DE19945537C1

DE19945537C1 - Viscous substance application device, e.g. for glues and sealants, storage device of which has at least one outlet valve corresponding to filling valve of dosing container

Info

Publication number: DE19945537C1
Application number: DE1999145537
Authority: DE
Inventors: Alfred Dengler; Peter Horsch
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1999-09-23
Filing date: 1999-09-23
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2019-09-24

Abstract

The viscous substance application device has a dosing container (24) supplying a jet (18) on a robot arm and filled from a storage device, which has at least one outlet valve (36) corresponding to a filling valve (26) of the dosing container. The filling valve is fitted to a supply line (34) so that the dosing container can be topped up from the outlet valve between two application processes

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen hochvis koser, pastöser Substanzen, insbesondere Dicht- und Klebstof fe, auf Karosserieteile im Karosseriebau mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen robotergesteuerten Vorrichtung nach dem Ober begriff des Anspruchs 2.The invention relates to a device for applying hochvis loose, pasty substances, especially sealants and adhesives fe, on body parts in body construction with the characteristics of Preamble of claim 1 and a method for operation such a robot-controlled device according to the upper Concept of claim 2.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 39 12 920 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfaßt wenigstens einen Speicher zum Aufnehmen der aufzutragenden Substanz, eine ab sperrbare Düse, die durch eine Leitung mit dem Speicher ver bunden ist und durch einen Roboter geführt werden kann, sowie ein Förderorgan, welches die Substanz aus dem Speicher zur Dü se fördert. Derartige Vorrichtungen werden in mit Industriero botern mechanisierten Anlagen zur Applikation von heiß oder kalt zu verarbeitenden Kleb- und Dichtstoffen im Kfz-Bau ein gesetzt. Bei den Leitungen, die die Auftragsdüse mit dem Spei cher für die aufzutragende Substanz verbinden, handelt es sich zumeist um elektrisch beheizbare Materialschläuche, durch die die Substanz von einer Versorgungsanlage (beispielsweise be heizte Faßpumpe) des Speichers zu der an einer Roboterhandach se befindlichen Auftragsdüse geleitet wird.A generic device is from DE 39 12 920 A1 known. The known device comprises at least one Storage for holding the substance to be applied, one off lockable nozzle ver through a line with the memory is bound and can be guided by a robot, as well a conveyor, which takes the substance from the storage to the Dü se promotes. Such devices are in with Industriero botern mechanized systems for the application of hot or cold-working adhesives and sealants in automotive construction set. For the lines that connect the applicator nozzle with the memory connect for the substance to be applied mostly around electrically heated material hoses through which the substance from a supply system (e.g. be heated barrel pump) of the store to that on a robot hand se located application nozzle is directed.

Durch die zum Teil extremen Bewegungen des Roboters werden insbesondere im Be reich der Handachsen die verwendeten Materialschläuche stark beansprucht. Diese starke Beanspruchung der Schläuche vermin dert deren Standzeit beträchtlich, so daß ein häufiges Aus wechseln der Materialschläuche erforderlich wird. Damit ver bunden ist ein hoher Aufwand für Wartung und Instandhaltung sowie eine Verringerung der Anlagenverfügbarkeit, woraus eine verminderte Stückzahlausbringung resultiert. Bei der Implemen tierung einer bekannten Vorrichtung muß unter hohem Material- und Arbeitszeiteinsatz die Schlauchführung am Industrieroboter optimiert werden. Während dieser Zeit müssen die beheizten, materialführenden Schläuche relativ oft gewechselt werden, wo durch die Hochlaufphase von neuen Anlagen verzögert wird. Des weiteren ist aus der DE 39 12 920 A1 bekannt, die Düse nicht unmittelbar über flexible oder gelenkige Leitungen aus einem stationären Faß zu speisen, sondern aus einem oder mehreren Speichern, die vom Roboter mit der Düse mitgeführt werden und zu diesem Zweck verdrehfest an der Halterung angebracht sind.Through the part extreme movements of the robot are particularly in the loading the material hoses are strong in the hand axes claimed. This heavy stress on the hoses diminishes their service life considerably, so that a frequent out change the material hoses is required. So ver tied up is a high expenditure for maintenance and repair as well as a reduction in the availability of the system, from which a reduced number of pieces results. At the implemen tation of a known device must be under high material and use of time, the hose guide on the industrial robot be optimized. During this time, the heated, material-carrying hoses are replaced relatively often where is delayed by the start-up phase of new plants. Of further is known from DE 39 12 920 A1, the nozzle is not directly via flexible or articulated lines from one to feed stationary barrel, but from one or more Stores that are carried by the robot with the nozzle and are attached to the bracket for this purpose in a torsion-proof manner.

Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Auftra gen hochviskoser, pastöser Substanzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer roboterge steuerten Vorrichtung zum Auftragen hochviskoser, pastöser Substanzen mit den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgeschlagen.In contrast, according to the invention a device for application highly viscous, pasty substances with the characteristics of Claim 1 and a method for operating a robot robot controlled device for applying highly viscous, pasty Substances with the features of claim 2 proposed.

Demnach umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung an ihrem Robo terarm ein nachfüllbares Dosierbehältnis, dessen Fassungsver mögen zur Aufnahme einer zumindest für einen Applikationsvor gang ausreichenden Menge der aufzutragenden Substanz ausgelegt ist. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann auf die In stallation von allen bewegten Materialschläuchen im Bereich des Roboters verzichtet werden. Des weiteren ist eine Spei chereinrichtung vorgesehen, an der das im wesentlichen geleer te Dosierbehältnis nachfüllbar ist. In der praktischen Anwen dung entspricht das Fassungsvermögen des am Roboterarm ange ordneten Dosierbehältnisses vorteilhafterweise der Menge an aufzutragender Substanz, die während eines Applikationsvor gangs benötigt wird. Bei dem sich an den Applikationsvorgang anschließenden Teilewechsel in der Fertigungslinie wird das Dosierbehältnis an der Speichereinrichtung nachgefüllt. Die Speichereinrichtung ist dazu in Reichweite des Roboterarms an geordnet. Accordingly, the device according to the invention comprises on its robo terarm a refillable dosing container, the version like to include at least one application sufficient amount of the substance to be applied is. Through this measure according to the invention, the In installation of all moving material hoses in the area of the robot. Furthermore there is a spit chereinrichtung provided on which the essentially empty te dosing container is refillable. In practical use The capacity corresponds to the capacity of the robot arm arranged dosing container advantageously to the amount substance to be applied during an application gangs is needed. In the case of the application process subsequent parts change in the production line will Dosing container refilled at the storage device. The For this purpose, the storage device is within reach of the robot arm orderly.

Das Nachfüllen des Dosierbehältnisses wird erfindungsgemäß da durch erleichtert, daß die Speichereinrichtung mindestens ein mit einem Befüllventil des Dosierbehältnisses korrespondieren des Auslaßventil aufweist. So kann das Dosierbehältnis mit seinem Befüllventil direkt auf das korrespondierende Auslaß ventil der Speichereinrichtung aufgesetzt bzw. angedockt wer den. Das mindestens eine Auslaßventil der Speichereinrichtung ist an einer in Reichweite des Roboterarms verlaufenden, fest verrohrten Versorgungsleitung angeordnet. Erfindungsgemäß wird somit eine zentrale Speichereinrichtung vorgesehen, die über eine oder mehrere Versorgungsleitungen verfügt, die entlang der Fertigungslinie in Reichweite der einzelnen Roboterarme verlaufen. Zum Nachfüllen der Dosierbehältnisse verfahren die einzelnen Roboterarme mit dem Dosierbehältnis an die Versor gungsleitung und docken mit dem Befüllventil des Dosierbehält nisses an einem in der Versorgungsleitung angeordneten Auslaß ventil an. Zur Befüllung des Dosierbehältnisses ist der Mate rialdruck der Speichereinrichtung i. a. ausreichend. Vorzugs weise handelt es sich bei dem Dosierbehältnis um einen Dosier kolben.The refilling of the dosing container is there according to the invention relieved that the storage device at least one correspond with a filling valve of the dosing container of the exhaust valve. So the dosing can with its filling valve directly onto the corresponding outlet valve of the storage device placed or docked who the. The at least one outlet valve of the storage device is fixed to one that runs within reach of the robot arm piped supply line arranged. According to the invention thus a central storage device is provided which via has one or more supply lines running along it the production line within reach of the individual robot arms run. The process for refilling the dosing containers individual robot arms with the dosing container to the supplier line and dock with the filling valve of the dosing tank nisses at an outlet arranged in the supply line valve on. The Mate is for filling the dosing container rialdruck the storage device i. a. sufficient. Preferential wise, the dosing container is a dosing piston.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result itself from the description and the accompanying drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is based on an embodiment in the Drawing is shown schematically and is below Described in detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemä ße Vorrichtung in seitlicher Ansicht. Fig. 1 shows a schematic representation of an inventive device in side view.

Fig. 2 zeigt in Ausschnittsvergrößerung das Auftragswerkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fig. 1. FIG. 2 shows an enlarged detail of the application tool of the device according to the invention from FIG. 1.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Auftragen hochviskoser, pastöser Substanzen, die nachfolgend der Einfach heit halber als Auftragsvorrichtung 10 bezeichnet wird. Die Auftragsvorrichtung 10 umfaßt einen stark schematisch darge stellten Industrieroboter 12, der einen Roboterarm 14 aufweist. Am Ende des Roboterarms 14 ist an einem Handachsenflansch 15 ein mittels einer Wechselplatte 16 befestigtes, um die Roboter handachse drehbar angeordnetes Auftragswerkzeug 17 vorgesehen. Fig. 1 shows an inventive device 10 for applying high-viscosity, pasty substances sake of simplicity hereinafter referred to as applicator 10. The application device 10 comprises a highly schematically presented industrial robot 12 , which has a robot arm 14 . At the end of the robot arm 14 , an application tool 17, which is fastened by means of an interchangeable plate 16 and rotatable about the robot hand axis, is provided on a hand axis flange 15 .

Das in Fig. 2 näher dargestellte erfindungsgemäße Auftragswerk zeug 17 umfaßt eine Auftragsdüse 18. Der Auftragsdüse 18 ist eine Antriebseinheit 20 sowie ein bezüglich der Drehachse wir kendes Getriebe 22 zugeordnet. Das Auftragswerkzeug 17 umfaßt des weiteren einen der Auftragsdüse 18 an der Wechselplatte 16 als nachfüllbares Dosierbehältnis (24) vorgeordneten Dosierkolben. Der Dosierkolben verfügt über ein Befüllventil 26 und ein Auslaßventil 28, über das er mit der Auftragsdüse 18 ver bunden ist. Eine Ventilnadel 30 des Auslaßventils 28 regelt die der Auftragsdüse 18 zugeführte Menge aufzutragender Substanz. Des weiteren verfügt der Dosierkolben 24 über einen die Dosie rung regelnden Motor 32.The illustrated in more detail in Fig. 2 commissioned according to the invention comprises an applicator 17 generating 18th The application nozzle 18 is assigned a drive unit 20 and a gear 22 with respect to the axis of rotation. The application tool 17 further comprises a dosing piston arranged upstream of the application nozzle 18 on the interchangeable plate 16 as a refillable dosing container ( 24 ). The metering piston has a filling valve 26 and an outlet valve 28 , via which it is connected to the application nozzle 18 . A valve needle 30 of the outlet valve 28 regulates the amount of substance to be applied to the application nozzle 18 . Furthermore, the metering piston 24 has a motor 32 regulating the metering.

Die erfindungsgemäße Auftragsvorrichtung 10 umfaßt des weiteren eine Versorgungsleitung 34, die mit einer nicht näher darge stellten Speichereinrichtung für die aufzutragende Substanz verbunden ist und beispielsweise als Stichleitung oder Ringlei tung ausgebildet sein kann. The application device 10 according to the invention further comprises a supply line 34 which is connected to a storage device for the substance to be applied, not shown, and can be designed, for example, as a stub or ring line.

An der Versorgungsleitung 34 ist ein Auslaßventil 36 angeord net, das auf eine Zusammenwirkung mit dem Befüllventil 26 des Dosierbehältnisses 24 ausgelegt ist. Dies bedeutet, daß der Indu strieroboter 12 zu Zwecken der Nachfüllung des Dosierbehältnisses 24 mit seinem Roboterarm 14 derart an die Versorgungsleitung 34 verfahren kann, daß er mit dem Befüllventil 26 an das Auslaß ventil 36 der Versorgungsleitung 34 "andockt" und dadurch eine Befüllung des Dosierbehältnisses 24 ermöglicht. Die Befüllung über das Befüllventil 26 wird über die Ventilnadel 27 geregelt.On the supply line 34 , an outlet valve 36 is net angeord, which is designed for interaction with the filling valve 26 of the metering container 24 . This means that the induction robot 12 for the purpose of refilling the dosing container 24 with its robot arm 14 can be moved to the supply line 34 in such a way that it "docks" with the filling valve 26 on the outlet valve 36 of the supply line 34 and thereby fills the dosing container 24 allows. The filling via the filling valve 26 is regulated via the valve needle 27 .

Erfindungsgemäß wird somit eine Auftragsvorrichtung bereitge stellt, die einen Industrieroboter umfaßt, an dessen Handach senflansch ein befüllbarer und vorzugsweise beheizbarer Dosier kolben angebracht ist, dessen Fassungsvermögen derjenigen Mate rialmenge entspricht, die zumindest für ein zu bearbeitendes Bauteil entspricht. Bei entleertem Dosierkolben wird dieser zwischen zwei Applikationsvorgängen, d. h. während eines Teile wechsels, wieder befüllt. Hierzu fährt der Industrieroboter in eine wie vorstehend beschriebene Befüllposition, in der über ein insbesondere beheiztes Kupplungssystem das Auftragswerkzeug über das Befüllventil 26 mit der fest verrohrten Materialver sorgungsanlage verbunden und wieder befüllt werden kann. Zur Befüllung des Dosierkolbens ist i. A. der Materialdruck der Ver sorgungsanlage ausreichend. Der Dosierkolben und die Auftrags düse sind vorzugsweise als mittels einer Wechselplatte schnell und einfach wechselbares Auftragswerkzeug ausgebildet.According to the invention, an application device is thus provided which comprises an industrial robot, on the hand flange of which a fillable and preferably heatable metering piston is attached, the capacity of which corresponds to that amount of material which corresponds at least to a component to be machined. When the dosing piston is empty, it is refilled between two application processes, ie during a part change. For this purpose, the industrial robot moves into a filling position as described above, in which the application tool can be connected via the filling valve 26 to the firmly piped material supply system and refilled via a particularly heated coupling system. To fill the dosing piston i. A. the material pressure of the supply system is sufficient. The metering piston and the application nozzle are preferably designed as a quick and easy to change application tool by means of a removable plate.

Durch das erfindungsgemäße befüllbare Auftragswerkzeug entfällt die Installation von allen bewegten Materialschläuchen im Be reich des Industrieroboters. Zusätzlich wird eine vom Indu strieroboter als Zusatzachse angesteuerte drehbare Düse einge setzt, wodurch die Zugänglichkeit im Bearbeitungsbereich ver bessert wird. An entsprechenden materialführenden Durchgangs bohrungen werden zur Steuerung und Regelung benötigte Druck- und Temperatursensoren in die Applikationseinrichung inte griert. Die Betätigung des Dosierkolbens wird vorzugsweise durch einen elektrisch betriebenen Motor 32 mit Spindel reali siert, der mit einer nicht näher beschriebenen Dosiersteuerung verbunden ist. In dieser Steuerung erfolgt die gesamte Signal verarbeitung des Auftragswerkzeuges (Heiz- und Regelkreise, Vo lumenberechnung des aufgetragenen Materials etc.). Als Sollwert für die Applikation dienen verschiedene digitale und analoge Signale, die von der Robotersteuerung geliefert werden.The fillable application tool according to the invention eliminates the installation of all moving material hoses in the area of the industrial robot. In addition, a rotary nozzle controlled by the induction robot as an additional axis is inserted, which improves accessibility in the machining area. Pressure and temperature sensors required for control and regulation are integrated into the application equipment at appropriate material-carrying through holes. The actuation of the metering piston is preferably realized by an electrically operated motor 32 with a spindle, which is connected to a metering control (not described in more detail). The entire signal processing of the application tool (heating and control circuits, volume calculation of the applied material etc.) takes place in this control. Various digital and analog signals, which are supplied by the robot controller, serve as the setpoint for the application.

Das beschriebene Auftragswerkzeug ist vorteilhafterweise mit tels eines Werkzeugwechselsystems am Handachsenflansch des In dustrieroboters angebracht, so daß im Störungsfall das Werkzeug automatisch abgelegt und ein eventuell bereits vorgeheiztes Er satzwerkzeug aufgenommen werden kann.The application tool described is advantageously with a tool change system on the hand axis flange of the In dustrieroboters attached so that the tool in the event of a fault automatically filed and a possibly pre-heated Er set tool can be included.

Selbstverständlich kann die beschriebene Erfindung auch für kalt zu verarbeitende Materialien eingesetzt werden.Of course, the described invention can also be used for cold processed materials are used.

Claims

1. A device for applying high-viscosity, pasty Substan zen, particularly sealants and adhesives, on body parts of the body, with a robot arm (14) and guided on the robot arm application nozzle (18), wherein one of the at tragsdüse (18) associated with and also on the robot arm ( 14 ) guided refillable dosing container ( 24 ) is provided, which is designed to hold a quantity of the substance to be applied that is sufficient for at least one application process, and a storage device is provided on which the substantially empty dosing container ( 24 ) is characterized by fillable,
that the storage device has at least one with a filling valve ( 26 ) of the metering container ( 24 ) corresponding outlet valve ( 36 )
and that the at least one outlet valve ( 36 ) on a within the reach of the robot arm ( 14 ) extending, piped supply line ( 34 ) is arranged such that the metering ratio ( 24 ) by docking to the outlet valve ( 36 ) between two application operations refillable is.

2. A method of operating a robot-controlled device for applying highly viscous, pasty substances, in particular sealants and adhesives, to body parts in body shop, in particular according to claim 1, characterized in that one attached to a robot arm ( 14 ) and with an application nozzle ( 18 ) co-operating dosing container ( 24 ) between two application processes is refilled on a fixed-piped supply line ( 34 ) connected to a central storage device, an outlet valve ( 36 ) on the supply line ( 34 ) being within reach of the robot arm ( 14 ) is provided, on which the Doier container ( 24 ) is docked for refilling.