專利名稱：敷抹系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的敷抹系統(tǒng)，所述敷抹系統(tǒng)用于 高黏度的涂覆材料的尤其批量的敷抹，所述涂覆材料例如是密封材料、粘接材料、絕緣材料 或類似材料。本發(fā)明還涉及該系統(tǒng)的一種相應(yīng)的敷抹機(jī)器人和該系統(tǒng)的一種相應(yīng)的敷抹
o
背景技術(shù)：
在使用涂覆劑，如密封材料(例如用于接縫密封)或粘接材料或用于保藏的介質(zhì) (例如蠟)或用于層合的介質(zhì)或甚至絕緣材料等等，對(duì)工件例如車輛車身或其部件進(jìn)行涂 敷時(shí)，已知在很多情形中需要對(duì)提供給敷抹器的材料進(jìn)行盡可能精確的定量。根據(jù)本發(fā)明 的系統(tǒng)的敷抹器所適用的此類涂覆材料的黏度顯著高于例如借助相同的測(cè)量方法測(cè)量的 液態(tài)漆的黏度。如果例如借助根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列DIN53019標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量方法測(cè)量水基漆的黏 度(其根據(jù)此類漆的搖溶特性在很大程度上取決于剪切速度)，則例如在1000/s的剪切速 率時(shí)(測(cè)量試樣關(guān)于剪切縫隙的寬度的流動(dòng)速度，液體在所述剪切縫隙中流動(dòng))典型地得 到50和約200mPas之間的值(在20°C時(shí))。相反，根據(jù)本發(fā)明待敷抹的涂覆劑具有相應(yīng)測(cè) 得的、高于300mPas、典型地高于500mPas的黏度。例如，用于車輛車身密封或其它所述目的 的、同樣搖溶的材料典型地具有按照所述方法測(cè)得的1. 5Pas至7Pas的黏度(或者在剪切 速率不是1000/s而例如僅是100/s時(shí)高于所述值的兩倍)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的敷抹系 統(tǒng)的敷抹器應(yīng)適合用于這樣的涂覆材料，所述涂覆材料的以相同測(cè)量方法測(cè)得的黏度是液 態(tài)漆、如尤其是通常用于車輛涂漆的彩色漆的黏度的至少5倍、尤其是至少7倍。通常的噴漆裝置、例如具有內(nèi)置的齒輪定量泵的旋轉(zhuǎn)噴漆裝置(DE10115463A1) 不適用于尤其用于車輛車身的、這里所考慮的高黏度的涂覆劑的敷抹。取而代之，特別是所 謂的無(wú)空氣噴射方法例如適用于抹平密封縫隙，在所述無(wú)空氣噴射方法中材料與旋轉(zhuǎn)噴漆 或者空氣噴漆不同僅僅通過(guò)材料壓力在敷抹噴嘴處?kù)F化。但空氣支持地工作的、用于平的 材料涂層的已知敷抹器也適用于本發(fā)明，如其對(duì)于底部保護(hù)敷抹或在絕緣材料噴射時(shí)是必 需的那樣。對(duì)于不同的、根據(jù)本發(fā)明適合的敷抹器而言，共同點(diǎn)在于它們以比通常的噴漆裝 置高得多的材料壓力工作，其中，敷抹噴嘴處的材料壓力可以根據(jù)噴嘴類型和材料典型地 位于15bar和230bar之間，由于不可避免的壓力損失而在定量裝置或者定量泵的出口處更 高的材料壓力在典型情形中可以位于25bar和350bar之間并且因此顯著高于漆敷抹系統(tǒng) 中的材料壓力。通常，根據(jù)本發(fā)明的敷抹系統(tǒng)以敷抹噴嘴處的至少15bar的材料壓力和/ 或定量裝置或定量泵的出口處的至少25bar的材料壓力工作。根據(jù)需求進(jìn)行定量，也就是說(shuō)，在涂敷期間必須能夠以高的精度和短的響應(yīng)時(shí)間 根據(jù)工件的各部分區(qū)域改變提供給敷抹器的涂覆材料的體積流量(單位時(shí)間的通過(guò)量)， 其中，相應(yīng)的額定值存儲(chǔ)在上級(jí)的設(shè)備控制裝置中并且由其預(yù)給定。在很多情形中，定量精 度至少為額定值的士 1%，更確切的說(shuō)在溫度波動(dòng)、黏度波動(dòng)和壓力波動(dòng)時(shí)具有高的重復(fù)精 度。因?yàn)樗蟮木?，?yōu)選實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)的體積調(diào)節(jié)。優(yōu)選在密封敷抹時(shí)，重要的是避免敷
4抹的脈動(dòng)。為了避免硬化，定量系統(tǒng)的組件必須是盡可能無(wú)死區(qū)的。在定量特殊的涂覆材 料、例如NAD材料(非水性聚合物分散體)時(shí)——對(duì)于所述特殊的涂覆材料需要特殊的測(cè) 量裝置，或者在使用敷抹時(shí)達(dá)到高定量壓力的材料情況下——例如PUR直到400bar的情形 中具有特別的要求。在體積流量方面、即通過(guò)量方面可以具有不同的條件，其例如在典型情 形中可以位于2和50ccm/sec之間。其它的要求涉及系統(tǒng)的許用的瞬態(tài)時(shí)間或反應(yīng)時(shí)間 (< 40ms直到達(dá)到額定值的士5% )；具有較短反應(yīng)時(shí)間(< 100ms)的、預(yù)壓力的可自由 編程的可調(diào)節(jié)性；和在涂覆材料的黏度改變時(shí)預(yù)壓力的自動(dòng)動(dòng)態(tài)匹配；在材料改變時(shí)自動(dòng) 校準(zhǔn)的可能性；以及在運(yùn)行開始時(shí)較短的延遲時(shí)間。一般地，不僅設(shè)備耗費(fèi)和維護(hù)耗費(fèi)應(yīng)盡 可能低，而且尤其在敷抹機(jī)器人中或在敷抹機(jī)器人上的裝配方面系統(tǒng)組件的重量和尺寸也 應(yīng)盡可能小。如果要例如借助敷抹機(jī)器人密封工件的焊縫或卷邊接縫，則必須如此控制敷抹， 使得不僅準(zhǔn)確地定量分別所需的材料量，而且準(zhǔn)確地遵循材料縫隙的、預(yù)先確定的起點(diǎn)和 終點(diǎn)。因?yàn)闄C(jī)器人的敷抹運(yùn)動(dòng)在實(shí)踐中相對(duì)較快，所以為此需要對(duì)敷抹的開啟時(shí)間和關(guān)閉 時(shí)間進(jìn)行非常精確的控制。在車身涂敷領(lǐng)域中，與涂漆設(shè)備不同，在實(shí)踐中至今通常將不連續(xù)的定量裝置或 者所謂的壓力調(diào)節(jié)器用于高黏度的涂覆劑的定量，所述定量裝置相對(duì)較輕并且于是可被安 裝到敷抹機(jī)器人上。但此類裝置僅僅以低的定量精度并且同時(shí)以低的定量動(dòng)態(tài)性或響應(yīng)速 度工作。此外，它們不能如在一些情形中所要求的那樣與材料供給無(wú)關(guān)地、至少短時(shí)間地提 高敷抹噴嘴處所需的壓力，或者如可能同樣要求的那樣降低敷抹開始前的壓力，此外，不連 續(xù)的定量系統(tǒng)具有其它原則性的缺點(diǎn)，如再填充時(shí)間損失、長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間或小的定量范圍。W0 2004/041444公開了一種尤其可用于密封劑和粘接劑的定量系統(tǒng)，該定量系統(tǒng) 基本上由連續(xù)的活塞或齒輪定量泵和連接在其后面的、柱形容器形式的第二定量級(jí)組成， 該柱形容器的容積由活塞保持在兩個(gè)預(yù)給定的水平之間。所述定量系統(tǒng)同樣如其它本身已 知的活塞定量裝置那樣至少在足夠高的定量精度下是體積較大的和重的，使得其不可以附 裝或安裝到敷抹機(jī)器人上或敷抹機(jī)器人中，因?yàn)闀?huì)超過(guò)其慣性和/或會(huì)損害其運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)性 以及在一些情形中損害例如車輛車身內(nèi)部待涂覆的工件區(qū)域的可達(dá)到性。這具有顯著的缺 點(diǎn)定量裝置和敷抹器之間的軟管連接不期望地很長(zhǎng)，結(jié)果是尤其因?yàn)橐阎能浌芾匣瘑?wèn) 題而降低定量精度和定量動(dòng)態(tài)性。長(zhǎng)的軟管還具有其它的缺點(diǎn)，即在沖洗或清潔過(guò)程中的 高的材料損失大或者材料間斷問(wèn)題，主要是在不能持續(xù)地進(jìn)行直到敷抹器的材料循環(huán)時(shí)。尤其由US 6 053 434和EP1 521 642公開了適用于將密封材料敷抹到車輛車身 上的機(jī)器人和敷抹器。所述機(jī)器人的敷抹器基本上由管狀的噴槍部件組成，由例如三個(gè)替 代可選的噴嘴構(gòu)成的裝置位于所述噴槍部件的外端部上。對(duì)于每個(gè)噴嘴，在敷抹器中安裝 有一個(gè)用于從外部給敷抹器提供材料的控制閥，借助所述控制閥(約相當(dāng)于通常的噴漆裝 置的主針功能)控制敷抹的開啟時(shí)刻和關(guān)閉時(shí)刻并因此控制被敷抹的材料帶的起點(diǎn)和終 點(diǎn)o
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，在避免用于高黏度材料的已知系統(tǒng)的缺點(diǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)定量 裝置與敷抹器之間盡可能短的連接以及盡可能精確的定量和敷抹，而不會(huì)在慣性、運(yùn)動(dòng)動(dòng)
5態(tài)性和/或待涂覆的工件區(qū)域的可到達(dá)性方面顯著地?fù)p害運(yùn)動(dòng)機(jī)器。這應(yīng)以盡可能低的耗 費(fèi)實(shí)現(xiàn)。所述任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求的特征解決。在定量泵集成到機(jī)器人臂中的情況中，即在定量泵集成到常見(jiàn)的雙臂機(jī)器人的上 臂中或優(yōu)選集成到該雙臂機(jī)器人的前臂中的情況中，軟管長(zhǎng)度減小到至機(jī)器人手關(guān)節(jié)處的 敷抹器的相應(yīng)較短的段。可達(dá)到的敷抹及定量動(dòng)態(tài)性相應(yīng)很高。但定量泵安裝到敷抹器本 身中是最優(yōu)化的，因?yàn)槠涑隹诳梢栽跓o(wú)軟管連接的情況下直接地連接到噴嘴裝置上。優(yōu)選地，定量泵應(yīng)能夠自動(dòng)地并且至少短時(shí)間地、與其進(jìn)口側(cè)的材料供給壓力無(wú) 關(guān)地產(chǎn)生所期望的材料壓力，所述材料壓力根據(jù)需求也可以顯著高于其進(jìn)口壓力。此外，定 量泵的輸送方向應(yīng)優(yōu)選是可轉(zhuǎn)換的(可反轉(zhuǎn)的)，從而定量泵也能夠短時(shí)間地降低出口側(cè) 的壓力，即與材料供給壓力無(wú)關(guān)地降低敷抹器處的預(yù)壓力。這尤其在定量泵集成到機(jī)器人 臂中的情況下在接近材料縫隙的端部時(shí)是符合目的的，由此在隨后重新開啟敷抹時(shí)不會(huì)因 為到敷抹噴嘴的軟管連接的減壓而產(chǎn)生材料過(guò)剩。作為其它的符合目的的特性，定量泵應(yīng)優(yōu)選在靜止?fàn)顟B(tài)中是自密封的，從而即使 在高輸入壓力下材料也不會(huì)從定量泵的出口排出。所述特性實(shí)現(xiàn)了通過(guò)定量泵本身的開啟 和關(guān)閉控制通過(guò)噴嘴的材料輸送以及省去已知敷抹器中需連接在噴嘴前面的、通過(guò)外部信 號(hào)控制的控制閥。尤其在定量泵集成到敷抹器中時(shí)以及在噴嘴盡可能直接地連接到定量器 的出口上時(shí)存在所述可能性。由此既可以省去控制閥自身也可以省去所述控制閥的控制驅(qū) 動(dòng)裝置以及因此可以省去增加敷抹器和/或機(jī)器人臂的空間、重量和耗費(fèi)的組件，這在僅 僅一個(gè)噴嘴時(shí)以及尤其在多個(gè)噴嘴時(shí)可能是非常有利的，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴至今分 別需要一個(gè)自己的控制閥。因?yàn)槎勘酶鶕?jù)本發(fā)明附裝或安裝到機(jī)器人臂上或者優(yōu)選安裝到機(jī)器人臂中或 者更好地附裝或安裝到敷抹器上或敷抹器中，所以所述定量器應(yīng)盡可能小和輕，盡管能夠 產(chǎn)生的壓力和定量精度較高。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，定量泵是旋轉(zhuǎn)式容積泵并且尤其是借助至少一個(gè)旋轉(zhuǎn) 的螺栓或者蝸桿工作的泵。此類旋轉(zhuǎn)式容積泵作為螺旋泵、螺桿泵、蝸桿泵或偏心蝸桿泵是 已知的并且可以在市場(chǎng)中獲得。如開始部分已經(jīng)提及的，定量裝置或定量泵在這里所描述的系統(tǒng)中指的是輸送裝 置，借助所述輸送裝置可以例如根據(jù)待涂覆的部件的、相應(yīng)的當(dāng)前涂敷的部分區(qū)域自動(dòng)地 在敷抹期間改變體積流量，即單位時(shí)間所輸送的涂覆材料體積。根據(jù)需求的定量率變化在 活塞定量中已知通過(guò)根據(jù)需求控制活塞速度實(shí)現(xiàn)，而其在旋轉(zhuǎn)式容積泵中可以通過(guò)控制轉(zhuǎn) 動(dòng)速度實(shí)現(xiàn)，尤其是通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)。如同樣已提及的，在實(shí)踐中重要的、高的定量精度和高黏度涂覆材料所需的、噴嘴 處的高壓力在已知的系統(tǒng)中僅可借助體積較大的、重的并且在驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面成本較高的定 量裝置實(shí)現(xiàn)，其通常不可以根據(jù)本發(fā)明集成到通常的敷抹機(jī)器人中或者甚至不可以集成到 敷抹器本身中。為了可以使用相對(duì)簡(jiǎn)單并且小的定量泵并且盡管如此仍可實(shí)現(xiàn)所要求的 定量精度，一個(gè)符合目的的可行方案是使用兩級(jí)式定量系統(tǒng)，如其在原理上在2007年5月 8日的專利申請(qǐng)EP 07 009 228.3/EP 1 854 548中所描述的那樣，其全部?jī)?nèi)容被引用到這 里所描述的發(fā)明的公開內(nèi)容中。所述系統(tǒng)基本上包含一個(gè)受調(diào)節(jié)的第一定量裝置，所述第一定量裝置根據(jù)額定值調(diào)節(jié)待由敷抹器敷抹的涂覆材料的壓力或體積流量，所述額定值 由一個(gè)自動(dòng)的設(shè)備控制裝置預(yù)給定給該第一定量裝置；一個(gè)用于產(chǎn)生測(cè)量值的測(cè)量值發(fā)送 器，所述測(cè)量值對(duì)應(yīng)于流向敷抹器的涂覆材料壓力或者體積流量；一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié) 裝置用于根據(jù)預(yù)給定的額定值和測(cè)量值發(fā)送器的測(cè)量值控制第一定量裝置；以及一個(gè)與第 一定量裝置的出口連接用于流向敷抹器的涂覆材料的第二定量裝置，所述第二定量裝置為 了精細(xì)定量待敷抹的涂覆材料而根據(jù)預(yù)給定的額定值控制其壓力和體積流量。優(yōu)選地，第 一定量裝置和/或用于精細(xì)定量的第二定量裝置分別由一個(gè)自己的、優(yōu)選閉合的調(diào)節(jié)回路 控制，所述調(diào)節(jié)回路將對(duì)應(yīng)于流向敷抹器的涂覆材料的壓力或體積流量的測(cè)量值與預(yù)給定 的額定值進(jìn)行比較。在此特別優(yōu)選的是，第一定量裝置由一個(gè)閉合的調(diào)節(jié)回路控制，所述調(diào) 節(jié)回路包含調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)與實(shí)際值進(jìn)行比較的額定值調(diào)節(jié)流向第二定量 裝置的涂覆材料的壓力和體積流量。所述定量系統(tǒng)能夠以低的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)、控制耗費(fèi)和安裝維持耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)為能夠連續(xù) 地、無(wú)窮盡地定量的純流量系統(tǒng)，其相對(duì)于已知的連續(xù)系統(tǒng)具有盡可能最高的定量精度的 優(yōu)點(diǎn)(與額定值的偏差通常小于1%)。至今僅能借助非連續(xù)的活塞定量實(shí)現(xiàn)類似的精度。 該系統(tǒng)按照主設(shè)備/從設(shè)備原理工作，其中第一定量級(jí)作為主設(shè)備而第二定量級(jí)作為從設(shè) 備。對(duì)于第一定量級(jí)，可以按照目的使用一個(gè)非常簡(jiǎn)單的、緊湊的、成本有利以及維護(hù)有利 的已知類型的定量裝置，例如具有作為調(diào)節(jié)單元的定量閥的低磨損和低維護(hù)的流量調(diào)節(jié)器 或者更簡(jiǎn)單的用于定量的壓力調(diào)節(jié)器。相反，對(duì)于精細(xì)調(diào)節(jié)所需的第二定量級(jí)，根據(jù)本發(fā)明 可以使用旋轉(zhuǎn)式螺旋泵或蝸桿泵或這里所述的敷抹系統(tǒng)的其它旋轉(zhuǎn)式容積泵。因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)首先在于定量裝置和敷抹器之間盡可能最短的連接和極 其精確的定量(小于)、在定量泵反轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)噴嘴預(yù)壓力的有利的可調(diào)節(jié)性以及尤其在 快速電刷轉(zhuǎn)換時(shí)的高定量動(dòng)態(tài)性，即對(duì)控制涂敷的參數(shù)、例如流過(guò)噴嘴的或者被噴射的材 料的壓力和/或體積流量的變化的快速反應(yīng)。此外可以實(shí)現(xiàn)無(wú)窮盡的定量，因此可以提高 涂敷工件時(shí)的生產(chǎn)能力。在使用按照目的的泵時(shí)，也可以對(duì)研磨材料進(jìn)行定量。在結(jié)構(gòu)方 面能夠?qū)崿F(xiàn)定量泵的緊湊的、節(jié)省空間的附裝或安裝，并且可以省去在一些已知系統(tǒng)中棘 手的定量裝置外部維護(hù)。本發(fā)明適用于任意的高黏度材料，更確切地說(shuō)既適用于單組分材料也適用于雙組 分材料。在后一種情形中，兩種組分能夠以本身已知的方式在設(shè)置在敷抹器中的空間內(nèi)進(jìn) 行混合。同樣可以在一個(gè)工序中將兩種組分同時(shí)敷抹到工件上，例如同時(shí)將密封材料和粘 接材料敷抹到工件上。
根據(jù)在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)地闡述本發(fā)明。附圖示出圖1 適合于本發(fā)明的兩級(jí)式定量系統(tǒng)；圖2 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的敷抹機(jī)器人的示意圖；圖3 根據(jù)本發(fā)明的敷抹器的優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出的定量系統(tǒng)被如此設(shè)計(jì)，使得所述定量系統(tǒng)可選擇性地既用于壓力
7調(diào)節(jié)也用于體積流量調(diào)節(jié)。不是所有的組件對(duì)于所有的情形都是必需的。待由敷抹器10敷抹的涂覆材料，例如車輛車身或其部件所需的密封材料，由材料 供給裝置12通過(guò)輸入通路13和材料壓力調(diào)節(jié)器14提供給第一定量裝置20并且從那里通 過(guò)連接通路21提供給第二定量裝置30。涂覆材料從第二定量裝置30的出口經(jīng)通路31、例 如軟管通路流向敷抹器10的進(jìn)口。通路13、21和31中的壓力影響材料傳輸。虛線表示例 如電的或者氣動(dòng)的信號(hào)控制通路。材料壓力調(diào)節(jié)器14用于調(diào)節(jié)定量系統(tǒng)在第一定量裝置20的材料進(jìn)口處的預(yù)壓力 并且為此目的包含連接到輸入通路13中的調(diào)節(jié)閥22和所屬的壓力傳感器23。能夠以本身 已知的方式由包含在敷抹控制裝置40中的、所屬的調(diào)節(jié)裝置(未示出)在閉合的調(diào)節(jié)回路 中根據(jù)壓力實(shí)際值以及預(yù)給定的、所期望的預(yù)壓力額定值控制調(diào)節(jié)閥22，所述壓力實(shí)際值 由調(diào)節(jié)閥22的材料出口處的壓力傳感器23測(cè)得。在此，材料壓力調(diào)節(jié)器14被調(diào)節(jié)至一個(gè) 恒定的材料壓力，其大于系統(tǒng)中敷抹運(yùn)行時(shí)所需的最大壓力。第一定量裝置20包含連接在連接通路21中的定量閥22以及自己的壓力傳感器 23，所述定量閥22以本身已知的方式用作閉合的調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)單元并且由具有所屬的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)G的、例如可電換向的馬達(dá)M20操縱，所述壓力傳感器23測(cè)量定量閥22的材料出 口處的壓力。一個(gè)同樣包含在敷抹控制裝置40中的、所屬的調(diào)節(jié)裝置(未示出)可以根據(jù) 壓力傳感器23的壓力實(shí)際值和/或根據(jù)第二定量裝置30的出口處的實(shí)際值發(fā)送器和以通 常的方式與所述實(shí)際值進(jìn)行比較的額定值控制馬達(dá)M20。對(duì)于所期望的涂覆材料的定量，額 定值在敷抹期間可根據(jù)需求變化并且由上級(jí)的自動(dòng)化設(shè)備控制裝置(未示出)預(yù)給定給調(diào) 節(jié)回路。第二定量裝置30用于涂覆材料的精細(xì)定量并且優(yōu)選包含一個(gè)旋轉(zhuǎn)式容積泵32， 所述旋轉(zhuǎn)式容積泵32可由一個(gè)可換向的馬達(dá)M30在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)并且可以作為閉 合的調(diào)節(jié)回路的調(diào)節(jié)單元工作。連接通路21可以在第一定量裝置20的材料出口和第二定 量裝置30的材料進(jìn)口之間包含一個(gè)止回閥35，以便在由于精細(xì)定量器而額外地建立壓力 的情況下阻止壓力回沖至定量閥22。精細(xì)定量器的、通過(guò)通路31與敷抹器10連接的材料出口與另一壓力傳感器36連 接，該另一壓力傳感器將由其測(cè)得的壓力實(shí)際值提供給敷抹控制裝置40中的另一(未示出 的)調(diào)節(jié)裝置，所述另一調(diào)節(jié)裝置可以在系統(tǒng)的可能的工作方式中將實(shí)際值與由上級(jí)設(shè)備 控制裝置預(yù)給定的(對(duì)應(yīng)于敷抹時(shí)所期望的流出量的)壓力額定值進(jìn)行比較并且向精細(xì)定 量器的馬達(dá)M30提供相應(yīng)的控制信號(hào)。如果涂覆材料的壓力過(guò)低，則通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置提高涂 覆材料的壓力，而在壓力過(guò)高時(shí)通過(guò)馬達(dá)M30降低涂覆材料的壓力。在敷抹暫停時(shí)，符合目的的是，在以上所述的工作方式中直接作用在精細(xì)定量器 上的壓力傳感器36的測(cè)量值根據(jù)另一功能也被用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的靜態(tài)壓力，即在精細(xì)定 量器的材料進(jìn)口處的靜態(tài)壓力。所述靜態(tài)壓力可由包含在敷抹控制裝置40中的調(diào)節(jié)裝置 調(diào)節(jié)。根據(jù)附圖，除柱形單元32的材料出口處的壓力傳感器36外，在通路31中還連接 有一個(gè)流量計(jì)37，所述流量計(jì)37在系統(tǒng)的同樣可能的工作方式中測(cè)量流向敷抹器10的涂 覆材料的體積流量并且將所述實(shí)際值提供給敷抹控制裝置40中的所屬調(diào)節(jié)裝置。因此，該 調(diào)節(jié)裝置通過(guò)所述實(shí)際值與用于當(dāng)前所需體積流量的額定值的比較或者與相應(yīng)換算的壓
8力額定值的比較來(lái)控制第二定量裝置30的、用作調(diào)節(jié)單元的柱形單元32，以便進(jìn)行直接的 體積流量調(diào)節(jié)。因?yàn)榱髁坑?jì)37測(cè)量流向敷抹器10的涂覆材料的體積流量(所述體積流量作為兩 個(gè)定量裝置20和30的結(jié)果)，所以也符合目的的是，借助流量計(jì)37的測(cè)量值附加地控制第 一定量裝置的調(diào)節(jié)回路。在已知兩個(gè)定量裝置處的相應(yīng)壓力的情況下可以分開地控制兩個(gè) 調(diào)節(jié)回路。流量計(jì)37的測(cè)量值可以在敷抹控制裝置40中換算為相應(yīng)的壓力值。如果應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)的不是通過(guò)體積流量控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而是僅僅由壓力控制的定量 系統(tǒng)，則也可以省去流量計(jì)37。但是另一方面，根據(jù)未示出的另一實(shí)施方式，也可以直接根 據(jù)例如在連接通路21中測(cè)得的體積流量控制連接在精細(xì)定量器前面的第一定量裝置。以上所述的功能的前提條件可以是第二定量裝置30的出口處的壓力測(cè)量值或 體積流量測(cè)量值與直接在敷抹器10處的相應(yīng)值存在可精確定義的關(guān)系敷抹。所述關(guān)系可 以在安裝或校準(zhǔn)涂覆設(shè)備時(shí)求得并且隨后保持不變，其中，能夠以本身已知的方式(參見(jiàn) 例如EP 1 481 736和EP 1 298 504)補(bǔ)償干擾影響、例如軟管老化。也可以在敷抹控制裝 置40中通過(guò)已知的關(guān)系精確計(jì)算地考慮本身可變的參數(shù)、如溫度變化以及所使用的涂覆 材料的黏度。以類似的方式，可以在敷抹控制裝置中在校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)存儲(chǔ)壓力和體積流量和 /或流出量之間的固定的關(guān)系。然而同樣符合目的的是，將一個(gè)附加的壓力傳感器42直接連接到敷抹器10的材 料進(jìn)口處。所述壓力傳感器42的測(cè)量值對(duì)于根據(jù)以上闡述的實(shí)際定量調(diào)節(jié)而言是不需要 的，但其可以例如在敷抹控制裝置40中在匹配系統(tǒng)時(shí)用于消除溫度和/或黏度的影響。相 反，在其它情形中符合目的的是，例如對(duì)于特別快速的調(diào)節(jié)借助于敷抹器處的壓力傳感器 調(diào)節(jié)定量系統(tǒng)。如果不敷抹材料，則在很多情形中符合目的的是，不中斷從通路31到敷抹器10的 材料流，而是將涂覆材料在循環(huán)回路中連續(xù)地反向傳輸?shù)窖b置12前的材料供給裝置，例如 以便避免材料變化或材料間斷。循環(huán)回路例如穿過(guò)敷抹器10，如在涂敷設(shè)備中本身已知的 那樣。為此目的，導(dǎo)引至敷抹器10的通路31可以通過(guò)轉(zhuǎn)換閥50與返回通路51連接，所述 轉(zhuǎn)換閥50在敷抹期間關(guān)閉并且在涂覆暫停時(shí)打開。但是，循環(huán)回路不必直到敷抹器10或 者甚至——如在此實(shí)施例中——直到穿過(guò)敷抹器10。替代地，對(duì)于敷抹機(jī)器人也存在以下 可能性循環(huán)回路僅僅直到機(jī)器人臂中的一個(gè)，例如直到前臂(機(jī)器人軸3)。在所示實(shí)施例中，循環(huán)回路可以穿過(guò)定量裝置30，并且輸出通路51’形成循環(huán)回 路的延續(xù)。輸出通路51’與所示的路徑轉(zhuǎn)換閥53連接，循環(huán)回路從所述路徑轉(zhuǎn)換閥53出 來(lái)繼續(xù)返回至材料供給裝置12的進(jìn)口前的循環(huán)連接端52。如果循環(huán)回路不穿過(guò)定量裝置 30，則轉(zhuǎn)換閥53可被省去并且第二柱形室39中的背壓可通過(guò)通路55直接從材料供給裝置 引出。在圖2中示意性示出的六軸式敷抹機(jī)器人本身常規(guī)地包括具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)殼 體A的基體G，由臂1和2構(gòu)成的可擺動(dòng)的裝置支承在所述驅(qū)動(dòng)殼體A上。用于驅(qū)動(dòng)殼體 的轉(zhuǎn)動(dòng)和用于臂1的擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以位于驅(qū)動(dòng)殼體A中，而用于臂2的驅(qū)動(dòng)電機(jī)可被 安裝在臂1中。具有例如用于密封敷抹的、典型的、縱向延伸的、例如管狀的噴槍部件60的 敷抹器10安裝在臂2的、在此實(shí)施例中為三軸式手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)4上，具有一個(gè)或多個(gè)可通過(guò) 本身已知的方式選擇的噴嘴的噴嘴裝置61位于所述噴槍部件60的外端部上。三個(gè)通常設(shè)置在臂2的后端部上、例如安裝在臂2的后壁上的馬達(dá)及傳動(dòng)單元5可以各借助一個(gè)延 伸穿過(guò)臂2的軸來(lái)驅(qū)動(dòng)手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)4的三個(gè)軸。敷抹器10可以是開始部分所述的、無(wú)氣 (airless)工作或者以空氣支持工作的、自身已知的噴射設(shè)備中的一個(gè)，所述噴射設(shè)備與通 常的旋轉(zhuǎn)噴漆裝置或其它的噴漆裝置相比適合用于根據(jù)本發(fā)明待敷抹的高黏度涂覆材料 并且為此以顯著更高的材料壓力工作。在本發(fā)明的所示實(shí)施例中，在臂2中集成有僅僅示意性表示的定量泵32，所述定 量泵32例如是螺旋泵，該螺旋泵具有對(duì)該泵類型而言典型的、細(xì)長(zhǎng)的并且縱向延伸的結(jié)構(gòu) 形式。所述定量泵通過(guò)一個(gè)(未示出的)相對(duì)短的軟管段62與敷抹器10連接，所述軟管段 62可以穿過(guò)臂2并且穿過(guò)手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)4或者也可以布設(shè)在外部。(未示出的)導(dǎo)引至定量 泵32的材料供給通路也可以在機(jī)器人手臂的內(nèi)部延伸。為了受程序控制地驅(qū)動(dòng)定量泵32， 所述定量泵32例如通過(guò)一個(gè)另外的、穿過(guò)臂2延伸的軸63以及可能的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)64(相應(yīng)于圖1中的M30)連接。定量泵的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)64(例如電的或者氣動(dòng)的伺服馬達(dá) 或其它馬達(dá))同樣可以符合目的地設(shè)置在臂2的后端部上、例如在馬達(dá)及傳動(dòng)單元5旁邊 或橫向于馬達(dá)及傳動(dòng)單元5。定量泵驅(qū)動(dòng)裝置可以在一定程度上并且甚至在馬達(dá)類型方面 至少原則上與機(jī)器人的常規(guī)的軸驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)置相當(dāng)。在其它情形中，更加符合目 的的是，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)64直接安裝到定量泵32上。本發(fā)明并不限于六軸機(jī)器人的所示例子， 也可以設(shè)置更少或更多的軸并且例如可以設(shè)置具有少于三個(gè)軸或多于三個(gè)軸的手關(guān)節(jié)。符合目的地，可以將定量泵驅(qū)動(dòng)所需的程序控制直接集成到本身已經(jīng)存在的機(jī)器 人控制中，從而不需要用于附加的敷抹控制的顯著耗費(fèi)。同樣可行的是，實(shí)現(xiàn)具有獨(dú)自敷抹 控制的定量泵驅(qū)動(dòng)裝置。在此，該定量泵驅(qū)動(dòng)裝置在控制技術(shù)方面可如同(必要時(shí)附加的) 機(jī)器人軸那樣簡(jiǎn)單地處理。在(未示出的)另一實(shí)施例中，定量泵也可集成在機(jī)器人中其它位置上，例如臂1 中，其中，其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)例如同樣可以位于臂1中或者臂1上或者也可以位于驅(qū)動(dòng)殼體A中。但特別優(yōu)選的是在圖3中示意性示出的、定量泵32在敷抹器10的噴槍部件60中 的設(shè)置，其中，定量泵32的出口在62處可直接地并且無(wú)軟管連接地并且作為可行方案在 不中間接入通過(guò)用于開啟并且關(guān)閉敷抹的外部信號(hào)控制的閥的情況下連接到噴嘴裝置61 上。敷抹器10以本身已知的方式借助它的接線盒68安裝到(在圖3中未示出的)機(jī)器人 手關(guān)節(jié)上。定量泵32的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)同樣可在敷抹器中直接位于泵上或者位于機(jī)器人的臂1 中或者機(jī)器人的臂1上。驅(qū)動(dòng)軸和定量泵32的材料供給通路可以與圖2相同。在圖3中示意性示出的、尤其是以上所述優(yōu)選類型的泵在敷抹器中(或敷抹器上) 的設(shè)置對(duì)于作為在此實(shí)際描述的敷抹和定量系統(tǒng)的其它目的而言也可以是符合目的的并 且有利的，例如僅僅作為用于任意流體的輸送裝置。所述設(shè)置不限于在此所述的發(fā)明的其 余特征。
權(quán)利要求
敷抹系統(tǒng)，用于將高黏度的涂覆材料敷抹到車輛車身或其它部件上，該敷抹系統(tǒng)具有一由程序控置的多軸式運(yùn)動(dòng)機(jī)器，尤其是敷抹機(jī)器人，一安裝在所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器上的、適合于高黏度的涂覆材料的敷抹器(10)，所述敷抹器(10)包含具有至少一個(gè)用于所述涂覆材料的敷抹噴嘴的裝置(61)，以及一定量裝置，所述定量裝置用于根據(jù)需求控制地對(duì)通過(guò)所述敷抹噴嘴敷抹的、在所述敷抹期間體積流量可變的涂覆材料進(jìn)行定量，其特征在于，所述定量裝置包含一個(gè)連續(xù)輸送的定量泵(32)，所述定量泵安裝或附裝在所述敷抹器(10)或所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的可運(yùn)動(dòng)的臂(1，2)中或在所述敷抹器(10)或所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的可運(yùn)動(dòng)的臂(1，2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述定量泵(32)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)式容積泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述定量泵(32)是一個(gè)螺旋泵 或蝸桿泵。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述定量泵(32)的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向或輸送方向是可轉(zhuǎn)換的。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述定量泵(32)與所述 敷抹噴嘴在不中間接入可由用于開啟或關(guān)閉所述敷抹的外部控制信號(hào)控制的閥的情況下 直接地連接。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的 臂(1，2)中或設(shè)置在所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的臂(1，2)上的所述定量泵(32)與所述敷抹器(10)通 過(guò)軟管連接，所述軟管在與載有所述敷抹器(10)的手關(guān)節(jié)(4)鄰接的臂(1)中延伸直到所 述手關(guān)節(jié)(4)附近并且穿過(guò)所述手關(guān)節(jié)或者從所述手關(guān)節(jié)旁通過(guò)。
7.尤其是根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泵(32)安裝或 集成在所述敷抹器(10)的縱向延伸的噴槍部件(60)中，所述噴嘴裝置(61)位于所述噴槍 部件的外端部上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴裝置(61)在無(wú)軟管連接的情況 下直接地安裝在所述泵(32)的出口上。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泵(32)的可自動(dòng)地控制 的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)附裝或安裝在所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的一個(gè)臂或所述敷抹器(10)上或者在所述運(yùn)動(dòng)機(jī) 器的一個(gè)臂或所述敷抹器(10)中。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述泵(32)的驅(qū)動(dòng)軸(63) 穿過(guò)所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的一個(gè)臂(2)和/或穿過(guò)所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的載有所述敷抹器(10)的所述 手關(guān)節(jié)。
11.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，定量泵驅(qū)動(dòng)裝置的程序 控制集成到所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的程序控制中。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)兩級(jí)式定量系統(tǒng)，所 述兩級(jí)式定量系統(tǒng)具有一受調(diào)節(jié)的第一定量裝置(20)，該第一定量裝置根據(jù)額定值調(diào)節(jié)待由所述敷抹器(10)敷抹的涂覆材料的壓力或體積流量，所述額定值由一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備控制裝置預(yù)給定給所述第一定量裝置，一用于產(chǎn)生測(cè)量值的測(cè)量值發(fā)送器(23，37)，所述測(cè)量值對(duì)應(yīng)于流向所述敷抹器(10) 的涂覆材料的壓力或體積流量，一調(diào)節(jié)裝置(40)，用于根據(jù)預(yù)給定的額定值和所述測(cè)量值發(fā)送器(23，37)的測(cè)量值控 制所述第一定量裝置(20)，以及一第二定量裝置(30)，該第二定量裝置連接到所述第一定量裝置(20)的出口上 以用于流向所述敷抹器(10)的所述涂覆材料，該第二定量裝置根據(jù)預(yù)給定的額定值控制 所敷抹的涂覆材料的壓力或體積流量，以便精細(xì)定量所述涂覆材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述第一定量裝置(20)和/或用 于精細(xì)定量的所述第二定量裝置(30)各由一個(gè)自己的調(diào)節(jié)回路控制，所述調(diào)節(jié)回路將一 個(gè)與流向所述敷抹器(10)的涂覆材料的壓力或體積流量對(duì)應(yīng)的測(cè)量值與預(yù)給定的額定值 進(jìn)行比較。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的敷抹系統(tǒng)，其特征在于，所述第一定量裝置(20)由一 個(gè)閉合的調(diào)節(jié)回路控制，所述調(diào)節(jié)回路包含一個(gè)調(diào)節(jié)單元(22)，所述調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)與 所述實(shí)際值進(jìn)行比較的額定值調(diào)節(jié)流向所述第二定量裝置(30)的涂覆材料的壓力或體積流量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的敷抹系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)器，其中，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器是 一個(gè)敷抹機(jī)器人。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)的、具有安裝的或集成的定量泵(32)的敷 抹器。
全文摘要
用于將高黏度的密封材料、粘接材料或其它涂覆材料敷抹到例如車輛車身上的敷抹系統(tǒng)，該敷抹系統(tǒng)包含一個(gè)帶有敷敷抹器(10)的抹機(jī)器人和一個(gè)定量裝置，所述敷抹器包含一個(gè)具有至少一個(gè)用于所述涂覆材料的敷抹噴嘴的裝置(61)，所述定量裝置用于根據(jù)需求控制地對(duì)通過(guò)所述敷抹噴嘴敷抹的涂覆材料進(jìn)行定量。所述定量裝置包含一個(gè)螺旋泵或蝸桿泵，其安裝或附裝在所述敷抹器(10)或所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的機(jī)器人臂(2)中或在在所述敷抹器(10)或所述運(yùn)動(dòng)機(jī)器的機(jī)器人臂(2)上。
文檔編號(hào)B05C5/02GK101855024SQ200880115102
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
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