KR20100072285A

KR20100072285A - 세정장치를 구비하는 로봇 및 그 작동방법

Info

Publication number: KR20100072285A
Application number: KR1020107008816A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 헤레; 라이너 멜허; 만프레드 미헬펠데르; 토마스 헤젤; 쥐르겐 하스; 베른트 라이엔세터; 알렉산더 마이스너; 마쿠스 프레이
Original assignee: 듀르 시스템스 게엠베하
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-06-30
Also published as: PL2197593T3; HUE028732T2; DE102007048248A1; HUE042598T2; PL3012031T3; KR20160018835A; TR201900664T4; MX2010003805A; EP3012031A1; EP2197593B1; BRPI0817487B1; US8726830B2; CN104722436A; EP3012031B1; BRPI0817487A2; EP3012032A1; ES2714512T3; US20110045194A1; ES2566530T3; WO2009046952A1

Abstract

본 발명은 도장 시스템, 특히 차체의 문 또는 보닛의 개폐를 위한 핸들링 로봇에 관한 것이다. 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 핸들링 로봇(1)의 로봇 요소는 도장 작업 동안 스프레이 제트로부터 이격되도록 배치되며 도장될 부품에 적용된다. 또한 상기 로봇은 세정용 또는 도장 작업시 스프레이 제트 형태로 제공되는 페인트로부터 상기 핸들링 툴(7) 및/또는 오염되기 쉬운 로봇(1)의 로봇 요소를 보관하기 위한 세정장치(8)를 구비한다. 또한, 본 발명은 대응하는 작동 방법에 관한 것이다.

Description

세정장치를 구비하는 로봇 및 그 작동방법{ROBOT COMPRISING A CLEANING DEVICE AND ASSOCIATED OPERATING METHOD}

본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 특히 도장 공정에서 자동차의 문 또는 보닛(bonnet)을 개폐하기 위한 핸들링(handling) 로봇에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 형태의 로봇에 대응하는 작동방법에 관한 것이다.

현대식 자동차 차체용 도장 설비에서, 도장될 차체는 문과 보닛이 장착된 상태로 도장 설비를 통과하며 다축 도장 로봇에 의해 도장된다. 차체 내부 도장을 위해 문과 보닛은 다축 핸들링 로봇에 의해 열리고 내부 도장이 완료된 후 다시 닫힌다. 이를 위하여, 핸들링 로봇은 개방 대상인 문 또는 보닛을 잡을 수 있는 그리퍼(gripper) 형태의 핸들링 툴(tool)을 구비한다.

이와 관련하여, 핸들링 로봇의 핸들링 툴(그리퍼)이 도장 로봇의 스프레이 제트(spray jet)에 노출되어서 도장 페인트에 의해 오염된다는 문제가 있다.

도장 로봇은 그 자신 또는 주위의 도장 로봇으로부터 배출된 스프레이 제트를 지나서 움직여야 하기 때문에, 도장 로봇 자체도 스프레이 제트에 의해 오염된다.

페인트에 의한 로봇의 오염으로 인해 로봇의 오염된 표면으로부터 페인트 방울이 떨어질 수 있으며, 최악의 경우 도장 대상인 부품에 떨어져서 이미 도장이 완료된 페인트 층을 손상시키게 된다. 이러한 문제는 핸들링 로봇(예를 들면, 문 오프너, 보닛 오프너)으로부터 도장될 차체에 도달할 수 있는 분말 형태의 건조된 오버스프레이(overspray)의 경우에도 발생할 수 있으며, 이는 예를 들어 부스(booth) 공기, 로봇의 움직임 또는 진동에 의해 유발될 수 있다.

한편, 로봇에 점착된 페인트는 색의 변경 시에 제거되어야 하는데, 이는 다른 색의 점착 페인트에 의한 오염을 막기 위함이다. 만일 핸들링 툴(예를 들면, 그리퍼)이 도장되지 않을 차체의 표면을 잡고 있다면 이는 현재 사용하는 것처럼 필요가 없는 것이다.

종래의 차체용 도장 설비에서는, 이러한 이유로 도장 작업이 주기적으로 중단되어서 페인트로 오염된 로봇이 관리자에 의해 수동으로 세정된다.

도장 설비의 경제성과 관련하여 이러한 수동 세정 방법의 단점은 도장 작업이 로봇을 세정하기 위해 중단되어야 한다는 점이다.

한편, 먼지나 오물이 로봇의 세정시에 도장 부스로 들어가는데, 이것은 핸들링 로봇을 세정하기 위해 도장 부스로 들어가야 하는 관리자가 항상 옷과 몸(예를 들면, 얼굴, 목 및 머리카락과 같이 보호의로 덮이지 않은 몸의 부분)에 잔류 먼지를 동반하기 때문이다. 이로 인해 종래의 도장 공장에서 자동 로봇의 세정 후에 수정에 많은 비용이 드는 도장 결함이 더 발생하게 된다.

추가적으로 문헌 DE 601 25 369 T2, GB 2 367 117A, US 2002/0035413 A1, DE 32 44 053 A1, EP 1 327 485 A2 및 DE 41 29 778 A1이 참조된다.

그에 따라, 본 발명의 기본적인 목적은 상응하여 개선된 로봇 및 관련된 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 세정장치는 삽입 개구를 구비하며 세정이 필요하면 핸들링 로봇이 세정될 핸들링 툴을 상기 삽입 개구의 내부로 삽입한다. 이러한 형태를 갖는 분무기 세정용 세정장치가 예를 들어 EP 0 333 040 A2와 DE 102 40 073 A1에 알려져 있으며, 기본적으로 핸들링 툴을 세정하기 위해서도 사용되므로, 이들 공보의 내용은 세정장치의 구조와 기능에 대하여 본 발명의 설명에 부분으로 참조된다. 그러나, 본 발명은 세정장치의 구조 및 기능과 관련하여 종래의 분무기용 세정장치로 제한되는 것이 아니며, 기본적으로 다른 형태의 세정장치로 수행될 수도 있다.

예를 들면, 상기 핸들링 로봇은 상기 핸들링 툴의 삽입 개구 내로의 삽입 시에 상기 핸들링 툴을 직선운동 시킨다. 상기 핸들링 로봇은 상기 핸들링 툴을 위로부터 아래로 상기 세정장치의 삽입 개구 안으로 선형으로 삽입할 수 있다. 하지만, 이와는 달리, 핸들링 로봇은 상기 핸들링 툴을 상기 세정장치의 삽입 개구 안으로 삽입하기 위하여 예를 들어 회전과 직선운동으로 구성된 혼합된 운동을 수행할 수도 있다.

이와는 다르게, 상기 핸들링 로봇은 상기 핸들링 툴을 상기 세정장치의 삽입 개구 안으로 삽입하기 위해 선회운동을 수행할 수도 있다. 예를 들면, 상기 세정장치는 수평으로 정렬되어서, 상기 핸들링 툴은 상기 세정장치의 삽입 개구 안으로 수평방향으로 삽입될 수 있다. 이러한 운동은 상기 핸들링 툴이 수평으로 연장된 회전축 주위를 선회함으로써 수행될 수 있다.

그러나, 본 발명은 상기 세정장치의 삽입 개구로의 핸들링 툴의 삽입과 관련하여 상기와 같은 특정 예로 제한되는 것이 아니다. 이와 달리, 상기 핸들링 툴의 상기 세정장치의 삽입 개구로의 삽입이 가능하게 하는 다른 운동 형태도 사용될 수 있다.

추가적으로, 상기 세정장치는 상기 핸들링 툴용 삽입 개구와 함께 상기 핸들링 로봇의 외부에 설치될 수 있다.

이와는 달리, 상기 세정장치는 상기 핸들링 로봇의 핸들링 툴용 삽입 개구와 함께 케이싱 내부에 설치될 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 상기 핸들링 툴용 세정장치는 도장 부스의 바닥 또는 벽에 상기 핸들링 로봇과 분리되어서 설치될 수 있다.

분무기용 세정장치는 이 분야에서 알려진 것이라고 위에서 이미 언급한 바 있다. 따라서, 본 발명의 한 변형예에서는 상기 세정장치가 상기 핸들링 툴을 세정할 뿐만 아니라 분무기도 세정할 수 있게 된다. 이것은 분무기용으로 사용되는 세정장치를 사용함으로써, 별도의 핸들링 툴용 세정장치는 생략될 수 있음을 보여준다.

본 발명의 한 예에서, 상기 세정장치는 보호 덮개를 구비하는데, 상기 보호 덮개는 상기 핸들링 툴 또는 적어도 부분적으로 오염되기 쉬운 로봇의 부분을 덮어서 적용되는 페인트에 의해 상기 핸들링 툴 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 부분의 오염을 방지하거나 적어도 어렵게 한다. 오염된 보호 덮개를 깨끗한 보호 덮개로 교체될 수 있다면 장점이 된다.

이러한 형태의 보호 덮개는 예를 들면, 상기 핸들링 툴의 오염을 막는 보호 뚜껑 또는 보호 호일(foil)로 이루어질 수 있다.

상기 보호 덮개는 핸들링 로봇에 의해 예를 들어 음압 또는 고정 메커니즘(예를 들어, 고정, 정지 레버 등)을 수단으로 자동으로 들어올려질 수 있다. 이와는 달리, 상기 보호 덮개는 결합 수단으로 작용할 수 있는 벨크로 결합부, 벨크로 테이프 또는 자석과 같은 수단으로 들어올려질 수 있다.

상기 보호 덮개는 오염 후에 자동적으로 제거될 수 있으며, 이는 예를 들어, 음압 또는 기계적으로 작동하는 배출 실린더에 의해 수행될 수 있다.

바람직하기로는 처리 컨테이너가 구비될 수 있으며, 상기 핸들링 로봇은 상기 처리 컨테이너 내의 오염된 보호 덮개를 독립적으로 처리할 수 있다.

추가적으로, 바람직하기로는 깨끗한 보호 덮개를 공급하는 공급 컨테이너가 구비될 수 있으며, 상기 핸들링 로봇은 상기 공급 컨테이너로부터 독립적으로 깨끗한 보호 덮개를 취할 수 있다.

본 발명에 따른 핸들링 로봇은 바람직하기로는 압축 공기 시설을 구비해서, 상기 보호 덮개를 제거하거나 뽑아낼 수 있다.

상기 처리 컨테이너 또는 상기 공급 컨테이너는 상기 핸들링 로봇의 외부에 부착될 수 있다.

이와는 달리, 상기 처리 컨테이너 또는 상기 공급 컨테이너는 상기 핸들링 로봇으로부터 구조적으로 분리된 도장 부스의 바닥 또는 벽에 부착될 수 있다.

실시예에서, 핸들링 로봇용 상기 보호 덮개는 장착되었을 때 오염되기 쉬운 로봇의 가지부(limb)(예를 들어 로봇 수동 축)를 감싸며 결합 수단에 의해 서로 연결되는 2개의 반 케이싱(half-casing)으로 구성되고, 상기 결합 수단에 의해 보호 덮개는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부에 결합된다.

예를 들어, 상기 2개의 반 케이싱을 연결하는 상기 결합 수단은 종래의 벨크로 테이프일 수 있다.

그러나, 이와는 달리, 케이블 바인더 또는 벨크로 결합부가 상기 보호 덮개의 2개의 반 케이싱을 연결하는 결합 수단으로서 사용될 수 있으며, 벨크로 결합은 특히 작업이 용이하다는 장점이 있다.

추가적으로, 오염된 핸들링 툴을 깨끗한 핸들링 툴로 빠르게 교체할 수 있도록, 핸들링 툴의 세정이 핸들링 툴을 핸들링 로봇의 나머지 부분에 신속 변환 결합수단으로 연결함으로써 수행될 수 있다. 분리된 핸들링 툴은 세정장치 내에 바로 수납되고, 도장 작업 동안 이전에 교체되어서 수납된 핸들링 툴의 세정이 이루어진다.

추가적으로, 본 발명의 실시예에서, 상기 핸들링 툴이 결합된 상태에서 오염된 핸들링 툴의 신속한 교체를 위해, 핸들링 툴을 안내하는 끝단 로봇 아암은 핸들링 로봇의 나머지 부분에 신속 변환 결합수단에 의해 연결된다.

본 발명의 하나의 변형예에서, 페인트 스프레이 제트와의 접촉 면적을 가능한 최소화하기 위해 작동 툴을 안내하는 끝단 로봇 아암이 페인트 스프레이 제트에 예각으로 또는 평행하게 배치됨으로써, 상기 핸들링 툴의 오염은 최소화된다.

추가적으로, 상기 핸들링 툴을 안내하는 로봇 아암은 로봇 아암으로부터 페인트가 떨어지는 적하(滴下) 영역을 형성할 수 있다. 예를 들면, 적하 영역은 로봇 아암에 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 적하 영역은 이러한 구조적 수단으로 인해 원하는 방향으로 형성될 수 있으며, 도장될 부품의 표면 위의 분열성 위치로 또는 핸들링 로봇 자체에 대한 원하지 않는 적하가 방지된다.

추가적으로, 핸들링 툴을 안내하는 로봇 아암 및/또는 핸들링 툴 자체는 이에 접촉하는 페인트를 흡수하여 페인트의 적하를 방지하거나 다음 차례의 세정까지 필요한 시간을 연장하는 흡수성 코팅부를 구비한다.

추가적으로, 핸들링 툴을 안내하는 로봇 아암 및/또는 세정될 핸들링 툴은 그 외벽에 마련된 세정 노즐을 구비하며, 페인트의 점착을 피하기 위해 세정 노즐을 통해 세정 물질(예를 들면, 용제, 압축 공기)이 전달될 수 있다. 상기 로봇 아암은 예를 들어 유공성일 수 있어서 상기 세정 물질이 로봇 아암의 각 구멍을 통해 광범위하게 배출될 수 있다. 상기 구멍을 이용하여 배출될 오염물을 막는 공기의 양이 연속적으로 또는 간격을 가지고 달라질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 핸들링 툴은 도장 부스의 크기를 한정하는 벽을 구비하는 도장 부스에 배치된다. 이 경우 도장 부스의 외부에서 상기 핸들링 툴을 세정하거나 교체하기 위해, 상기 부스 벽에 상기 핸들링 툴이 벽의 내부로부터 벽의 외부로 밀릴 수 있는 세정 개구가 배치되며, 이는 바람직한 본 실시예에서 처럼 자동으로 또는 수동으로 수행될 수 있다.

추가적으로, 본 발명에서 핸들링 로봇은 바람직하기로는 수직으로 배치된 회전운동 축을 구비하며 수평으로 결합된 로봇 아암으로도 설명되는 스카라(SCARA : Selective Compliants Assembly Rotot Arm) 로봇인데, 이는 수평 방향에서의 회전 운동이 주로 가능하기 때문이다. 예를 들어, 이러한 형태의 스카라 로봇은 존 윌리 앤 선즈(John Wiley & Sons)의 "로봇 모델링 및 제어"(스퐁(SPONG)/허친슨(HUTCHINSON)/비디아사가(VIDYASAGAR))의 15 페이지 내지 16 페이지에 설명되어 있으며, 스카라 로봇의 구조와 기능에 대한 이 참조 도서의 내용은 본 설명의 일부로 참조될 것이다.

추가적으로, 본 발명은 핸들링 로봇(예를 들면, 도어 오프너, 보닛 오프너)에 제한되지 않는다. 이와 달리, 본 발명은 도장 로봇 또는 오염되기 쉬운 다른 로봇의 경우에 수행될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 로봇은 바람직하기로는 예를 들어 5, 6 또는 7개의 축을 갖는 다축 로봇에 연동하며, 이로부터 소위 측면 및 지붕 장치들이 구별된다.

추가적으로, 본 발명은 위에서 설명된 본 발명에 따른 핸들링 로봇 뿐만 아니라 이러한 형태의 핸들링 로봇을 구비하는 완성된 도장 설비를 포함할 수 있다.

위에서 본 발명은 핸들링 로봇 또는 도장 설비에 대한 것 뿐만 아니라 대응하는 작동방법에 대한 것이며, 핸들링 로봇에 대한 세정 또는 청정 유지는 자동으로 이루어진다.

상기 핸들링 로봇은 주위 도장 로봇에 의해 세정될 수도 있다. 상기 도장 로봇은 세정될 로봇의 영역에 용제(제거제, 세정 물질) 또는 압축 공기를 적용하며, 세정 효과를 높이기 위해 용제와 압축공기를 교대로 적용하는 것도 가능하다. 주위의 도장 로봇에 의한 용제 또는 압축 공기의 적용은 사용가능한 분무기 또는 도장 로봇에 제공될 수 있는 분리된 세정 노즐에 의해 이루어질 수 있다.

바람직하기로는 핸들링 로봇의 세정은 적용될 페인트의 색 변경 시간 동안 이루어진다. 이는 핸들링 로봇의 세정에 의해 제조 과정이 중단되지 않는다는 장점을 제공한다.

이와는 달리, 예를 들어 주말 또는 위치 변경 시에 따른 주기적인 제조의 중단 시에 핸들링 로봇의 세정이 이루어질 수도 있다.

그러나, 도장 작업은 핸들링 로봇의 세정을 위해 중단될 수도 있다. 이 경우 핸들링 로봇의 세정은 예를 들어 각 부품 도장 이후 또는 특정 수의 부품의 도장 이후에 이루어져서 도장의 질이 개선될 수 있다.

본 발명의 목적은 본 발명에 따른 로봇 및 관련된 작동방법에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면 로봇의 핸들링 로봇의 핸들링 툴 또는 오염되기 쉬운 다른 로봇의 가지부(limb)(예를 들면 핸드 축 또는 로봇 아암)를 자동으로 세정하기 위한 일반적인 기술적 지시가 제공된다.

본 발명에 의하면 로봇에 대한 세정을 위해 도장 설비의 작동 중단이 필요없거나 짧은 중단 시간만이 필요하므로 도장 설비의 경제성이 개선된다.

본 발명에 따른 핸들링 로봇의 자동 세정에 따르면 관리자가 세정을 위해 도장 부스로 들어갈 필요가 없으므로 세정 시에 먼지가 들어가지 않게 되어서, 도장 결함이 줄어들고 도장의 질이 개선된다.

그러나, 본 발명은 세정 시에 작업 중단이 필요없고 관리자가 도장 부스에 들어가지 않는 도장 설비에 제한되는 것이 아니다. 본 발명은 이러한 기술적 장점과는 별도로, 핸들링 또는 도장 로봇의 자동 세정의 사상에 대한 보호를 주장한다.

이와는 별도로, 상기 로봇은 부분적으로 및/또는 경우에 따라 수동으로 세정될 수 있으며, 이는 예를 들어 제거 가능한 반 케이싱의 경우에 해당한다.

핸들링 툴 또는 도장 작업 동안 퇴적된 페인트로부터 오염되기 쉬운 다른 로봇의 가지부를 세정하는 장치가 본 발명의 하나의 예로 제공된다.

핸들링 툴 또는 본 발명의 다른 예에서 오염되기 쉬운 다른 로봇의 가지부에 페인트가 퇴적되는 것을 방지하는 장치가 상세하게 설명될 것이다.

상기된 본 발명의 변형 예 모두 개별적으로 또는 서로 결합되어서 선택적으로 제공될 수 있다. 상기 세정장치는 핸들링 로봇에 페인트가 퇴적되는 것을 막고 추가적으로 점착된 페인트로부터 핸들링 로봇을 세정한다.

본 발명의 다른 추가적 개선 사항이 종속항 또는 다음의 도면을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명과 함께 더욱 명확하게 설명된다. 도면은 다음과 같다.

도 1은 핸들링 로봇의 외부에 위치하는 세정장치를 구비하는 핸들링 로봇으로서 사용되는 스카라 로봇의 개략적인 측면도이며,
도 2는 세정장치가 핸들링 로봇의 하우징 내에 위치하는 도 1에 도시된 핸들링 로봇의 다른 예에 대한 것이고,
도 3은 세정장치가 도장 부스 내에 핸들링 로봇으로부터 구조적으로 분리되어서 위치하는 도 1에 도시된 핸들링 로봇의 다른 예에 대한 것이며,
도 4는 핸들링 툴의 오염을 막고 독립적으로 교체될 수 있는 보호 덮개용 공급 컨테이너와 처리 컨테이너를 구비하는 본 발명에 따른 핸들링 로봇의 또 다른 실시예에 대한 것이고,
도 5는 핸들링 툴을 안내하는 로봇 아암이 스프레이 제트와의 접촉 면적이 최소화 되는 본 발명에 따른 핸들링 로봇의 또 다른 실시예에 대한 것이며,
도 6은 한정된 적하 영역을 갖는 핸들링 로봇의 일 실시예에 대한 것이고,
도 7은 로봇 아암의 흡수성 코팅을 갖는 핸들링 로봇의 일 실시예에 대한 것이며,
도 8은 페인트의 퇴적을 방지하는 세정 노즐을 구비하는 핸들링 로봇의 일 실시예에 대한 것이고,
도 9는 핸들링 툴이 회전 스프레이에 의해 세정되는 핸들링 로봇의 일 실시예에 대한 것이며,
도 10은 페인트 점착을 막는 보호 덮개를 구비하는 핸들링 로봇의 로봇 아암에 대한 단면 개략도이다.

도 1에는 본 발명의 분야에서 기본적으로 알려진 것으로서, 도장 설비 내 도장 부스의 부스 바닥(2)에 설치되어서, 장착된 문을 구비하는 차체에 대한 내부 도장을 위해 문을 개폐하며 도어 오프너로서도 설명되는 핸들링 로봇(1)이 도시되어 있다.

핸들링 로봇(1)은 스카라(SCARA: Selective Compliants Assembly Robot Arm) 로봇으로 이루어지며, 본 실시예에서 고정된 로봇 베이스(3)로부터 이격되어서 수직으로 연장된 회전축(A1, A2)에 대해 회전하는 2개의 로봇 아암(4,5)을 구비한다.

연장 아암(6)은 로봇 아암(5)의 끝단에 부착되어서 연장 아암(6)의 상부에 위치하는 핸들링 툴(7)을 이송하는데, 핸들링 툴(7)은 수직방향으로 연장된 운동축(A3)을 따라 연장 아암(6)에 대해 눌릴 수 있고 이와는 별도로 수직회전축을 따르는 운동축(A4)의 주위를 회전할 수 있다.

그에 따라 핸들링 로봇(1)에는 네 개의 운동축(A1 내지 A4)이 형성된다.

추가적으로, 세정될 핸들링 툴(7)을 세정하는 세정장치(8)가 연장 아암(6)에 부착되어 있다. 핸들링 툴(7)은 세정장치(8)의 삽입 개구에 삽입되어서 세정된다. 예를 들면, 세정장치(8)는 EP 0 333 040 B1에 기재된 바와 같은 종래의 분무기용 세정장치의 구조로 이루어질 수 있으며, 다른 구조로도 이루어질 수 있다.

도 2에 따른 실시예는 실질적으로 위의 설명 및 도 1에 도시된 실시예와 상응하므로, 위의 설명을 참조하며, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 부호가 사용될 것이다.

본 실시예의 주요 특징은 세정장치(8)가 연장 아암(6)의 하우징에 설치된다는 것이다.

본 실시예의 추가적인 주요 특징은 세정장치(8)가 수평으로 배열되어서, 핸들링 툴(7)이 세정장치(8)의 삽입 개구에 수평방향으로 삽입된다는 것이다.

따라서, 운동축(A4)도 회전운동축이 되지만, 여기서는 도면의 평면에 대해 직각으로 연장된다. 이것은 핸들링 툴(7)이 실선으로 도시된 위치로부터 점선으로 도시된 위치까지 아래로 회전하여 세정장치(8)에 접할 수 있음을 의미한다.

도 3에 따른 실시예는 실질적으로 위에서 설명하고 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 상응하므로, 위의 설명을 참조하며, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

본 실시예의 주요 특징은 세정장치(8)가 부스 바닥(2)에 위치하고 핸들링 로봇(1)으로부터 구조적으로 분리된 스탠드(9)에 설치된다는 점이다.

도 4에는 위에서 설명한 실시예들과 부분적으로 상응하는 본 발명에 따른 핸들링 로봇(1)의 다른 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위하여 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

핸들링 툴(7)은 여기서 개략적으로만 도시된 보호 덮개(10)로 씌워져서, 도장 작업 동안 핸들링 툴(7)의 오염을 방지한다.

이후, 오염된 보호 덮개(10)는 세정 목적을 위하여 깨끗한 보호 덮개로 교체된다.

본 실시예에서 핸들링 로봇(1)은 호퍼(11)(저장부)를 구비하는데, 호퍼(11)의 내부에 오염된 보호 덮개(10)가 저장되고, 호퍼(11)로부터 새롭고 깨끗한 보호 덮개(12)가 취해진다. 사용된 보호 덮개는 압축 공기에 의해 핸들링 툴(7)로부터 버려지고, 새롭고 깨끗한 보호 덮개(12)가 음압에 의해 호퍼(11)로부터 취해진다.

도 5에는 위에서 설명한 실시예와 실질적으로 상응하는 본 발명에 따른 핸들링 로봇의 다른 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

회전 분무기(13)와 도장될 차량의 문(14)은 핸들링 로봇(1)에 추가하여 도시되며, 도장될 차량의 문(14)을 열기 위해 차량의 문(14)에 핸들링 툴(7)이 물린다.

도면으로부터, 핸들링 툴(7)은 회전 분무기(13)의 스프레이에 노출됨을 알 수 있다.

그러나, 핸들링 툴(7)은 회전 분무기(13)의 스프레이 제트에 대해 예각으로 배치되어서 스프레이 제트에 노출되는 접촉 면적을 적게 형성하는 끝단 로봇 아암(15)에 부착되며, 로봇 아암(15)에 퇴적되는 페인트는 최소화된다.

도 6에는 위에서 설명한 실시예와 실질적으로 상응하는 본 발명에 따른 핸들링 로봇(1)의 다른 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

로봇 아암(15)은 점착되는 잔류 페인트를 핸들링 로봇(1)으로부터 제거하기 위해 적하 영역을 형성하는 홈을 구비하므로, 로봇 아암(15)에서 상부로부터 내려오는 잔류 페인트는 홈에서 아래로 떨어져서 홈(16)의 위인 로봇 아암(15)의 상부를 오염시킬 뿐이다.

도 7에는 위에서 설명한 실시예와 실질적으로 상응하는 본 발명에 따른 핸들링 로봇의 다른 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

본 실시예의 주요 특징은 로봇 아암(15)이 퇴적된 페인트를 흡수하는 흡수성 코팅제(17)로 코팅되어서 분열성 페인트의 적하를 방지한다는 것이다.

도 8에는 핸들링 로봇(1)의 유사한 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위해 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

핸들링 툴(7)과 로봇 아암(15)은 유공성의 외벽을 구비하며, 유공성 외벽을 통해 압축 공기 라인(18)에 의해 공급된 압축 공기가 배출될 수 있다. 구멍을 통한 압축 공기의 배출은 핸들링 툴(7)과 로봇 아암(15)의 표면에 페인트가 퇴적되는 것을 효과적으로 방지한다.

도 9에는 위의 설명 및 도 6에 도시된 실시예와 부분적으로 상응하는 다른 실시예가 도시되어 있으므로, 반복을 피하기 위하여 상응하는 설명에 대해 동일한 도면부호가 사용될 것이다.

본 실시예의 주요 특징은 도장 부스 내에 어떠한 식으로든 사용되며 핸들링 툴(7)이 세정용으로 전환되는 2개의 회전 분무기(19, 20)에 의해 세정된다는 것이다. 회전 분무기(19, 20)는 점착되는 잔류 페인트를 제거하기 위하여 압축 공기와 용제를 핸들링 툴(7)에 교대로 제공한다.

마지막으로, 도 10에는 본 발명에 따른 핸들링 로봇의 로봇 핸드 축(21)의 단면이 개략적으로 도시되어 있으며, 로봇 핸드 축(21)은 벨크로(velcro) 결합부(24, 25)에 의해 서로 연결된 2개의 반 케이싱(22, 23)으로 둘러싸여 있다. 2개의 반 케이스(22, 23)은 도장 공정시에 핸들링 로봇의 로봇 핸드 축(21)에 페인트가 퇴적되는 것을 효과적으로 방지한다.

반 케이싱(22, 23)은 세정을 위해 간단하게 교체될 수 있는데, 이것은 벨크로 결합부(24, 25)가 빠르고 간단하게 분리될 수 있기 때문이다.

본 발명은 상기한 바람직한 실시예들로 제한되지 않는다. 본 발명의 사상을 이용하면서도 본 발명의 권리범위 내에서 다양하게 변형하고 적용하는 것이 가능하다.

1 : 핸들링 로봇 2 : 부스 바닥
3 : 로봇 베이스 4 : 로봇 아암
5 : 로봇 아암 6 : 연장 아암
7 : 핸들링 툴 8 : 세정장치
9 : 스탠드 10 : 보호 덮개
11 : 호퍼 12 : 보호 덮개
13 : 회전 분무기 14 : 차량 문
15 : 로봇 아암 16 : 홈
17 : 코팅제 18 : 압축 공기 라인
19 : 회전 분무기 20 : 회전 분무기
21 : 회전 분무기 22 : 반 케이싱
23 : 반 케이싱 24 : 벨크로 결합부
25 : 벨크로 결합부 A1 : 회전축
A2 : 회전축 A3 : 이동축
A4 : 회전축

Claims

도장 설비용 로봇(1), 특히 핸들링 로봇(1)으로서,
a) 도장 작업시 도장될 부품에 가해진 스프레이 제트에 노출되며, 도장 설비 내에서 도장될 부품을 취급하기 위한, 특히 차체의 문(14) 또는 보닛을 개폐하기 위한 핸들링 툴(7), 및/또는 오염되기 쉬운 로봇의 가지부(15),
b) 상기 핸들링 툴(7) 및/또는 도장 작업시 스프레이 제트의 형태로 적용되는 페인트에 의해 쉽게 오염될 수 있는 상기 로봇의 가지부(15)를 세정하기 위한 세정장치(8; 10, 12; 22 내지 25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1에 있어서,
a) 상기 세정장치(8)는 점착되는 페인트를 제거하기 위하여 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부(15)를 세정 처리하며, 그리고/또는
b) 상기 세정장치(10, 12; 22 내지 25)는 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부(15)에 페인트가 점착되는 것을 방지하거나 적어도 어렵게 만드는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
a) 상기 세정장치(8)는 그 안으로 상기 핸들링 도구(7)가 세정을 위해 상기 핸들링 로봇(1)에 의해 삽입되는 삽입 개구를 구비하며,
b) 상기 핸들링 로봇(1)은 세정을 위하여 상기 핸들링 툴(7)을 상기 세정장치(8)로 삽입하기 위해 선형운동축(A3) 및/또는 회전운동축(A4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 세정장치(8)는
a) 상기 로봇(1)의 외부에 부착되거나,
b) 상기 로봇(1)의 케이싱 내에 배치되거나,
c) 도장 부스의 바닥 또는 벽에 로봇(1)과 구조적으로 이격되어서 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 핸들링 툴(7)용 세정장치(8)는 분무기와 상기 핸들링 툴(7)을 세정하는 분무기 세정장치인 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
a) 상기 세정장치(10, 12; 22-25)는 오염되기 쉬운 상기 핸들링 툴(7) 또는 상기 로봇의 가지부(15)를 적어도 부분적으로 덮고 상기 핸들링 툴(7) 또는 적용된 페인트에 의해 오염되기 쉬운 로봇의 가지부(15)의 오염을 막거나 적어도 어렵게 하는 보호 덮개를 구비하며,
b) 상기 보호 덮개는 오염된 보호 덮개가 깨끗한 보호 덮개로 교체될 수 있는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 6에 있어서,
a) 페인트로 오염된 상기 사용된 보호 덮개(10)를 처리하는 처리 컨테이너(11), 및/또는
b) 깨끗한 보호 덮개(12)를 공급하는 공급 컨테이너(11)를 더 포함하며,
상기 로봇(1)은 상기 처리 컨테이너(11) 내의 오염된 보호 덮개(10)를 독립적으로 처리할 수 있으며, 상기 공급 컨테이너(11)로부터 상기 깨끗한 보호 덮개(12)를 독립적으로 취할 수 있는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 7에 있어서,
상기 처리 컨테이너(11) 및/또는 상기 공급 컨테이너(11)는
a) 상기 로봇(1)의 외부에 설치되거나,
b) 도장 부스의 바닥(2) 또는 벽에 상기 로봇(1)에 구조적으로 분리되어서 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 보호 덮개는 2개의 반 케이싱(22, 23)을 구비하며, 상기 2개의 반 케이싱(22, 23)은 결합 수단(24, 25)에 의해 연결되어서 설치되었을 때 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부(15)를 감싸는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 9에 있어서,
상기 2개의 반 케이싱(22, 23)을 연결하는 상기 결합 수단은
a) 벨크로 결합부(24, 25),
b) 점착 테이프 또는
c) 케이블 바인더인 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
a) 상기 핸들링 툴(7)은 오염된 핸들링 툴(7)을 깨끗한 핸들링 툴(7)로 빨리 교체할 수 있도록 신속 변환 결합수단에 의해 상기 핸들링 로봇(1)의 나머지와 연결되거나,
b) 상기 핸들링 툴(7)을 안내하는 상기 로봇의 팔은 오염된 로봇의 팔을 깨끗한 로봇의 팔로 빨리 교체할 수 있도록 신속 변환 결합수단에 의해 상기 핸들링 로봇(1)의 나머지와 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
a) 상기 핸들링 툴(7)은 상기 핸들링 로봇(1)의 로봇 아암(15)의 끝단에 설치되며,
b) 상기 핸들링 툴(7)을 안내하는 상기 로봇 아암(15)은 상기 페인트의 스프레이 제트에 대해 예각 또는 평행하게 배치되어서 상기 스프레이 제트에 최소한의 접촉 면적을 제공하며, 그리고/또는
c) 상기 핸들링 툴(7)을 안내하는 상기 로봇 아암은 적하 영역을 구비하고, 상기 적하 영역에서 상기 페인트가 상기 로봇 아암으로부터 떨어지며, 그리고/또는
d) 상기 로봇 툴(7)을 안내하는 상기 로봇 아암은 적용되는 페인트를 흡수함으로써 적하를 방지하는 흡수성 코팅부(17)를 구비하며, 그리고/또는
e) 상기 핸들링 툴(7)을 안내하는 로봇 아암 및/또는 상기 핸들링 툴(7)이 세정 물질이 배출될 수 있는 그 외벽에 설치된 세정 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
a) 상기 로봇(1)은 벽을 갖는 도장 부스에 설치되고, 상기 벽은 상기 도장 부스를 공간적으로 한정하며,
b) 상기 핸들링 툴(7)을 상기 도장 부스의 외부에서 세정하기 위해 상기 부스 벽에 설치된 세정 개구가 마련되며, 상기 세정 개구를 통해 상기 핸들링 툴(7)이 상기 부스 벽의 내부로부터 외부로 밀릴 수 있는 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 로봇(1)은 다수의 평행한 회전운동축을 구비하는 스카라 로봇인 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 핸들링 툴(7)은 문 오프너 또는 보닛 오프너인 것을 특징으로 하는 로봇(1).
청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 하나의 청구항에 따른 로봇(1)을 구비하는 도장 설비.
a) 페인트의 스프레이 제트를 코팅될 부품, 특히 차체 부품에 도장 로봇을 이용하여 적용하는 단계,
b) 핸들링 로봇(1)의 핸들링 툴(7)을 이용하여 상기 차체의 부품을 조작하는 단계, 특히 상기 차체의 문 또는 보닛을 개폐하는 단계, 상기 핸들링 로봇(1) 또는 상기 도장 로봇의 오염되기 쉬운 상기 핸들링 툴(7) 또는 로봇의 가지부는 상기 스프레이 제트에 노출되며,
c) 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 핸들링 로봇(1) 및/또는 상기 적용된 페인트의 상기 도장 로봇의 상기 가지부(15)에 대한 자동 세정 또는 청정 유지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 설비에 대한 작동방법.
청구항 17에 있어서,
a) 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부는 점착된 페인트를 제거하기 위해 세정 처리되며, 그리고/또는
b) 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부에 적용되는 페인트의 점착이 방지되거나 적어도 어렵게 되는 것을 특징으로 하는 작동방법.
청구항 18에 있어서,
상기 핸들링 툴(7)은 세정을 위해 상기 핸들링 로봇(1)에 의해 세정 장치(8)로 삽입되는 것을 특징으로 하는 작동방법.
청구항 17 내지 청구항 19 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
a) 상기 핸들링 로봇(1) 및/또는 상기 도장 로봇의 상기 핸들링 툴(7) 또는 상기 오염되기 쉬운 로봇의 가지부에 마련된 보호 덮개가 세정을 위해 교체되거나,
b) 상기 오염된 핸들링 툴(7)은 세정을 위해 깨끗한 핸들링 툴(7)에 의해 교체되거나,
c) 상기 오염된 핸들링 툴(7)을 구비하는 상기 오염된 로봇의 가지부(15)는 세정을 위해 깨끗한 로봇의 가지부(15)에 의해 깨끗한 핸들링 툴(7)로 교체되거나,
d) 상기 핸들링 툴(7)은 세정을 위하여 도장 부스의 벽에 마련된 세정 개구를 통해 밀리며 상기 도장 부스의 외부에서 세정되는 것을 특징으로 하는 작동방법.
청구항 17 내지 청구항 20 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 핸들링 로봇(1)의 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부(15)는 도장 로봇에 의해 세정되며, 상기 도장 로봇은 세정을 위해 세정될 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 팔(15)에 용제 또는 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 작동방법.
청구항 21에 있어서,
상기 도장 로봇은 상기 세정 작업 동안 상기 분무기 또는 분리된 세정 노즐을 통해 상기 용제 또는 상기 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 작동방법.
청구항 17 내지 청구항 22 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 핸들링 로봇(1) 및/또는 상기 도장 로봇의 상기 핸들링 툴(7) 또는 오염되기 쉬운 상기 로봇의 가지부의 세정은
a) 적용될 페인트가 변경되는 색 변경 시간 동안 이루어지거나,
b) 세정에 독립적인 제조 과정의 중단 시간 동안 이루어지거나,
c) 세정을 위한 도장 설비의 중단 시간 동안 이루어지며, 그리고/또는
d) 각 개별 부품 도장 작업 후 또는 특정 수의 부품들에 대한 도장 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 작동방법.