DE3831785A1

DE3831785A1 - Verfahren und vorrichtung zum nachfuellen einer hochviskosen, pastoesen substanz in einen speicher einer vorrichtung zum auftragen dieser substanz auf werkstuecke

Info

Publication number: DE3831785A1
Application number: DE19883831785
Authority: DE
Inventors: Karl Lenhardt
Original assignee: Bystronic Lenhardt GmbH
Current assignee: Bystronic Lenhardt GmbH
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-29

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbe griff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen und von einer Vor richtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 7 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Vorrichtung ist in der älteren, aber nicht vorver öffentlichten deutschen Patentanmeldung P 38 15 618.0 beschrie ben. Sie hat als Speicher eine Kolben-Zylinder-Einheit, deren Kolben die pastöse Substanz mit konstantem Druck einer dicht vor dem Zylinder angeordneten Düse zuführt, mit welcher die Sub stanz auf ein Karosserieteil aufgetragen werden kann. Der Kolben des Speichers steht dazu unter der Einwirkung eines Betätigungs organes, bei dem es sich insbesondere um einen Hydraulikzylinder handelt. Der Zylinder hat eine seitliche Nachfüllöffnung, durch welche ohne Unterbrechen des Auftragsvorganges laufend frische Substanz nachgefüllt werden kann. Dazu ist der Zylinder ständig mit einer Nachfülleitung verbunden, bei der es sich um ein Gelenkrohr oder um einen Druckschlauch handelt, in welchen die Substanz aus einem Vorratsbehälter, insbesondere aus einem Faß, mit einer Pumpe ein gespeist wird. Die aus dem Speicher, seinem Betätigungsorgan und der Düse bestehende Anordnung ist an einem Handhabungsgerät, ins besondere am Arm eines Roboters angebracht, der die Düse auf vor bestimmter Bahn über das jeweilige Werkstück führt. Dabei ist die Nachfülleitung für die Bewegung der Düse durch das Handhabungs gerät hinderlich. Hinzu kommt, daß bei Verwendung von Robotern als Handhabungsgeräten, welche zahlreiche Freiheitsgrade der Bewegung haben und die Düse in einem vorgegebenen Raumbereich auf beliebigen dreidimensionalen Bahnen führen können, nur eine begrenzte Tragkraft haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung anzugeben, die es einem Roboter leichter machen, eine solche Düse mit einem nachfüllbaren Speicher über eine vorgegebene, insbesondere über eine geschlossene Bahn zu führen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den im An spruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 7 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unter ansprüche.

Erfindungsgemäß wird darauf verzichtet, während des Auftragens der Substanz auf ein Werkstück die Nachfülleitung mitzuführen. Stattdessen ist vorgesehen, den Speicher, aus welchem die Düse gespeist wird, nur in Arbeitspausen, d.h. in Zeiten, in denen kein Werkstück mit der Substanz beschichtet wird, nachzufüllen. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn es daraum geht, heiße Substanzen aufzutragen, die dem Speicher durch eine beheizte Nachfülleitung zugeführt werden müssen, denn eine solche be heizte Nachfülleitung - es mag sich um einen Schlauch oder um gelenkig miteinander verbundene Rohre handeln - ist besonders schwer. Vorteilhaft ist auch, daß die Nachfülleitung beim Vor gang des Auftragens nicht mehr hinderlich ist. Dies ist insbe sondere dann von Bedeutung, wenn die Düse über einen ge schlossenen Weg geführt und mitsamt dem Speicher gedreht wer den muß. Die dabei auf die Nachfülleitung ausgeübten Torsions kräfte bewirken einen baldigen Verschleiß der Nachfülleitung.

Erfindungsgemäß hat man damit keine Probleme. Die Tatsache, daß der Speicher in den Arbeitspausen nachgefüllt wird, führt nicht zu einer Verlängerung der Arbeitspausen, wenn wie erfindungsgemäß vorgesehen - das Speichervolumen so klein gehalten wird, daß einerseits zwar mindestens soviel Substanz vorhanden ist, wie für das Beschichten eines Werkstückes benötigt wird, andererseits aber auch so klein gehalten wird, daß der Nachfüllvorgang innerhalb der für den Werkstückwechsel ohnehin benötigten Zeitspanne vollen det werden kann. Für das Auftragen von Kleb- und Dichtstoffen auf Karosserieteile im Automobilbau ist es völlig ausreichend, wenn das Speichervolumen weniger als 500 cm³ beträgt. In den meisten Fällen genügt sogar ein Speichervolumen von weniger als 100 cm³. Das Arbeiten mit so kleinen Speichervolumina hat den weiteren Vorteil, daß die vom Roboterarm zu tragende und zu bewegende Last besonders gering ist, was die Beweglichkeit des Roboters fördert, seine Arbeitsgeschwindigkeit steigert und unter Umständen sogar den Einsatz eines kleineren, weniger trägen und preiswerteren Roboters als bisher ermöglicht.

Zum Zwecke des Nachfüllens kann man die Auftragsvorrichtung zur Nachfüllvorrichtung oder die Nachfüllvorrichtung zur Auftrags vorrichtung bringen; man könnte auch beide beweglich ausbilden. Am einfachsten ist es jedoch, wenn man die Nachfüllvorrichtung ortsfest anordnet und die Auftragsvorrichtung, welche durch die Tatsache, daß sie am Handhabungsgerät angebracht ist, ohne hin beweglich ist, zu ihr hinführt. Am besten bleibt die Auf tragsvorrichtung während des Nachfüllens mit dem Handhabungs gerät verbunden, denn das Handhabungsgerät wird in der Arbeits pause ohnehin nicht für andere Dinge benötigt.

Abhängig vom Speichervolumen und von der Menge der Substanz, die für das Beschichten eines einzelnen Werkstücks benötigt wird, kann man das Nachfüllen nach dem Beschichten eines oder mehrerer Werkstücke durchführen. Vorzugsweise führt man es nach dem Beschichten jedes einzelnen Werkstückes durch. Dann ist nicht nur das benötigte Speichervolumen am niedrigsten, viel mehr hat man darüberhinaus den Vorteil, daß man durch eine Kontrolle der aus dem Speicher abgegebenen oder der in den Speicher nachgefüllten Menge der Substanz überwachen kann, ob die vorgesehene Menge auf das Werkstück aufgetragen worden ist. Irgengwelche Betriebstörungen lassen sich so leichter feststellen als beim Stand der Technik.

Damit man die Nachfüllvorrichtung und den Speicher in den Ar beitspausen miteinander verbinden kann, ist einerseits ein ver schließbares Mundstück und andererseits ein mit dem Mundstück zusammenpassender verschließbarer Stutzen vorgesehen. Dabei ist es im Prinzip egal, wo der Stutzen und wo das Mündstück ange ordnet sind. Vorzugsweise sieht man das Mundstück an der Nach füllvorrichtung und den Stutzen am Speicher vor. Ein Verschließen des Stutzens und des Mundstücks ist nötig, um sicherzustellen, daß außerhalb des Nachfüllvorganges aus der Nachfüllöffnung des Speichers und aus der Mündung der Nachfüllvorrichtung keine Substanz austreten kann. Am Speicher sieht man am besten ein Rückschlagventil vor, in der Mündung der Nachfüllvorrich tung hingegen am besten ein Nadelventil, welches durch einen Kraftantrieb betätigt und durch eine Steuervorrichtung geöffnet und geschlossen wird.

Als Speicher eignet sich wie beim Stand der Technik am besten eine Kolben-Zylinder-Einheit, wobei man den Nachfüllstutzen zweckmäßigerweise seitlich am Zylinder anbringt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 hat den Vorteil, daß damit das Zusammenführen und der dichte Anschluß des Mundstücks an den Stutzen besonders günstig zu verwirklichen sind.

Im Prinzip würde es genügen, wennn das Handhabungsgerät den Stutzen des Speichers und das Mundstück der Nachfüllvorrichtung während des Nachfüllvorganges gegeneinander drückt und so ledig lich einen Kraftschluß herstellt. Besser ist es jedoch, eine Arretiervorrichtung vorzusehen, welche die Nachfüllvorrichtung und den Speicher während des Nachfüllvorganges formschlüssig zusammenhält. Diese Arretiervorrichtung sollte vorzugsweise am Mundstück angebracht sein, um das Handhabungsgerät nicht mit zusätzlichem Gewicht zu belasten.

Um die Menge der Substanz überwachen zu können, die für das Be schichten eines Werkstückes verbraucht wird, kann man einen in kremental arbeitenden Weggeber vorsehen, welcher die Bewegung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit verfolgt. Wird die Vorrichtung hingegen zum Beschichten einer großen Zahl gleicher Werkstücke eingesetzt, wie es im Automobilbau die Regel ist, dann kann man statt eines inkrementalen Weggebers zwei auf vorgegebene Lagen ansprechende Lagesensoren vorsehen, welche die Lage des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit überwachen und z.B. ansprechen, wenn sich der Kolben in seiner hinteren Position (Zylinder gefüllt) und in einer vorderen Position befindet, welche er erreicht, wenn er eine vorgegebene Menge 0 (Sollwert) der Substanz ausgetragen hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend be schrieben.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Beschichten von Karosserie teilen in einer Seitenansicht,

Fig. 2 zeigt als Detail den Speicher und die Düse der Auf tragsvorrichtung, angedockt an der Nachfüllvorrich tung, und

Fig. 3 zeigt das Detail aus Fig. 2 teilweise im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein Portal 1, an welchem in hängender Anordnung ein Handhabungsgerät 2 angebracht ist. Es handelt sich dabei um einen Roboter mit drei Armen 3, 4 und 5, welche gelenkig miteinander ver bunden sind. Für eine dreidimensionale Bewegung hat der Roboter sechs Bewegungsachsen 6, 7, 8, 9, 10 und 11. Am vordersten Arm 5 ist eine Anordnung aus Speicher 12 und Düse 13 angebracht. Die Düse 13 dient zum Auftragen einer heißen, pastösen Substanz auf ein Werkstück 14, welches auf einem Tisch 15 angeordnet ist. Bei dem Werkstück 14 handelt es sich beispielsweise um ein Karosserieblech.

Zum Nachfüllen des Speichers 12 ist eine Nachfüllvorrichtung 16 vorgesehen, welche im wesentlichen aus einem Mundstück 17, wel ches mit einer Halterung 18 am Portal 1 hängend angebracht ist, aus einer in das Mundstück 17 mündenden Leitung 19, einer Pumpe 20 und einem Vorratsbehälter (Faß) 21 besteht. Die Pumpe 20 fördert die Substanz aus dem Faß 21 durch die Leitung 19 zum Mundstück 17. An das Mundstück 17 kann der Speicher 12 zum Nach füllen angedockt werden (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt).

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, handelt es sich bei dem Speicher 12 um einen Zylinder. Dessen nicht dargestellter Kolben wird durch ein Betätigungsorgan 22 betätigt, bei dem es sich im vorliegenden Fall um einen weiteren Druckmittelzylinder handelt, welcher hinter dem Speicher 12 angeordnet ist. Der Speicher 12 ist auf einem Träger 23 befestigt, in welchem ein Düsenkopf 24 steckt, an dessen vorderem Ende sich die Düse 13 befindet. An der Rückseite des Düsenkopfes ist ein weiterer Druckmittelzylinder 25 angebracht, welcher eine Nadel 26 zum Verschließen der Düse 13 betätigt. Die zu den Druckmittelzylindern 22 und 25 führenden Druckmittellei tungen sind nicht dargestellt; sie sind an den Roboterarmen 3, 4 und 5 angebracht und werden mit diesen mitbewegt.

Seitlich am Speicher 12 ist ein Stutzen 27 angebracht, welcher ein außen konisches Kopfteil 28 trägt, in welchem ein Rück schlagventil 29 angeordnet ist.

Das Mundstück 17 der Nachfüllvorrichtung ist mit einer dazu passenden, sich konisch erweiternden Mündung 30 versehen. Diese Mündung kann von innen her mittels eines konischen Ventilstößels 31 verschlossen werden, welcher mit einem umgekehrt konischen Sitz 32 zusammenarbeitet.

Das Mundstück 17 ist mit einer Arretiervorrichtung 33 versehen, welche zwei an Laschen 34 verschwenkbar gelagerte Klauen 35 hat, die hinter eine am Stutzen 27 ausgebildete Schulter 36 eingrei fen und dabei das Kopfteil 28 in die Mündung 30 hineindrücken. Die Klauen können durch Druckmittelzylinder betätigt sein.

Nach dem Andocken des Speichers 12 am Mundstück 17 wird der Stößel 31 zurückgezogen und der Speicher unter Überwindung des Rück schlagventils 29 aufgefüllt. Währenddessen kann das Werkstück 14 gewechselt werden.

Claims

1. Verfahren zum Nachfüllen einer hochviskosen, pastösen Substanz, insbesondere eines heißen Kleb- oder Dicht stoffes, in einen Speicher einer Vorrichtung zum Auftragen dieser Substanz auf Werkstücke, insbesondere auf Karosserie teile im Automobilbau, wobei diese Vorrichtung an einem Handhabungsgerät angebracht ist und außer dem Speicher eine Düse und ein Förderorgan hat, welches die Substanz aus dem Speicher zur Düse fördert, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher nur in Arbeits pausen, in denen die Substanz nicht auf ein Werkstück aufge tragen wird, mit einer Nachfüllvorrichtung verbunden und nach gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher nachgefüllt wird, während ein Werkstück ge wechselt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher während eines jeden Werkstückwechsels nach gefüllt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsvorrichtung in der Ar beitspause zu der Nachfüllvorrichtung gebracht wird, welche ortsfest angeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung während des Nach füllens mit dem Handhabungsgerät verbunden bleibt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in solchen Arbeitspausen die Menge der zuvor auf das Werkstück aufgetragenen Substanz aus dem In halt des Speichers oder aus der Nachfüllmenge ermittelt und überwacht wird.

7. Vorrichtung zum Auftragen einer hochviskosen, pastösen Substanz, insbesondere eines heißen Kleb- oder Dicht stoffes, auf Werkstücke, insbesondere auf Karosserieteile im Automobilbau,
mit einem Handhabungsgerät,
mit einem am Handhabungsgerät angebrachten nachfüllbaren Spei cher zum Aufnehmen der Substanz, mit einer mit dem Speicher ver bundenen Düse zum Auftragen der Substanz auf das Werkstück, mit einem auf den Speicher einwirkenden Förderorgan, welches die Substanz aus dem Speicher zur Düse fördert,
mit einer Vorrichtung zum Nachfüllen der Substanz in den Spei cher, und mit Mitteln zum Verbinden der Nachfüllvorrichtung mit dem Speicher,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verbinden der Nach füllvorrichtung (16) mit dem Speicher (12) einerseits ein verschließbares Mundstück (17) und andererseits einen mit dem Mundstück (17) zusammenpassenden, verschließbaren Stutzen (27) umfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (17) an der Nachfüllvorrichtung (16) und der Stutzen (27) am Speicher (12) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der Nachfüllöffnung des Speichers (12) ein Rückschlagventil (29) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß zum Verschließen der Mündung der Nachfüll vorrichtung (16) ein Nadelventil (31, 32) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (12) eine Kolben- Zylinder-Einheit ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeich net, daß der Stutzen (27) seitlich am Zylinder des Speichers (12) angebracht ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (17) eine sich konisch erweiternde Mündung (30) und der Stutzen (27) einen dazu passenden, außen konischen Kopf (28) hat.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine gesteuert lösbare Arretiervor richtung (33) vorgesehen ist, welche die Nachfüllvorrichtung (16) und den Speicher (12) während des Nachfüllvorganges zusammenhält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (33) am Mundstück (17) an gebracht ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfüllvorrichtung (16) orts fest angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfüllvorrichtung (16) mit einer Beheizeinrichtung versehen ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (12) mit einer Be heizeinrichtung versehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichervolumen für wenig mehr als den Bedarf eines Werkstückes ausreicht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichervolumen kleiner als 500 cm³, vorzugsweise kleiner als 100 cm³ ist.