeitungsfluid verschiedene Fluide und/oder Gase oder Gasfluidgemische umfassen, die in einigen Fällen sogar Festkörperpartikel enthalten können. In dem in dieser Beschreibung angegebenen Beispiel ist das Vorbereitungsfluid jedoch Luft.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ring aus Düsen 20 innerhalb der Öffnung 14 des Behälters 12 angeordnet und wird mit einer Leitung 18 mit einem Druckluftstrom aus einer Druckluftquelle, beispielsweise einem nicht dargestellten Kompressor, versorgt. Der Luftstrom muss nicht notwendigerweise ein Druckluftstrom durch die Düsen sein, sondern kann auch mittels eines Gebläses oder dergleichen bereitgestellt werden (nicht dargestellt). Der vorangehende Verarbeitungsschritt kann in diesem Fall umfasst haben, dass der Gegenstand 48 in einem nicht dargestellten Waschbad mit einer erhitzten wässrigen Lösung gewaschen wurde und dass der nächste Schritt umfasst, dass der Gegenstand abgepackt wird. Nachdem er gewaschen wurde, ist der Gegenstand 48 nass und heiß und muss daher getrocknet und gekühlt werden, um eine Kondensation und eine folgende Korrosion zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Gegenstand rings um mit Druckluft auf geeignetem Druckniveau, geeigneter Temperatur und Strömung innerhalb des geschlossenen Behälters 20 „gespült" wird. Überflüssige Luft wird über ein Ventilationsrohr 32 abgeführt, das mit einem nicht dargestellten Abführgebläse verbunden ist. Das Gebläse und der Druckluftstrom werden vorteilhafterweise durch ein Programm gestartet, das das Handhabungssystem steuert/regelt. Das von dem Gegenstand abgeblasene Waschfluid wird von einer Fluidsammeleinrichtung aufgenommen, die eine Fluidwanne 26 umfasst, die von dem Rest des Innenraums des Behälters 12 durch eine perforierte Platte 28 getrennt ist. Das in der Wanne 26 gesammelte Waschfluid wird über einen Abfluss 30 zu dem nicht dargestellten Waschbad zurückgeführt.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 stellt eine Vorbereitungsvorrichtung 10 mit einem vertikal ausgerichteten Behälter 12 dar, der wie im Ausführungsbeispiel nach 1 auch als Trocknungs- oder Kühlstation verwendet werden kann. Die Ausführungsform gemäß 2 ist allerdings insbesondere dafür geeignet, Gegenstände zu reinigen, die mit Kontaminationen belegt sind, wie beispielsweise Späne oder andere Festkörperpartikel, die fest an dem Gegenstand 48 hängen oder anhaften, wie beispielsweise durch die Wirkung von Kühl- oder Schneidfluiden oder anderen Fluiden und Ölen. Der vorangehende Verarbeitungsschritt kann somit umfasst haben, dass der Gegenstand einer maschinellen Bearbeitungsoperation ausgesetzt war, und der nächste Verarbeitungsschritt kann umfassen, dass er einer weiteren Bearbeitungsoperation ausgesetzt wird. In solchen Fällen kann eine Reinigung mit Druckluft vorgesehen sein, um Partikel und Fluid von dem Gegenstand 48 abzublasen, so dass diese Kontaminationen nachfolgende Operationen nicht behindern oder beeinträchti gen, beispielsweise dadurch, dass der Gegenstand daran gehindert wird, eine präzise definierte Position in einer Fixierung zu erreichen.
Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, weist das Ausführungsbeispiel gemäß 2 auch eine Fluidsammeleinrichtung innerhalb des vertikalen Behälters 10 in Form eines Konus 28 auf, der als Partikelsammler dient. Die aufgefangenen Kontaminationen werden in der Wanne 26 gesammelt. In diesem Fall werden überschüssige Druckluft und auftretender Ölnebel gleichermaßen über ein Ventilationsrohr 32 abgezogen, dessen Einlass in dem Behälter 12 unterhalb des Konus 28 liegt und der auch mit einem nicht dargestellten Zyklonfilter oder weiteren Filtern verbunden sein kann.
Zusätzlich zu den vorangehend erwähnten Düsen 20, die insbesondere bewirken, dass die Außenseite des Gegenstands 48 hinreichend von Verarbeitungsfluid freigespült wird, können weitere Düsen 22, 24 an einer zentralen Spüleinheit 21 innerhalb des Behälters 12 angeordnet sein, wie in 3 dargestellt. Die zentrale Spüleinheit 21 wird innerhalb des Behälters 12 mittels eines Zweigrohrs 19 gehalten, über das sie mit Fluid aus der Leitung 28 versorgt wird. Die obere Düse 22 an der Spüleinheit 21 ist eine mehrdirektionale Düse, die bewirkt, dass innenliegende Hohlräume des Gegenstands 48, beispielsweise eine zentrale Axialbohrung und weitere nicht dargestellte Bohrlöcher, hinreichend vom dem Fluid durchspült werden. Die untere Düse 24 an der Spüleinheit 21 ist eine rotierende Düse mit einer Mehrzahl von Düsenöffnungen, die insbesondere bewirken, dass die Unterseite des Gegenstands 48 hinreichend mit dem Fluid gespült wird. Um sicherzustellen, dass der Gegenstand 48 hinreichend mit Vorbereitungsfluid gespült wird, können die Düsen natürlich auch in anderer Art und Weise in verschiedener Anzahl und Position ausgebildet sein. Sie können auch individuell gesteuert/geregelt sein. Sie können auch axial bewegbar sein (nicht dargestellt). Es ist ebenfalls in Erwägung zu ziehen, dass das Handhabungssystem 40 dazu veranlasst wird, den Gegenstand 48 einer Axial- oder Drehbewegung innerhalb des Behälters 12 während der Vorbereitung zu unterziehen (nicht dargestellt). Wenn der Ring 50 derart gestaltet ist, dass er an der Umfangsfläche der Öffnung 14 dichtend anliegt und diese Oberfläche, wo erforderlich, etwas in axialer Richtung ausgedehnt wird, kann der Gegenstand 48 auch einer Axialbewegung ausgesetzt sein, indem der Kragen 50 in der Öffnung 14 sich hin und her bewegt (nicht dargestellt).
Zusammenfassung
Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten eines Gegenstands Vorbereiten eines Gegenstands, der von einem Handhabungssystem gehalten wird, zwischen zwei Verarbeitungsschritten während eines Herstellungsprozesses. Um zu ermöglichen, dass der Gegenstand (48) schnell in gewünschter Weise ohne manuelle Handhabung oder Zwischenspeicherung vorbereitet bzw. aufbereitet wird, wird unter anderem vorgeschlagen, dass er in einen Vorbereitungsbehälter (12) mittels des Handhabungssystems (40) eingeführt, von diesem umschlossen und in diesem befestigt wird, und dass er mit einem Vorbereitungsfluid innerhalb des Vorbereitungsbehälters (12) gespült wird.

Claims

Verfahren zum Vorbereiten eines Gegenstands, der von eine Handhabungssystem zwischen Verarbeitungsschritten während eines Produktionsprozesses gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand in einen Vorbereitungsbehälter mittels eines Handhabungssystems eingeführt wird, von diesem umschlossen und in diesem befestigt wird und dass der Gegenstand mit einem Vorbereitungfluid innerhalb des Vorbereitungsbehälters gespült wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorbereiten einen oder mehrere Reinigungs-, Trocknungs- und Kühloperationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein Evakuieren des Vorbereitungsfluids aus dem Behälter während der Vorbereitung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Trennung von Festkörperpartikeln von dem Vorbereitungsfluid während der Vorbereitung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorbereitungsfluid Druckluft ist.
Vorrichtung zum Vorbereiten eines Gegenstandes (48), der von einem Handhabungssystem (40) zwischen Verarbeitungsschritten während eines Herstellungsprozesses gehalten wird, gekennzeichnet durch einen Vorbereitungsbehälter (12) mit einer Öffnung (14) zum Einführen des Gegenstands (28) in den Behälter (12); Verschlussmitteln (50) an dem Handhabungssystem (40) zum Einschließen des Gegenstands (48) in dem Behälter (12) während des Vorbereitens, und Spülmittel (20, 22, 24) innerhalb des Behälters (12) zum Spülen des Gegenstands (48) mit einem Vorbereitungsfluid während der Vorbereitung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verschlussmittel einen Kragen (50) an dem Arm (42) des Handhabungssystems (40) umfassen, wobei der Kragen (50) als Abdeckung und Dichtung für den Behälter (12) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Spülmittel eine Mehrzahl von Düsen (20, 22, 24) umfassen, die derart angeordnet ist, dass sie den Gegenstand (48) mit Vorbereitungsfluid spülen.