WO2019063425A1 - Applicator comprising an integrated camera - Google Patents

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WO2019063425A1
WO2019063425A1 PCT/EP2018/075564 EP2018075564W WO2019063425A1 WO 2019063425 A1 WO2019063425 A1 WO 2019063425A1 EP 2018075564 W EP2018075564 W EP 2018075564W WO 2019063425 A1 WO2019063425 A1 WO 2019063425A1
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WO
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applicator
camera
component
robot
coating
Prior art date
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PCT/EP2018/075564
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German (de)
French (fr)
Inventor
Lothar Rademacher
Frank Schnur
Original Assignee
Dürr Systems Ag
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Publication date
Application filed by Dürr Systems Ag filed Critical Dürr Systems Ag
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Priority to MX2020003537A priority patent/MX2020003537A/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/122—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to presence or shape of target
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0075—Manipulators for painting or coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0447—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles
    • B05B13/0452—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles the conveyed articles being vehicle bodies

Definitions

  • the invention relates to an applicator for applying a coating agent (e.g., paint, adhesive, sealant, insulation) to a component surface of a component (e.g., automotive body component).
  • a coating agent e.g., paint, adhesive, sealant, insulation
  • a component surface of a component e.g., automotive body component
  • a coating agent e.g., paint, adhesive, sealant, insulation
  • the applicator is moved by a multi-axis coating robot along a predetermined application path, which runs, for example, along a flanged seam of a motor vehicle body component to be sealed. In this case, it is desirable for the positioning of the applicator to be as accurate as possible relative to the hemming seam.
  • robot-guided camera systems are known from the prior art, which monitor the positioning of the applicator relative to the hemming seam, which enables a position correction during operation.
  • industrial camera systems have been used so far that meet the requirements for robustness, image resolution and size of the image detail.
  • These camera systems are usually mounted on the outside of the applicator and move together with the applicator.
  • a disadvantage of this conventional technique is that the outer contour of the applicator is increased by the mounted camera systems. This makes it difficult, for example, to introduce the applicator with the attached camera systems through small component openings in a component.
  • Another disadvantage of this known technique is the relatively high weight of the industrial camera systems. This can mean that the available load of the coating robots used is no longer sufficient, so that a correspondingly larger robot must be used, which in turn is associated with higher costs.
  • the cable feed to the industrial camera systems in operation can cause problems when the coating robot moves highly dynamically.
  • the mounting of industrial camera systems to an applicator also places high demands on the mechanical fixation, in particular with respect to position, interchangeability and stability. After all, the installation of industrial camera systems is generally associated with high costs.
  • the technical background of the invention is also to be referred to DE 10 2009 027 743 AI, DE 100 48 749 AI, DE 10 2008 029 063 AI and DE 10 2012 021 658 AI.
  • the invention is therefore based on the object to provide a correspondingly improved applicator with a camera.
  • the invention is based on the newly gained technical knowledge that not only - as before - complex and complex industrial camera systems are suitable for operation with an application robot, but also so-called endoscope cameras that are miniaturized and have only a low weight and therefore for a structural integration in the applicator are suitable.
  • the invention does not provide that the camera is mounted on the outside of the applicator. Rather, the invention provides that the camera is structurally integrated within the applicator. This means that the camera is arranged completely inside the housing of the applicator, wherein only the lens of the camera can protrude slightly out of the applicator.
  • the camera is a stereo camera that records a stereoscopic camera image. This is advantageous because it allows three-dimensional determination of the shape, orientation and position of the component.
  • the camera is a normal camera which has only a single lens.
  • the compact dimensions of the camera allow the camera to be integrated into the tip of the applicator so that it is close to the component to be coated.
  • the application So kator has a distal end, on which the coating agent is applied through a nozzle.
  • the camera is preferably arranged at the distal end of the applicator.
  • the applicator may have a distal end face, in which both the nozzle for application of the coating agent and the camera is arranged.
  • the applicator according to the invention is preferably characterized by an internal cable guide, which can for example also run within a lance, which is guided by the application robot.
  • the cables running inside the applicator may be, for example, camera cables for powering the camera and / or for data connection with the camera.
  • the applicator according to the invention can have integrated illumination in order to illuminate the component surface in the recording field of the camera.
  • this lighting is an LED lighting.
  • the applicator according to the invention therefore preferably has a nozzle arrangement for blowing out air
  • the nozzle arrangement can blow out a so-called air curtain, which is known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.
  • the applicator according to the invention may comprise a deflection mirror, which is arranged in the optical axis of the camera.
  • the deflection mirror can have a deflection angle of 45 ° ⁇ 5 ° or 90 ° ⁇ 5 °.
  • the deflection mirror can be placed on the camera, for example by means of a screw connection or by means of a bayonet closure.
  • the deflection mirror is permanently installed and not removable.
  • the applicator on a rechargeable battery for powering the power consumers (eg camera, lighting) within the applicator, wherein the accumulator is also structurally integrated within the applicator.
  • an inductive charging interface for inductive charging of the accumulator located inside the applicator is preferably located in the applicator, wherein the inductive charging interface is likewise integrated structurally within the applicator.
  • the applicator is then moved by the coating robot into the vicinity of an inductive charging source, whereupon the integrated accumulator can then be charged from the inductive charging source via the inductive charging interface.
  • the applicator preferably also has a structurally integrated wireless data interface for data communication between the integrated camera on the one hand and an external evaluation unit (for example robot control) on the other hand.
  • the integrated camera can therefore send the recorded camera images via the wireless data interface to the external evaluation unit.
  • the wireless data interface may be a Bluetooth interface or a Wi-Fi interface, to name just a few examples.
  • the camera may be a conventional endoscope camera, as is commercially available.
  • the camera can be connected to the robot controller, which also controls the coating robot.
  • the robot controller which also controls the coating robot.
  • Such a "full integration" of the image processing into the robot control allows an optimization of bus run times and sampling rates, so that a path correction can be realized on the basis of an evaluation of the camera images in real time (on-line.)
  • the applicator has a nozzle with a specific application direction
  • the application direction of the nozzle is aligned parallel to the optical axis of the camera, but in the context of the invention it is alternatively also possible for the nozzle direction and optical axis of the camera to be angled relative to one another.
  • the camera may be, for example, a video graphics array camera that provides camera images in VGA format.
  • the camera has a lens angle (angle of view) of at least 30 °, 40 ° or 50 °, while the outer dimensions of the camera are preferably less than 30mm, 20mm, 10mm or even less than 7mm.
  • the already mentioned LED lighting can be integrated into this camera.
  • the applicator preferably belongs to a certain degree of protection in accordance with DIN EN 60529 in order to be able to work in the ambient conditions occurring during operation.
  • the applicator can be in the protection class IP67, IP68, IP69 or IP69K according to DIN EN 60529.
  • the applicator with the integrated camera With the applicator with the integrated camera also heated media can be applied.
  • the type of applicator of the present invention is preferably a nozzle applicator which applies the coating agent (e.g., adhesive, insulation, sealant) through a nozzle.
  • the invention is also feasible with other types of applicators such as rotary atomizers, air atomizers, ultrasonic atomizers, airless atomizers or airmix atomizers, to name just a few examples.
  • the invention not only claims protection for the applicator according to the invention as a single component. Rather, the invention also claims protection for a complete coating robot (application robot) with a plurality of movable robot axes and an applicator according to the invention, as described above.
  • Such a coating robot preferably has a serial robot kinematics, as is known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.
  • the coating robot preferably has at least 5, 6 or 7 movable robot axes.
  • the operating method according to the invention initially provides that the applicator is moved by the coating robot along an application path over the component surface.
  • coating agent is applied to the component surface by the applicator.
  • the operating method according to the invention additionally provides that a camera image of the component surface is taken by the integrated camera.
  • the position, the orientation and / or the shape of the component are determined by an evaluation of the recorded camera image. This allows adaptation of the application path as a function of the recorded camera image, in particular as a function of the position, the orientation and / or the shape of the component.
  • geometry features e.g., lap joints, edges, columns of the component
  • the application path can then be adapted as a function of the detected geometric features, for example so that the applicator follows a flanged seam.
  • the coating agent jet is checked by evaluating the camera image when the camera is aligned in such a way that it detects at least part of the coating agent beam. In this way, for example, a clogging of the nozzle can be detected.
  • the recording of the camera image can also be used to perform a presence check. Thus, it can be determined by an evaluation of the camera image, if there is even a component in front of the applicator.
  • the quality of the applied coating is checked by an evaluation of the camera image. For example, by evaluating the camera image, defects (e.g., voids, air bubbles, etc.) in the applied coating can be detected.
  • defects e.g., voids, air bubbles, etc.
  • FIG. 1 shows an exemplary coating installation with a coating robot which carries an applicator according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of the applicator from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic representation of another embodiment of an applicator according to the invention
  • Figure 4 is a modification of Figure 3
  • Figure 5 is a schematic representation of an integrated camera with a nozzle assembly for generating an air curtain to prevent contamination of the camera lens
  • FIG. 6 shows a perspective view of a deflecting mirror for an applicator according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 The exemplary embodiment of an application system according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 will now be explained, which is used to apply sealing means (for example PVC plastisol) to a motor vehicle body component.
  • sealing means for example PVC plastisol
  • Such an application system is described, for example, in DE 10 2013 018 554 A1, so that the content of this document is to be added to the present description to the full extent.
  • the application system has a multi-axis application robot 1 with a robot base 2, a rotatable robot part 3, a proximal robot arm 4 ("arm 1"), a distal robot arm 5 (“arm 2”), a robot hand axis 6, a lance 7 and an applicator 8, wherein the applicator 8 is shown in Figure 2.
  • the applicator 8 has a nozzle 9, from which a coating agent jet 10 of the sealing agent is dispensed.
  • the nozzle 9 is here in the distal end of the applicator 8.
  • the camera 11, which is designed as an endoscope camera is extremely light, so that the dynamics of the robot movement are not appreciably impaired, and the carrying capacity of the application robot 1 is not exceeded either.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of another embodiment according to the invention of an applicator 8 according to the invention, this embodiment being partially identical to the embodiment described above, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the camera 11 is a stereo camera having two lenses 12, 13, so that the camera 11 can record stereoscopic camera images. This allows a three-dimensional detection of the component.
  • an integrated lighting 14 which is designed as LED lighting and illuminates the component surface in the recording of the camera images.
  • the camera 11, the nozzle 9 and the illumination 14 are all arranged in a distal end face 15 of the applicator 8. This offers the advantage that the camera 11 is located near the component.
  • the camera 11 and the illumination 14 are in this case powered by an integrated accumulator 16 with power.
  • the accumulator 16 is in turn connected to a likewise integrated inductive charging interface 17, which enables wireless inductive charging of the accumulator 16.
  • the applicator 8 is moved by the application robot 1 in the vicinity of an inductive charging source 18, so that the accumulator 16 can then be charged via the inductive charging interface 17 from the inductive charging source 18.
  • the applicator 8 also has a structurally integrated wireless data interface 19 (eg Bluetooth interface, Wi-Fi interface) in order to be connected to an evaluation unit (eg robot interface). Control) to communicate.
  • a structurally integrated wireless data interface 19 eg Bluetooth interface, Wi-Fi interface
  • an evaluation unit eg robot interface. Control
  • the camera images taken by the camera 11 can be sent to the robot controller via the wireless data interface 19, so that the robot controller can adapt the application path based on the captured camera images.
  • the nozzle 9 in the applicator 8 can be supplied with the material to be applied via a material feed 20 and a line arrangement 21.
  • the material supply 20 is shown here only schematically and may for example also contain valves.
  • the camera 11, the illumination 14, the accumulator 16, the inductive charging interface 17 and the wireless data interface 19 are connected via cables 22, 23, 24, 25 that extend completely within the applicator.
  • the outer contour of the applicator 8 is thus not disturbed by the cables 22-25, which is advantageous.
  • FIG. 4 shows a modified exemplary embodiment, which largely corresponds to the exemplary embodiment described above according to FIG. 3, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the power supply of the camera 11 and the illumination 14 does not take place from the accumulator 16, but via a cable 26, which also runs within the lance 7.
  • the data transmission from the camera 11 is not wireless, but via a cable 27, which also extends completely within the applicator 8 and within the lance 7.
  • FIG. 5 shows a development of the integrated camera 11 with an additional nozzle arrangement 28 which blows out an air curtain 29 in order to protect an objective 30 of the camera 11 from contamination by excess coating agent mist ("overspray").
  • FIG. 6 shows an attachable deflecting mirror 31, which can be detachably mounted on the objective 30 of the camera 11 by means of a screw connection 32.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a variety of variants and modifications is possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims in each case referred to and in particular without the features of the main claim. The invention thus encompasses various aspects of the invention which enjoy protection independently of each other.

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Abstract

The invention relates to an applicator (8) for applying a coating agent (e.g. paint, adhesive, sealant, insulating material) to a surface of a component (e.g. a motor vehicle body component). According to the invention, a camera (11) is structurally integrated within the applicator (8) and captures an image of the component surface.

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
APPLIKATOR MIT EINER INTEGRIERTEN KAMERA APPLICATOR WITH AN INTEGRATED CAMERA
Die Erfindung betrifft einen Applikator zur Applikation eines Beschichtungsmittels (z.B. Lack, Klebstoff, Dichtmittel, Dämmstoff) auf eine Bauteiloberfläche eines Bauteils (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteil). Ein derartiger Applikator ist beispielsweise aus DE 10 2013 018 554 AI bekannt. Im Betrieb wird der Applikator von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter entlang einer vorgegebenen Applikationsbahn bewegt, die beispielsweise entlang einer abzudichtenden Bördelnaht eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils verläuft. Hierbei ist es wünschenswert, dass die Positionierung des Applikators relativ zu der Bördelnaht möglichst genau erfolgt. Es sind deshalb aus dem Stand der Tech- nik auch robotergeführte Kamerasysteme bekannt, welche die Positionierung des Applikators relativ zu der Bördelnaht überwachen, was im Betrieb eine Positionskorrektur ermöglicht. Hierfür werden bisher industrielle Kamerasysteme eingesetzt, die den Anforderungen an Robustheit, Bildauflösung und Größe des Bildausschnitts erfüllen. Diese Kamerasysteme werden üblicherweise außen an dem Applikator angebracht und bewegen sich zusammen mit dem Applikator. The invention relates to an applicator for applying a coating agent (e.g., paint, adhesive, sealant, insulation) to a component surface of a component (e.g., automotive body component). Such an applicator is known for example from DE 10 2013 018 554 AI. In operation, the applicator is moved by a multi-axis coating robot along a predetermined application path, which runs, for example, along a flanged seam of a motor vehicle body component to be sealed. In this case, it is desirable for the positioning of the applicator to be as accurate as possible relative to the hemming seam. For this reason, robot-guided camera systems are known from the prior art, which monitor the positioning of the applicator relative to the hemming seam, which enables a position correction during operation. For this purpose, industrial camera systems have been used so far that meet the requirements for robustness, image resolution and size of the image detail. These camera systems are usually mounted on the outside of the applicator and move together with the applicator.
Ein Nachteil dieser herkömmlichen Technik besteht darin, dass die Außenkontur des Applikators durch die angebauten Kamerasysteme vergrößert wird. Dies macht es beispielsweise schwierig, den Applikator mit den angebauten Kamerasystemen durch kleine Bauteilöffnungen in ein Bauteil einzuführen. A disadvantage of this conventional technique is that the outer contour of the applicator is increased by the mounted camera systems. This makes it difficult, for example, to introduce the applicator with the attached camera systems through small component openings in a component.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Technik besteht in dem relativ hohen Gewicht der industriellen Kamerasysteme. Dies kann dazu führen, dass die verfügbare Traglast der verwendeten Beschichtungsroboter nicht mehr ausreicht, so dass ein entsprechend größerer Roboter eingesetzt werden muss, was wiederum mit höheren Kosten verbunden ist. Another disadvantage of this known technique is the relatively high weight of the industrial camera systems. This can mean that the available load of the coating robots used is no longer sufficient, so that a correspondingly larger robot must be used, which in turn is associated with higher costs.
Darüber hinaus kann die Kabelzuführung zu den industriellen Kamerasystemen im Betrieb Probleme bereiten, wenn sich der Beschichtungsroboter hochdynamisch bewegt. Ferner stellt der Anbau industrieller Kamerasysteme an einen Applikator auch hohe Anforderungen an die mechanische Fixierung, insbesondere hinsichtlich Lage, Austauschbarkeit und Stabilität. Schließlich ist der Anbau industrieller Kamerasysteme ganz allgemein mit hohen Kosten verbunden. In addition, the cable feed to the industrial camera systems in operation can cause problems when the coating robot moves highly dynamically. Furthermore, the mounting of industrial camera systems to an applicator also places high demands on the mechanical fixation, in particular with respect to position, interchangeability and stability. After all, the installation of industrial camera systems is generally associated with high costs.
Zum technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf DE 10 2009 027 743 AI, DE 100 48 749 AI, DE 10 2008 029 063 AI und DE 10 2012 021 658 AI. The technical background of the invention is also to be referred to DE 10 2009 027 743 AI, DE 100 48 749 AI, DE 10 2008 029 063 AI and DE 10 2012 021 658 AI.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Applikator mit einer Kamera zu schaffen. The invention is therefore based on the object to provide a correspondingly improved applicator with a camera.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Applikator gemäß dem Hauptanspruch ge- löst. This object is achieved by an applicator according to the invention in accordance with the main claim.
Die Erfindung beruht auf der neu gewonnenen technischen Erkenntnis, dass sich für den Betrieb mit einem Applikationsroboter nicht nur - wie bisher - komplexe und aufwändige industrielle Kamerasysteme eignen, sondern auch sogenannte Endoskopkameras, die miniaturisiert sind und nur ein geringes Gewicht aufweisen und sich deshalb für eine bauliche Integration in den Applikator eignen. Im Gegensatz zu der eingangs beschriebenen herkömmlichen Technik sieht die Erfindung deshalb nicht vor, dass die Kamera außen an dem Applikator angebracht wird. Vielmehr sieht die Erfindung vor, dass die Kamera baulich innerhalb des Applikators integriert ist. Dies bedeutet, dass die Kamera vollständig innerhalb des Gehäuses des Applikators angeordnet ist, wo- bei lediglich das Objektiv der Kamera geringfügig aus dem Applikator heraus ragen kann. The invention is based on the newly gained technical knowledge that not only - as before - complex and complex industrial camera systems are suitable for operation with an application robot, but also so-called endoscope cameras that are miniaturized and have only a low weight and therefore for a structural integration in the applicator are suitable. In contrast to the conventional technique described above, therefore, the invention does not provide that the camera is mounted on the outside of the applicator. Rather, the invention provides that the camera is structurally integrated within the applicator. This means that the camera is arranged completely inside the housing of the applicator, wherein only the lens of the camera can protrude slightly out of the applicator.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Kamera um eine Stereokamera, die ein stereoskopisches Kamerabild aufnimmt. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch Form, Ausrichtung und Position des Bauteils dreidimensional ermittelt werden können. In one embodiment of the invention, the camera is a stereo camera that records a stereoscopic camera image. This is advantageous because it allows three-dimensional determination of the shape, orientation and position of the component.
Alternativ besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass es sich bei der Kamera um eine normale Kamera handelt, die nur ein einziges Objektiv aufweist. Alternatively, however, within the scope of the invention it is also possible that the camera is a normal camera which has only a single lens.
Die kompakten Abmessungen der Kamera ermöglichen es, dass die Kamera in die Spitze des Ap- plikators integriert wird, damit sie sich nah an dem zu beschichtenden Bauteil befindet. Der Appli- kator weist also ein distales Ende auf, an dem das Beschichtungsmittel durch eine Düse appliziert wird. Die Kamera ist dabei vorzugsweise an dem distalen Ende des Applikators angeordnet. Beispielsweise kann der Applikator eine distale Stirnfläche aufweisen, in der sowohl die Düse zur Applikation des Beschichtungsmittels als auch die Kamera angeordnet ist. The compact dimensions of the camera allow the camera to be integrated into the tip of the applicator so that it is close to the component to be coated. The application So kator has a distal end, on which the coating agent is applied through a nozzle. The camera is preferably arranged at the distal end of the applicator. For example, the applicator may have a distal end face, in which both the nozzle for application of the coating agent and the camera is arranged.
Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Applikator vorzugsweise durch eine innenliegende Kabelführung aus, die beispielsweise auch innerhalb einer Lanze verlaufen kann, die von dem Applikationsroboter geführt wird. Bei den innerhalb des Applikators verlaufenden Kabeln kann es sich beispielsweise um Kamerakabel zur Stromversorgung der Kamera und/oder zur Da- tenverbindung mit der Kamera handeln. In addition, the applicator according to the invention is preferably characterized by an internal cable guide, which can for example also run within a lance, which is guided by the application robot. The cables running inside the applicator may be, for example, camera cables for powering the camera and / or for data connection with the camera.
Ferner kann der erfindungsgemäße Applikator eine integrierte Beleuchtung aufweisen, um die Bauteiloberfläche im Aufnahmefeld der Kamera zu beleuchten. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Beleuchtung um eine LED-Beleuchtung. Furthermore, the applicator according to the invention can have integrated illumination in order to illuminate the component surface in the recording field of the camera. Preferably, this lighting is an LED lighting.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass im Betrieb des Applikators mit der integrierten Kamera die Gefahr besteht, dass das Objektiv der Kamera durch Ablagerungen von überschüssigem Beschich- tungsmittelnebel („Overspray") verschmutzt. Der erfindungsgemäße Applikator weist deshalb vorzugsweise eine Düsenanordnung zum Ausblasen von Luft auf, um das Objektiv der Kamera vor einer Verschmutzung zu schützen. Beispielsweise kann die Düsenanordnung einen sogenannten Luftvorhang ausblasen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. It should also be mentioned that during operation of the applicator with the integrated camera there is the risk that the lens of the camera becomes contaminated by deposits of excess coating agent mist ("overspray") .The applicator according to the invention therefore preferably has a nozzle arrangement for blowing out air For example, the nozzle arrangement can blow out a so-called air curtain, which is known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Applikator einen Umlenkspiegel aufweisen, der in der optischen Achse der Kamera angeordnet ist. Beispielsweise kann der Umlenkspiegel einen Umlenkwinkel von 45°±5° oder 90°±5° aufweisen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Umlenkspiegel auf die Kamera aufsetzbar, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder mittels eines Bajonettverschlusses. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass der Umlenkspiegel fest verbaut und nicht abnehmbar ist. In addition, the applicator according to the invention may comprise a deflection mirror, which is arranged in the optical axis of the camera. For example, the deflection mirror can have a deflection angle of 45 ° ± 5 ° or 90 ° ± 5 °. In a preferred embodiment of the invention, the deflection mirror can be placed on the camera, for example by means of a screw connection or by means of a bayonet closure. However, there is also the alternative possibility that the deflection mirror is permanently installed and not removable.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Applikator einen wieder aufladbaren Akkumulator zur Stromversorgung der Stromverbraucher (z.B. Kamera, Beleuchtung) innerhalb des Applikators auf, wobei der Akkumulator ebenfalls baulich innerhalb des Applikators integriert ist. Dabei befindet sich in dem Applikator vorzugsweise eine induktive Ladeschnittstelle zum induktiven Aufladen des innerhalb des Applikators befindlichen Akkumulators, wobei die induktive Ladeschnittstelle ebenfalls baulich innerhalb des Applikators integriert ist. Zum Aufladen des integrierten Akkumulators wird der Applikator dann von dem Beschichtungsroboter in die Nähe einer in- duktiven Ladequelle bewegt, woraufhin dann der integrierte Akkumulator aus der induktiven Ladequelle über die induktive Ladeschnittstelle aufgeladen werden kann. In the preferred embodiment of the invention, the applicator on a rechargeable battery for powering the power consumers (eg camera, lighting) within the applicator, wherein the accumulator is also structurally integrated within the applicator. In this case, an inductive charging interface for inductive charging of the accumulator located inside the applicator is preferably located in the applicator, wherein the inductive charging interface is likewise integrated structurally within the applicator. To charge the integrated accumulator, the applicator is then moved by the coating robot into the vicinity of an inductive charging source, whereupon the integrated accumulator can then be charged from the inductive charging source via the inductive charging interface.
Ferner ist zu erwähnen, dass der Applikator vorzugsweise auch eine baulich integrierte drahtlose Datenschnittstelle aufweist zur Datenkommunikation zwischen der integrierten Kamera einerseits und einer externen Auswertungseinheit (z.B. Robotersteuerung) andererseits. Die integrierte Kamera kann die aufgenommenen Kamerabilder also über die drahtlose Datenschnittstelle an die externe Auswertungseinheit senden. Beispielsweise kann es sich bei der drahtlosen Datenschnittstelle um eine Bluetooth-Schnittstelle oder um eine Wi-Fi-Schnittstelle handeln, um nur einige Beispiele zu nennen. It should also be mentioned that the applicator preferably also has a structurally integrated wireless data interface for data communication between the integrated camera on the one hand and an external evaluation unit (for example robot control) on the other hand. The integrated camera can therefore send the recorded camera images via the wireless data interface to the external evaluation unit. For example, the wireless data interface may be a Bluetooth interface or a Wi-Fi interface, to name just a few examples.
Bei der Kamera kann es sich um eine herkömmliche Endoskopkamera handeln, wie sie kommerziell allgemein erhältlich ist. The camera may be a conventional endoscope camera, as is commercially available.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Kamera mit der Robotersteuerung verbunden sein kann, die auch den Beschichtungsroboter ansteuert. Eine solche„Vollintegration" der Bildverarbeitung in die Robotersteuerung ermöglicht eine Optimierung von Buslaufzeiten und Abtastraten, so dass eine Bahnkorrektur anhand einer Auswertung der Kamerabilder in Echtzeit (Online) realisiert werden kann. Ferner ist zu erwähnen, dass der Applikator eine Düse mit einer bestimmten Applikationsrichtung aufweist, während die Kamera eine bestimmte optische Achse aufweist. Vorzugsweise ist die Applikationsrichtung der Düse parallel zu der optischen Achse der Kamera ausgerichtet. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung alternativ auch die Möglichkeit, dass Düsenrichtung und optische Achse der Kamera zueinander angewinkelt sind. It should also be mentioned that the camera can be connected to the robot controller, which also controls the coating robot. Such a "full integration" of the image processing into the robot control allows an optimization of bus run times and sampling rates, so that a path correction can be realized on the basis of an evaluation of the camera images in real time (on-line.) It should also be mentioned that the applicator has a nozzle with a specific application direction Preferably, the application direction of the nozzle is aligned parallel to the optical axis of the camera, but in the context of the invention it is alternatively also possible for the nozzle direction and optical axis of the camera to be angled relative to one another.
Zu der Kamera ist ferner zu erwähnen, dass es sich beispielsweise um eine Video-Graphics-Array- Kamera handeln kann, die Kamerabilder im VGA-Format liefert. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch andere Kameratypen eingesetzt werden. Vorzugsweise weist die Kamera einen Linsenwinkel (Bildwinkel) von mindestens 30°, 40° oder 50° auf, während die Außenabmessungen der Kamera vorzugsweise kleiner sind als 30mm, 20mm, 10mm oder sogar kleiner als 7mm. Dabei kann die bereits erwähnte LED-Beleuchtung in diese Kamera integriert sein. To the camera is also to mention that it may be, for example, a video graphics array camera that provides camera images in VGA format. In the context of the invention, however, other types of cameras can be used. Preferably, the camera has a lens angle (angle of view) of at least 30 °, 40 ° or 50 °, while the outer dimensions of the camera are preferably less than 30mm, 20mm, 10mm or even less than 7mm. The already mentioned LED lighting can be integrated into this camera.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass der Applikator vorzugsweise einer bestimmten Schutzart gemäß DIN EN 60529 angehört, um in den im Betrieb auftretenden Umgebungsbedingungen arbeiten zu können. Beispielsweise kann der Applikator der Schutzart IP67, IP68, IP69 oder IP69K gemäß DIN EN 60529 angehören. In addition, it should be mentioned that the applicator preferably belongs to a certain degree of protection in accordance with DIN EN 60529 in order to be able to work in the ambient conditions occurring during operation. For example, the applicator can be in the protection class IP67, IP68, IP69 or IP69K according to DIN EN 60529.
Mit dem Applikator mit der integrierten Kamera können auch beheizte Medien appliziert werden. Die Applikationstemperaturen können >=80°C oder <=80°C betragen. With the applicator with the integrated camera also heated media can be applied. The application temperatures can be> = 80 ° C or <= 80 ° C.
Zu dem Typ des erfindungsgemäßen Applikators ist zu erwähnen, dass es sich vorzugsweise um einen Düsenapplikator handelt, der das Beschichtungsmittel (z.B. Klebstoff, Dämmstoff, Dichtmittel) durch eine Düse appliziert. Die Erfindung ist jedoch auch mit anderen Typen von Applikatoren realisierbar, wie beispielsweise mit Rotationszerstäubern, Luftzerstäubern, Ultraschallzerstäubern, Airless-Zerstäubern oder Airmix-Zerstäubern, um nur einige Beispiele zu nennen. Es ist auch zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für den erfindungsgemäßen Applikator als einzelnes Bauteil. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für einen vollständigen Beschichtungsroboter (Applikationsroboter) mit mehreren beweglichen Roboterachsen und einem erfindungsgemäßen Applikator, wie er vorstehend beschrieben wurde. Ein derartiger Beschichtungsroboter weist vorzugsweise eine serielle Roboterkinematik auf, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass der Beschichtungsroboter vorzugsweise mindestens 5, 6 oder 7 bewegliche Roboterachsen aufweist. As to the type of applicator of the present invention, it should be noted that it is preferably a nozzle applicator which applies the coating agent (e.g., adhesive, insulation, sealant) through a nozzle. However, the invention is also feasible with other types of applicators such as rotary atomizers, air atomizers, ultrasonic atomizers, airless atomizers or airmix atomizers, to name just a few examples. It should also be mentioned that the invention not only claims protection for the applicator according to the invention as a single component. Rather, the invention also claims protection for a complete coating robot (application robot) with a plurality of movable robot axes and an applicator according to the invention, as described above. Such a coating robot preferably has a serial robot kinematics, as is known per se from the prior art and therefore need not be described in detail. In addition, it should be mentioned that the coating robot preferably has at least 5, 6 or 7 movable robot axes.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Erfindung auch Schutz beansprucht für ein entspre- chendes Betriebsverfahren für einen derartigen Beschichtungsroboter. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht zunächst vor, dass der Applikator von dem Beschichtungsroboter entlang einer Applikationsbahn über die Bauteiloberfläche bewegt wird. Dabei wird von dem Applikator Beschichtungsmittel auf die Bauteiloberfläche appliziert. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht zusätzlich vor, dass von der integrierten Kamera ein Kamerabild der Bauteiloberfläche aufgenommen wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Position, die Ausrichtung und/oder die Form des Bauteils durch eine Auswertung des aufgenommenen Kamerabilds ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Anpassung der Applikationsbahn in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Kamerabild, insbesondere in Abhängigkeit von der Position, der Ausrichtung und/oder der Form des Bauteils. In addition, it should be mentioned that the invention also claims protection for a corresponding operating method for such a coating robot. The operating method according to the invention initially provides that the applicator is moved by the coating robot along an application path over the component surface. In this case, coating agent is applied to the component surface by the applicator. The operating method according to the invention additionally provides that a camera image of the component surface is taken by the integrated camera. Furthermore, there is the possibility that the position, the orientation and / or the shape of the component are determined by an evaluation of the recorded camera image. This allows adaptation of the application path as a function of the recorded camera image, in particular as a function of the position, the orientation and / or the shape of the component.
Darüber hinaus können im Betrieb Geometriemerkmale (z.B. Überlappstöße, Kanten, Spalten des Bauteils) durch eine Auswertung des aufgenommenen Kamerabilds ermittelt werden. Die Applikationsbahn kann dann in Abhängigkeit von den erfassten Geometriemerkmalen angepasst werden, beispielsweise so, dass der Applikator einer Bördelnaht folgt. In addition, in operation, geometry features (e.g., lap joints, edges, columns of the component) may be determined by evaluating the captured camera image. The application path can then be adapted as a function of the detected geometric features, for example so that the applicator follows a flanged seam.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass der Beschichtungsmittelstrahl durch eine Auswertung des Kamerabildes überprüft wird, wenn die Kamera so ausgerichtet ist, dass sie zumindest einen Teil des Beschichtungsmittelstrahls erfasst. Auf diese Weise kann bei- spielsweise ein Verstopfen der Düse erkannt werden. Furthermore, within the scope of the invention it is also possible for the coating agent jet to be checked by evaluating the camera image when the camera is aligned in such a way that it detects at least part of the coating agent beam. In this way, for example, a clogging of the nozzle can be detected.
Darüber hinaus kann die Aufnahme des Kamerabildes auch eingesetzt werden, um eine Anwesenheitsprüfung durchzuführen. So kann durch eine Auswertung des Kamerabildes ermittelt werden, ob sich überhaupt ein Bauteil vor dem Applikator befindet. In addition, the recording of the camera image can also be used to perform a presence check. Thus, it can be determined by an evaluation of the camera image, if there is even a component in front of the applicator.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die Qualität der aufgebrachten Beschichtung durch eine Auswertung des Kamerabildes überprüft wird. So können durch eine Auswertung des Kamerabildes beispielsweise Fehlstellen (z.B. Lücken, Luftblasen, etc.) in der aufgebrachten Beschichtung erkannt werden. Furthermore, within the scope of the invention it is also possible that the quality of the applied coating is checked by an evaluation of the camera image. For example, by evaluating the camera image, defects (e.g., voids, air bubbles, etc.) in the applied coating can be detected.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass ein in den Applikator integrierter Akkumulator drahtlos über eine induktive Ladeschnittstelle aufgeladen werden kann. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird der Applikator von dem Beschichtungsroboter so positioniert, dass er sich nahe einer induktiven Ladequelle befindet, damit der geringe Abstand zwischen der induktiven Ladequelle einerseits und der integrierten induktiven Ladeschnittstelle andererseits ausreichend gering ist, um einen Ladevorgang zu ermöglichen. Beispielsweise kann hierfür die Ruheposition des Beschichtungsroboters dienen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine exemplarische Beschichtungsanlage mit einem Beschichtungsroboter, der einen erfindungsgemäßen Applikator führt, It has already been mentioned above that an accumulator integrated in the applicator can be charged wirelessly via an inductive charging interface. In the context of the operating method according to the invention, the applicator is positioned by the coating robot so that it is located near an inductive charging source, so that the small distance between the inductive charging source on the one hand and the integrated inductive charging interface on the other hand is sufficiently low to allow a charging process. For example, this can serve the rest position of the coating robot. Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. FIG. 1 shows an exemplary coating installation with a coating robot which carries an applicator according to the invention,
Figur 2 eine Perspektivansicht des Applikators aus Figur 1, Figur 3 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Applikators, FIG. 2 shows a perspective view of the applicator from FIG. 1, FIG. 3 shows a schematic representation of another embodiment of an applicator according to the invention,
Figur 4 eine Abwandlung von Figur 3, Figur 5 eine schematische Darstellung einer integrierten Kamera mit einer Düsenanordnung zum Erzeugen eines Luftvorhangs zur Vermeidung einer Verschmutzung des Kameraobjektivs, sowie Figure 4 is a modification of Figure 3, Figure 5 is a schematic representation of an integrated camera with a nozzle assembly for generating an air curtain to prevent contamination of the camera lens, and
Figur 6 eine Perspektivansicht eines Umlenkspiegels für einen erfindungsgemäßen Applika- tor. FIG. 6 shows a perspective view of a deflecting mirror for an applicator according to the invention.
Im Folgenden wird nun das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Applikationsanlage erläutert, die zur Applikation von Abdichtmittel (z.B. PVC- Plastisol) auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil dient. Eine derartige Applikationsanlage ist bei- spielsweise in DE 10 2013 018 554 AI beschrieben, so dass der Inhalt dieser Druckschrift der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist. The exemplary embodiment of an application system according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 will now be explained, which is used to apply sealing means (for example PVC plastisol) to a motor vehicle body component. Such an application system is described, for example, in DE 10 2013 018 554 A1, so that the content of this document is to be added to the present description to the full extent.
So weist die Applikationsanlage einen mehrachsigen Applikationsroboter 1 mit einer Roboterbasis 2, einem drehbaren Roboterteil 3, einem proximalen Roboterarm 4 („Arm 1"), einem distalen Roboterarm 5 („Arm 2"), einer Roboterhandachse 6, einer Lanze 7 und einem Applikator 8 auf, wobei der Applikator 8 in Figur 2 dargestellt ist. Thus, the application system has a multi-axis application robot 1 with a robot base 2, a rotatable robot part 3, a proximal robot arm 4 ("arm 1"), a distal robot arm 5 ("arm 2"), a robot hand axis 6, a lance 7 and an applicator 8, wherein the applicator 8 is shown in Figure 2.
Der Applikator 8 weist eine Düse 9 auf, aus der ein Beschichtungsmittelstrahl 10 des Abdichtmittels abgegeben wird. Die Düse 9 befindet sich hierbei im distalen Ende des Applikators 8. Dort befindet sich erfindungsgemäß auch eine miniaturisierte Kamera 11, die vollständig innerhalb des Applikators 8 integriert ist und deshalb nach außen nicht über die Außenkontur des Applikators 8 heraus ragt. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch die Störkontur des Applikators 8 nicht vergrößert wird. Darüber hinaus ist die als Endoskopkamera ausgeführte Kamera 11 extrem leicht, so dass auch die Dynamik der Roboterbewegung nicht nennenswert beeinträchtigt wird und auch die Traglast des Applikationsroboters 1 nicht überschritten wird. The applicator 8 has a nozzle 9, from which a coating agent jet 10 of the sealing agent is dispensed. The nozzle 9 is here in the distal end of the applicator 8. There is also a miniaturized camera 11 according to the invention, which is completely within the Applicator 8 is integrated and therefore does not protrude outward beyond the outer contour of the applicator 8 out. This is advantageous because it does not increase the interference contour of the applicator 8. In addition, the camera 11, which is designed as an endoscope camera, is extremely light, so that the dynamics of the robot movement are not appreciably impaired, and the carrying capacity of the application robot 1 is not exceeded either.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Applikators 8, wobei dieses Ausführungsbeispiel teilweise mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Figure 3 shows a schematic representation of another embodiment according to the invention of an applicator 8 according to the invention, this embodiment being partially identical to the embodiment described above, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Kamera 11 eine Stereokamera ist, die zwei Objektive 12, 13 aufweist, so dass die Kamera 11 stereoskopische Kamerabilder aufnehmen kann. Dies ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung des Bauteils. A special feature of this embodiment is that the camera 11 is a stereo camera having two lenses 12, 13, so that the camera 11 can record stereoscopic camera images. This allows a three-dimensional detection of the component.
Darüber hinaus weist der Applikator 8 in diesem Ausführungsbeispiel eine integrierte Beleuchtung 14 auf, die als LED-Beleuchtung ausgeführt ist und die Bauteiloberfläche bei der Aufnahme der Kamerabilder beleuchtet. In addition, the applicator 8 in this embodiment, an integrated lighting 14, which is designed as LED lighting and illuminates the component surface in the recording of the camera images.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Kamera 11, die Düse 9 und die Beleuchtung 14 alle in einer distalen Stirnfläche 15 des Applikators 8 angeordnet sind. Dies bietet den Vorteil, dass sich die Kamera 11 nahe dem Bauteil befindet. Die Kamera 11 und die Beleuchtung 14 werden hierbei von einem integrierten Akkumulator 16 mit Strom versorgt. It should be mentioned here that the camera 11, the nozzle 9 and the illumination 14 are all arranged in a distal end face 15 of the applicator 8. This offers the advantage that the camera 11 is located near the component. The camera 11 and the illumination 14 are in this case powered by an integrated accumulator 16 with power.
Der Akkumulator 16 ist wiederum mit einer ebenfalls integrierten induktiven Ladeschnittstelle 17 verbunden, was ein drahtloses induktives Aufladen des Akkumulators 16 ermöglicht. Hierzu wird der Applikator 8 von dem Applikationsroboter 1 in die Nähe einer induktiven Ladequelle 18 bewegt, damit der Akkumulator 16 dann über die induktive Ladeschnittstelle 17 aus der induktiven Ladequelle 18 aufgeladen werden kann. The accumulator 16 is in turn connected to a likewise integrated inductive charging interface 17, which enables wireless inductive charging of the accumulator 16. For this purpose, the applicator 8 is moved by the application robot 1 in the vicinity of an inductive charging source 18, so that the accumulator 16 can then be charged via the inductive charging interface 17 from the inductive charging source 18.
Ferner weist der Applikator 8 auch eine baulich integrierte drahtlose Datenschnittstelle 19 (z.B. Bluetooth-Schnittstelle, Wi-Fi-Schnittstelle) auf, um mit einer Auswertungseinheit (z.B. Roboter- Steuerung) kommunizieren zu können. Beispielsweise können die von der Kamera 11 aufgenommenen Kamerabilder über die drahtlose Datenschnittstelle 19 an die Robotersteuerung gesendet werden, damit die Robotersteuerung die Applikationsbahn anhand der aufgenommenen Kamerabilder anpassen kann. Furthermore, the applicator 8 also has a structurally integrated wireless data interface 19 (eg Bluetooth interface, Wi-Fi interface) in order to be connected to an evaluation unit (eg robot interface). Control) to communicate. For example, the camera images taken by the camera 11 can be sent to the robot controller via the wireless data interface 19, so that the robot controller can adapt the application path based on the captured camera images.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Düse 9 in dem Applikator 8 über eine Materialzuführung 20 und eine Leitungsanordnung 21 mit dem zu applizierenden Material versorgt werden kann. Die Materialzuführung 20 ist hierbei nur schematisch dargestellt und kann beispielsweise auch Ventile enthalten. It should also be mentioned that the nozzle 9 in the applicator 8 can be supplied with the material to be applied via a material feed 20 and a line arrangement 21. The material supply 20 is shown here only schematically and may for example also contain valves.
Schließlich ist zu erwähnen, dass die Kamera 11, die Beleuchtung 14, der Akkumulator 16, die induktive Ladeschnittstelle 17 und die drahtlose Datenschnittstelle 19 über Kabel 22, 23, 24, 25 verbunden sind, die vollständig innerhalb des Applikators verlaufen. Die Außenkontur des Applikators 8 wird also durch die Kabel 22-25 nicht gestört, was vorteilhaft ist. Finally, it should be mentioned that the camera 11, the illumination 14, the accumulator 16, the inductive charging interface 17 and the wireless data interface 19 are connected via cables 22, 23, 24, 25 that extend completely within the applicator. The outer contour of the applicator 8 is thus not disturbed by the cables 22-25, which is advantageous.
Figur 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, das weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. FIG. 4 shows a modified exemplary embodiment, which largely corresponds to the exemplary embodiment described above according to FIG. 3, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Stromversorgung der Kamera 11 und der Beleuchtung 14 nicht aus dem Akkumulator 16 erfolgt, sondern über ein Kabel 26, das auch innerhalb der Lanze 7 verläuft. Darüber hinaus erfolgt auch die Datenübertragung von der Kamera 11 nicht drahtlos, sondern über ein Kabel 27, das ebenfalls vollständig innerhalb des Applikators 8 bzw. innerhalb der Lanze 7 verläuft. A special feature of this embodiment is that the power supply of the camera 11 and the illumination 14 does not take place from the accumulator 16, but via a cable 26, which also runs within the lance 7. In addition, the data transmission from the camera 11 is not wireless, but via a cable 27, which also extends completely within the applicator 8 and within the lance 7.
Figur 5 zeigt eine Weiterbildung der integrierten Kamera 11 mit einer zusätzlichen Düsenanord- nung 28, die einen Luftvorhang 29 ausbläst, um ein Objektiv 30 der Kamera 11 vor einer Verschmutzung durch überschüssigen Beschichtungsmittelnebel („Overspray") zu schützen. FIG. 5 shows a development of the integrated camera 11 with an additional nozzle arrangement 28 which blows out an air curtain 29 in order to protect an objective 30 of the camera 11 from contamination by excess coating agent mist ("overspray").
Schließlich zeigt Figur 6 einen aufsetzbaren Umlenkspiegel 31, der mittels einer Schraubverbindung 32 lösbar auf das Objektiv 30 der Kamera 11 aufgesetzt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele 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 Unteran- sprüche 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. Finally, FIG. 6 shows an attachable deflecting mirror 31, which can be detachably mounted on the objective 30 of the camera 11 by means of a screw connection 32. The invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a variety of variants and modifications is possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims in each case referred to and in particular without the features of the main claim. The invention thus encompasses various aspects of the invention which enjoy protection independently of each other.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Applikationsroboter 1 application robot
2 Roboterbasis  2 robot base
3 Drehbares Roboterteil  3 Rotatable robot part
4 Proximaler Roboterarm ("Arm 1") 4 Proximal robot arm ("Arm 1")
5 Distaler Roboterarm ("Arm 2")5 Distal robot arm ("Arm 2")
6 Roboterhandachse 6 robot hand axis
7 Lanze  7 lance
8 Applikator  8 applicator
9 Düse  9 nozzle
10 Beschichtungsmittelstrahl 10 coating agent jet
11 Kamera 11 camera
12 Objektiv der Kamera  12 Lens of the camera
13 Objektiv der Kamera  13 Lens of the camera
14 Beleuchtung  14 lighting
15 Distale Stirnfläche des Applikators 15 Distal end face of the applicator
16 Akkumulator 16 accumulator
17 Induktive Ladeschnittstelle 17 Inductive charging interface
18 Induktive Ladequelle 18 Inductive charging source
19 Drahtlose Datenschnittstelle 19 Wireless data interface
20 Materialzuführung 20 material supply
21 Leitungsanordnung  21 line arrangement
22-25 Kabel  22-25 cables
26 Kabel  26 cables
27 Kabel  27 cables
28 Düsenanordnung  28 nozzle arrangement
29 Luftvorhang  29 air curtain
30 Objektiv  30 lens
31 Umlenkspiegel  31 deflection mirror
32 Schraubverbindung  32 screw connection

Claims

ANSPRÜCHE
1. Applikator (8) zur Applikation eines Beschichtungsmittels, insbesondere eines Lacks, eines Klebstoffs, eines Dichtmittels, eines Dämmstoffs oder eines Konservierungsmittels, auf eine Bau- teiloberfläche eines Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils, gekennzeichnet durch eine Kamera (11), die baulich innerhalb des Applikators (8) integriert ist und ein Kamerabild von der Bauteiloberfläche aufnimmt. 1. Applicator (8) for applying a coating agent, in particular a paint, an adhesive, a sealant, an insulating material or a preservative, on a component part surface of a component, in particular a motor vehicle body component, characterized by a camera (11), the structurally within the applicator (8) is integrated and receives a camera image from the component surface.
2. Applikator (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (11) eine Stere- okamera ist, so dass das Kamerabild ein stereoskopisches Kamerabild ist. 2. Applicator (8) according to claim 1, characterized in that the camera (11) is a stereo camera, so that the camera image is a stereoscopic camera image.
3. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) dass der Applikator (8) ein distales Ende (15) aufweist, an dem das Beschichtungsmittel durch eine Düse appliziert wird, und 3. Applicator (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that a) that the applicator (8) has a distal end (15) on which the coating agent is applied through a nozzle, and
b) dass die Kamera (11) an dem distalen Ende (15) des Applikators (8) angeordnet ist. b) that the camera (11) at the distal end (15) of the applicator (8) is arranged.
4. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 4. Applicator (8) according to one of the preceding claims, characterized by
a) ein Kamerakabel (22, 23, 25) zur Stromversorgung der Kamera (11) und/oder zur Datenverbindung mit der Kamera (11), wobei das Kamerakabel (22, 23, 25) innerhalb des Applikators (8) verläuft, insbesondere innerhalb einer Lanze des Applikators (8), und/oder a) a camera cable (22, 23, 25) for powering the camera (11) and / or for data connection with the camera (11), wherein the camera cable (22, 23, 25) extends within the applicator (8), in particular within a lance of the applicator (8), and / or
b) eine baulich innerhalb des Applikators (8) integrierte Beleuchtung (14), insbesondere als LED-Beleuchtung, wobei die Beleuchtung (14) die Bauteiloberfläche im Aufnahmefeld der Kamera (11) beleuchtet, und/oder b) a structurally integrated within the applicator (8) lighting (14), in particular as LED lighting, wherein the illumination (14) illuminates the component surface in the recording field of the camera (11), and / or
c) eine Düsenanordnung (28) zum Ausblasen von Luft, um ein Objektiv (30) der Kamera (11) vor Verschmutzung zu schützen. c) a nozzle assembly (28) for blowing air to protect a lens (30) of the camera (11) from contamination.
5. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass ein Umlenkspiegel (31) vorgesehen ist, der in der optischen Achse der Kamera (11) angeordnet ist, insbesondere mit einem Umlenkwinkel von 45°±5° oder 90°±5°, und/oder b) dass der Umlenkspiegel (31) auf die Kamera (11) aufsetzbar ist. 5. Applicator (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that a) that a deflection mirror (31) is provided, which is arranged in the optical axis of the camera (11), in particular with a deflection angle of 45 ° ± 5 ° or 90 ° ± 5 °, and / or b) that the deflection mirror (31) on the camera (11) can be placed.
6. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen wieder aufladbaren Akkumulator (16) zur Stromversorgung der Kamera (11), wobei der Akkumulator (16) baulich innerhalb des Applikators (8) integriert ist. 6. Applicator (8) according to any one of the preceding claims, characterized by a rechargeable accumulator (16) for powering the camera (11), wherein the accumulator (16) is structurally integrated within the applicator (8).
7. Applikator (8) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine induktive Ladeschnittstelle zum induktiven Aufladen des Akkumulators (16) in dem Applikator (8), wobei die induktive Ladeschnittstelle (17) baulich innerhalb des Applikators (8) integriert ist. 7. Applicator (8) according to claim 6, characterized by an inductive charging interface for inductive charging of the accumulator (16) in the applicator (8), wherein the inductive charging interface (17) is structurally integrated within the applicator (8).
8. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine baulich innerhalb des Applikators (8) integrierte drahtlose Datenschnittstelle (19) zur Datenkommunikation zwischen der integrierten Kamera (11) einerseits und einer externen Auswertungseinheit andererseits, insbesondere als Bluetooth-Schnittstelle oder als Wi-Fi-Schnittstelle. 8. An applicator (8) according to any one of the preceding claims, characterized by a structurally within the applicator (8) integrated wireless data interface (19) for data communication between the integrated camera (11) on the one hand and an external evaluation unit on the other hand, in particular as a Bluetooth interface or as Wi-Fi interface.
9. Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Kamera (11) eine Endoskopkamera ist, und/oder 9. Applicator (8) according to any one of the preceding claims, characterized in that a) that the camera (11) is an endoscope camera, and / or
b) dass die Kamera (11) mit einer Robotersteuerung verbunden ist, und/oder b) that the camera (11) is connected to a robot controller, and / or
c) dass der Applikator (8) eine Düse (9) mit einer bestimmten Applikationsrichtung und die Kamera (11) eine bestimmte optische Achse aufweist, wobei die Applikationsrichtung der Düse (9) und die optische Achse der Kamera (11) parallel zueinander ausgerichtet sind, und/oder c) that the applicator (8) has a nozzle (9) with a specific application direction and the camera (11) has a specific optical axis, wherein the application direction of the nozzle (9) and the optical axis of the camera (11) are aligned parallel to each other , and or
d) dass die Kamera (11) eine Video-Graphics Array-Kamera ist, und/oder d) that the camera (11) is a video graphics array camera, and / or
e) dass die Kamera (11) einen Linsenwinkel von mindestens 30°, 40° oder 50° aufweist, e) that the camera (11) has a lens angle of at least 30 °, 40 ° or 50 °,
und/oder  and or
f) dass die Kamera (11) Außenabmessungen von weniger als 30mm, 20mm, 10mm oder sogar weniger als 7mm aufweist, und/oder f) that the camera (11) has external dimensions of less than 30mm, 20mm, 10mm or even less than 7mm, and / or
g) dass der Applikator (8) der Schutzart IP67, IP68, IP69 oder IP69K gemäß DIN EN 60529 entspricht. g) that the applicator (8) corresponds to protection class IP67, IP68, IP69 or IP69K according to DIN EN 60529.
10. Beschichtungsroboter (1) mit mehreren beweglichen Roboterachsen, insbesondere mit einer seriellen Roboterkinematik, und mit einem Applikator (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 10. coating robot (1) with a plurality of movable robot axes, in particular with a serial robot kinematics, and with an applicator (8) according to one of the preceding claims.
11. Betriebsverfahren für einen Beschichtungsroboter (1) nach Anspruch 10, mit den folgenden Schritten: 11. A method of operation for a coating robot (1) according to claim 10, comprising the following steps:
a) Bewegen des Applikators (8) entlang einer Applikationsbahn über die Bauteiloberfläche mittels des Beschichtungsroboters (1), a) moving the applicator (8) along an application path over the component surface by means of the coating robot (1),
b) Applizieren des Beschichtungsmittels auf die Bauteiloberfläche mittels des Applikators (8), und b) applying the coating agent to the component surface by means of the applicator (8), and
c) Aufnehmen eines Kamerabildes der Bauteiloberfläche mittels der Kamera (11). c) taking a camera image of the component surface by means of the camera (11).
12. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 12. Operating method according to claim 11, characterized by the following steps:
a) Bestimmen der Position, der Ausrichtung und/oder der Form des Bauteils durch eine Auswertung des aufgenommenen Kamerabildes, und/oder a) determining the position, the orientation and / or the shape of the component by an evaluation of the recorded camera image, and / or
b) Erfassen von Geometriemerkmalen, insbesondere von Überlappstößen, Kanten, oder Spalten, des Bauteils durch eine Auswertung des aufgenommenen Kamerabildes, und/oder c) Anpassen der Applikationsbahn in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Kamerabild, insbesondere in Abhängigkeit von der Position, der Ausrichtung und/oder der Form des Bauteils oder von den Geometriemerkmalen des Bauteils. b) detecting geometric features, in particular overlapping joints, edges, or gaps, of the component by evaluating the recorded camera image, and / or c) adapting the application path as a function of the recorded camera image, in particular as a function of the position, orientation and / or or the shape of the component or the geometric features of the component.
13. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, 13. Operating method according to one of claims 11 or 12,
gekennzeichnet durch folgende Schritte: characterized by the following steps:
a) Überprüfen des Beschichtungsmittelstrahls durch eine Auswertung des Kamerabildes, und/oder a) checking the coating agent beam by an evaluation of the camera image, and / or
b) Überprüfen der Anwesenheit des Bauteils vor dem Applikator (8) durch eine Auswertung des Kamerabildes, und/oder b) checking the presence of the component in front of the applicator (8) by an evaluation of the camera image, and / or
c) Überprüfen der aufgebrachten Beschichtung durch eine Auswertung des Kamerabildes, insbesondere Erkennung von Fehlstellen in der aufgebrachten Beschichtung. c) checking the applied coating by an evaluation of the camera image, in particular detection of defects in the applied coating.
14. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Aufladen eines Akkumulators in dem Applikators (8): 14. Operating method according to one of claims 11 to 13, characterized by the following steps for charging a rechargeable battery in the applicator (8):
a) Bewegen des Applikators (8) in eine nahe einer induktiven Ladequelle (18) befindliche Ladeposition mittels des Beschichtungsroboters (1), wobei die Ladeposition vorzugsweise eine Ruheposition des Beschichtungsroboters (1) ist, und a) moving the applicator (8) in a near an inductive charging source (18) located loading position by means of the coating robot (1), wherein the loading position is preferably a rest position of the coating robot (1), and
b) Induktives drahtloses Aufladen des Akkumulators (16) in dem Applikator (8) aus der Ladequelle (18) über die induktive Ladeschnittstelle (17) in dem Applikator (8). b) Inductive wireless charging of the accumulator (16) in the applicator (8) from the charging source (18) via the inductive charging interface (17) in the applicator (8).
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