本發(fā)明涉及一種機械手組件、特別是具有涂裝機械手的機械手組件，還涉及一種用于這種機械手組件的相應(yīng)的裝配方法。

背景技術(shù)：

在用于涂裝車體部件的現(xiàn)代涂覆設(shè)備中，通常使用具有連續(xù)運動的多軸涂裝機械手，以便以最大的運動自由度引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)霧化器。在該布置中，旋轉(zhuǎn)霧化器通常裝配在位于涂裝機械手的機械腕軸上的裝配凸緣上，經(jīng)由裝配凸緣為旋轉(zhuǎn)霧化器提供所需的介質(zhì)，舉例來說例如用于驅(qū)動壓縮空氣渦輪的驅(qū)動空氣、用于使噴嘴成形的成形空氣、用于靜電涂覆充電的高電壓、用于位于旋轉(zhuǎn)霧化器中的空氣軸承的支承空氣、溶劑管路以及回流管路。

在這種涂覆設(shè)備中，下述是必要的：例如在測試階段，為了相繼測試不同類型的施涂裝置(例如旋轉(zhuǎn)霧化器、空氣霧化器等)，需要更換所裝配的施涂裝置。

存在用于更換施涂裝置的已知的方法，其中，施涂裝置的各供給管路在位于裝配凸緣之后的相鄰的分離點處被釋放，以便能夠裝配另外的施涂裝置。然而，用于更換施涂裝置的該方法非常耗費時間，因為各供給管路必須分別被彼此分離和重連接。此外，這里的問題在于，由于必須補償大約±540°的旋轉(zhuǎn)角度，因此，各供給管路的分離點通常不能被直接布置在腕軸之后。由此，供給管路的分離點通常布置在機械手中相當(dāng)遠的上游，這使得難以分離和重連接各供給管路。用于更換涂裝機械手上的施涂裝置的該已知方法因此是非常復(fù)雜的，需要高達兩個小時來轉(zhuǎn)換成另一霧化器類型。

下面參照圖8A-8D描述用于更換涂裝機械手上的施涂裝置的另一已知的方法。這些圖示出了具有旋杯2和外部充電環(huán)3的靜電霧化器1，所述外部充電環(huán)3用于使涂覆劑靜電充電，這本身在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。霧化器1經(jīng)由中間凸緣4裝配在機械腕軸5上，所述機械腕軸5是具有連續(xù)運動的傳統(tǒng)多軸涂裝機械手的一部分，從而在此可省略涂裝機械手的詳細說明。中間凸緣4在機械手側(cè)具有凸緣面6，所述凸緣面6聯(lián)接至位于機械腕軸5上的相應(yīng)的機械手凸緣7。此外，中間凸緣4具有霧化器側(cè)凸緣面8，所述霧化器側(cè)凸緣面8連接至旋轉(zhuǎn)霧化器1的相應(yīng)的霧化器凸緣9。在該布置中，機械腕軸5上的機械手凸緣7不僅為當(dāng)前所裝配的類型的旋轉(zhuǎn)霧化器1提供供給管路(例如用于驅(qū)動空氣、成形空氣、高電壓、涂料、溶劑、回流等)。機械手凸緣7還具有帶有許多連接部的連接結(jié)構(gòu)，所述連接部用于機械腕軸5上所有可能類型的施涂裝置。在該布置中，中間凸緣4分別與相應(yīng)類型的旋轉(zhuǎn)霧化器1相匹配，并從設(shè)在機械手凸緣7上的那些連接部選擇相應(yīng)類型的旋轉(zhuǎn)霧化器1所需的連接部。相應(yīng)類型的旋轉(zhuǎn)霧化器1所需的連接部設(shè)在位于中間凸緣4的霧化器側(cè)凸緣面8上的所需的連接結(jié)構(gòu)中，使得霧化器1可裝配在中間凸緣4上。中間凸緣4由此成為使所需的連接結(jié)構(gòu)與相應(yīng)類型的旋轉(zhuǎn)霧化器1相匹配的適配器。

在該布置中，應(yīng)注意，中間凸緣4具有特定的結(jié)構(gòu)長度LF，所述結(jié)構(gòu)長度LF與旋轉(zhuǎn)霧化器1的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)長度LZ加起來等于機械手凸緣7與所謂的工具中心點TCP之間的總結(jié)構(gòu)長度LG。在該布置中，涂裝機械手被中央機械手控制部致動，機械手凸緣7與工具中心點TCP之間的總結(jié)構(gòu)長度LG存儲在機械手控制部中。這里的問題在于，更換旋轉(zhuǎn)霧化器1和各匹配的中間凸緣4通常導(dǎo)致機械手凸緣7與工具中心點TCP之間的實際結(jié)構(gòu)長度LG改變。首先，這是因為新更換的霧化器1通?？删哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)長度LZ。第二，然而，總結(jié)構(gòu)長度LG在更換旋轉(zhuǎn)霧化器1時的改變還由于中間凸緣4可具有不同的結(jié)構(gòu)長度LF。然而，在更換旋轉(zhuǎn)霧化器1和中間凸緣4之后，改變的結(jié)構(gòu)長度LG使得存儲在機械手控制部中的結(jié)構(gòu)長度LG不再與實際結(jié)構(gòu)長度LG相匹配，使得工具中心點TCP沿錯誤的軌跡被致動。這進而意味著用這種方法得到的涂覆結(jié)果實際中不相似。

從DE 9001451 U1知曉一種更換凸緣，所述更換凸緣使得真實的施涂裝置能夠通過模擬工具被更換。在該布置中，更換凸緣完成幾何調(diào)整，使得在其機械手中的空間布置中，所述模擬工具匹配真實的施涂裝置。然而，該概念目前不適于更換真實的施涂裝置，因為該更換凸緣為此將需要許多管路管，所述管路管無法容納在可用空間中。

此外，應(yīng)提到WO 2010/028864 A2、EP 1285733 A2和DE 3780874 T2作為現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題。首先，必須可簡單且快速地更換施涂機械手上的施涂裝置。第二，以不同類型的施涂裝置獲得的涂覆結(jié)果必須還能彼此相似。

該目的通過根據(jù)本發(fā)明的機械手組件并通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的適當(dāng)?shù)难b配方法來實現(xiàn)。

本發(fā)明包括將中間凸緣和相應(yīng)的施涂裝置成對地匹配起來的通用技術(shù)講授，實際上不僅關(guān)于分別需要的連接結(jié)構(gòu)，而且關(guān)于結(jié)構(gòu)長度。因此，例如，如果施涂裝置將以相對較短的結(jié)構(gòu)長度裝配，在這種情況下，中間凸緣以相應(yīng)的長結(jié)構(gòu)長度組合，以便補償施涂裝置的較短的結(jié)構(gòu)長度。另一方面，如果施涂裝置將以相對較長的結(jié)構(gòu)長度裝配，那么該施涂裝置與具有相應(yīng)的短結(jié)構(gòu)長度的中間凸緣組合。保證施涂裝置與中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度的這種匹配，使得一對施涂裝置和中間凸緣的總結(jié)構(gòu)長度總是不變的，并且匹配存儲在機械手控制部中的用于致動工具中心點TCP的結(jié)構(gòu)長度。這提供下述優(yōu)勢：無論在不同情況下所裝配的施涂裝置的類型如何，工具中心點TCP總是沿規(guī)劃的軌跡被致動。因此，與開始所描述的現(xiàn)有技術(shù)相比，更換至其它類型的施涂裝置不會導(dǎo)致工具中心點偏離規(guī)劃的軌跡。

通常，施涂裝置(例如旋轉(zhuǎn)霧化器)的工具中心點相對于機械手凸緣的中心軸線具有側(cè)向偏移，所述偏移可根據(jù)類型而波動。然而，我們期望施涂裝置的轉(zhuǎn)換不僅在縱向方向上而且在側(cè)向方向上不對工具中心點產(chǎn)生影響。由此，在本發(fā)明的框架下，還可通過與施涂裝置成對地相匹配的中間凸緣來匹配側(cè)向偏移，使得機械手凸緣的中心軸線與工具中心點之間的實際總寬度匹配存儲在機械手控制部中的總寬度。因此，在該布置中，施涂裝置的轉(zhuǎn)換在縱向方向上和在側(cè)向方向上都不會導(dǎo)致實際工具中心點的移動。

上面已經(jīng)提到，根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣從設(shè)在機械腕軸的機械手凸緣上的連接部中選擇那些對相應(yīng)類型的施涂裝置而言必需的連接部，這些連接部以所需的連接結(jié)構(gòu)設(shè)在中間凸緣的施涂裝置側(cè)凸緣面上。由于必需許多管路以用于驅(qū)動空氣、支承空氣、成形空氣、涂料、回流、高電壓等，因此，中間凸緣的該匹配功能非常復(fù)雜。因此，目前為止，在中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度不過度長的情況下，幾乎不可能在中間凸緣中容納所需的管路，中間凸緣的過長的結(jié)構(gòu)長度使得工具中心點的實際位置發(fā)生干擾性的移動。為了解決該問題，本發(fā)明優(yōu)選地設(shè)想，中間凸緣通過生長型制造工藝(快速原型)制成。這是有利的，因為以這種生長型制造工藝可實現(xiàn)復(fù)雜的管路幾何形狀，使得中間凸緣可以以相對較短的結(jié)構(gòu)長度實現(xiàn)，這進而使得工具中心點的實際位置通過中間凸緣能夠基本上不從存儲在機械手控制部中的特定位置偏離。這種生長型制造工藝本身是已知的，并且例如描述在WO 2010/028864 A2中，使得對于生長型制造工藝的細節(jié)，該文件的內(nèi)容必須整體歸于本說明書。

生長型制造工藝的使用還能夠?qū)崿F(xiàn)無管的中間凸緣，這進而能夠在中間凸緣內(nèi)實現(xiàn)相應(yīng)的復(fù)雜的管路幾何形狀和管路系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣因此優(yōu)選地是無管的，即中間凸緣中優(yōu)選地沒有用于輸送各種介質(zhì)(例如驅(qū)動空氣、壓縮空氣、支承空氣、成形空氣、涂覆劑、清洗劑等)的單獨的可彎曲的管。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，至少端對端的光導(dǎo)通道還延伸通過中間凸緣以供光導(dǎo)通向旋轉(zhuǎn)霧化器。這種光導(dǎo)例如可用于轉(zhuǎn)速計算，這本身是從現(xiàn)有技術(shù)中已知的，因此不必更詳細地描述。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，中間凸緣具有基體，光導(dǎo)通道具有包層，必要時，光導(dǎo)通道的所述包層與基體相比由不同的材料組成、特別是由塑料或金屬制成。

光導(dǎo)因此可例如通過旋擰、夾持、鉤掛、粘合或類似方式裝配在中間凸緣中。

此外，必須提出，這種光導(dǎo)傳統(tǒng)上以非常復(fù)雜的方式彎曲，并且部分地纏繞流體管路，使得光導(dǎo)也沿周向彎曲。然而，根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣使得能夠明顯更直地引導(dǎo)光導(dǎo)，所述光導(dǎo)不必沿周向彎曲。

此外，根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣使得光導(dǎo)在光導(dǎo)的機械手側(cè)連接部與施涂裝置側(cè)連接部之間的引導(dǎo)長度明顯更短。例如，實際光導(dǎo)長度可小于不彎曲的直接連接距離的300％、200％、150％或甚至120％。

上面已提到，中間凸緣可通過生長型制造工藝制成。此外，機械手凸緣和光導(dǎo)通道的包層也可借助于生長型制造工藝制造。

此外，應(yīng)提到，施涂裝置凸緣的連接結(jié)構(gòu)和機械手凸緣的連接結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有許多連接部。在此示例性地提出下述連接部：

-至少一個壓縮空氣連接部，特別是用于驅(qū)動空氣、成形空氣和控制空氣，以用于施涂裝置；

-至少一個涂覆劑連接部，用于供涂覆劑通過；

-至少一個第一清洗劑連接部，用于供清洗劑通向施涂裝置；

-至少一個第二清洗劑連接部，用于使清洗劑從施涂裝置退回；

-至少一個電連接部，以便與施涂裝置建立電接觸，例如用于涂覆劑的靜電充電；

-至少一個光導(dǎo)連接部，以便連接光導(dǎo)，例如用于旋轉(zhuǎn)霧化器上的轉(zhuǎn)速計算。

機械手凸緣的連接結(jié)構(gòu)通常具有下述特征：與施涂裝置凸緣的連接結(jié)構(gòu)相比具有更多的連接部，以便可選地能夠連接具有更多的和/或其它的連接部的施涂裝置。機械手凸緣的連接結(jié)構(gòu)通常裝備成用于適合各種場合，使得具有相應(yīng)的不同連接結(jié)構(gòu)的大部分的各種類型的施涂裝置經(jīng)由中間凸緣連接。

此外，應(yīng)提到，中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度優(yōu)選地小于24cm、15cm、10cm或甚至5cm。這明顯短于開始描述的傳統(tǒng)中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度，所述傳統(tǒng)中間部不是通過生長型制造工藝制成，由此導(dǎo)致中間凸緣的相應(yīng)地大的結(jié)構(gòu)長度。中間凸緣的該相對較大的結(jié)構(gòu)長度進而具有下述缺點，工具中心點的實際位置通過中間凸緣發(fā)生偏移。相比之下，根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣由于其短的結(jié)構(gòu)長度因此不具有該缺點，該短結(jié)構(gòu)長度例如可通過使用生長型制造工藝實現(xiàn)。

此外，應(yīng)提到，本發(fā)明不僅要求保護上述根據(jù)本發(fā)明的機械手組件。本發(fā)明還要求保護相應(yīng)的裝配方法，其中，施涂裝置和中間凸緣分別彼此成對地匹配，并且一起被更換。中間凸緣在該布置中具有兩個功能。

首先，中間凸緣從設(shè)在機械手側(cè)上的連接部中選擇相應(yīng)類型的施涂裝置實際所需的那些連接部，使這些連接部在其施涂裝置側(cè)的連接凸緣上的設(shè)計確定的連接結(jié)構(gòu)中可用。

第二，在中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度分別與相應(yīng)類型的施涂裝置相匹配的情況下，所述中間凸緣還確保轉(zhuǎn)換至其它類型的施涂裝置不會導(dǎo)致工具中心點的實際位置發(fā)生移動。

附圖說明

本發(fā)明的另外的有利實施例在從屬權(quán)利要求中確定或與本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明一起更詳細地在下述附圖中描述，其中：

圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的機械手組件，其具有機械腕軸、中間凸緣和旋轉(zhuǎn)霧化器，

圖1B僅示出了來自圖1A的機械腕軸，

圖1C僅示出了來自圖1A的旋轉(zhuǎn)霧化器，

圖1D僅示出了來自圖1A的中間凸緣，

圖2A示出了來自圖1A的機械手組件，其具有不同的中間凸緣和不同的霧化器，

圖2B僅示出了來自圖2A的機械腕軸，

圖2C僅示出了來自圖2A的旋轉(zhuǎn)霧化器，

圖2D僅示出了來自圖2A的中間凸緣，

圖3A示出了自圖1A的機械手組件，其具有不同的中間凸緣和不同的旋轉(zhuǎn)霧化器，

圖3B僅示出了來自圖3A的機械腕軸，

圖3C僅示出了來自圖3A的旋轉(zhuǎn)霧化器，

圖3D僅示出了來自圖3A的中間凸緣，

圖4示出了延伸通過中間凸緣的光導(dǎo)，

圖5示出了來自圖4的成彎曲狀態(tài)的光導(dǎo)，

圖6示出了中間凸緣的一個實施例，其中裝配有光導(dǎo)，

圖7示出了通過根據(jù)本發(fā)明的中間凸緣的剖視圖，其中裝配有光導(dǎo)通道和光導(dǎo)，

圖8A-8D示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的機械手組件。

具體實施方式

圖1A-1D、2A-2D和3A-3D示出了機械腕軸5，各種類型的施涂裝置裝配在所述機械腕軸5上，為每個施涂裝置提供有中間凸緣4。這些機械手組件部分地對應(yīng)于已經(jīng)在開始時描述且在圖8A-8D中示出的機械手組件，參照前面的說明，相同的附圖標(biāo)記用于相應(yīng)的零部件，從而避免重復(fù)描述。

在根據(jù)圖1A的機械手組件中，霧化器1是不具有外部靜電荷的旋轉(zhuǎn)霧化器。然而，在根據(jù)圖2A的機械手組件中，霧化器1是是空氣霧化器。最后，圖3A示出了在機械腕軸5上裝配有另外的類型的霧化器1的機械手組件。

在該布置中，下述是重要的：機械手凸緣7在機械腕軸5上提供所有對不同類型的霧化器1而言必要的連接部。這例如導(dǎo)致：在根據(jù)圖2A的空氣霧化器的連接中，由于成形空氣僅為霧化器1提供，因此用于成形空氣的連接部在機械手凸緣7上保持未使用。中間凸緣4從設(shè)在機械手凸緣7的機械手側(cè)上的連接部中選擇對相應(yīng)類型的霧化器1而言必需的那些連接部。這些連接部以相應(yīng)類型的霧化器1所必需的連接結(jié)構(gòu)設(shè)在中間凸緣4的霧化器側(cè)凸緣面8上。中間凸緣4由此形成用于匹配霧化器側(cè)上所需的連接結(jié)構(gòu)的適配器。

此外，中間凸緣4還補償各種類型的霧化器1的不同的結(jié)構(gòu)長度LZ，使得以其它類型的霧化器1更換該霧化器1不會導(dǎo)致工具中心點TCP的實際位置發(fā)生移動。由此，中間凸緣4的結(jié)構(gòu)長度LF每次都與霧化器的結(jié)構(gòu)長度LZ成對地匹配，使得機械手凸緣7與工具中心點之間的總結(jié)構(gòu)長度LG對應(yīng)于存儲在中央機械手控制部中的結(jié)構(gòu)長度。這具有下述優(yōu)勢：霧化器1的轉(zhuǎn)換不會導(dǎo)致工具中心點的實際位置的偏移，使得運行中的工具中心點TCP沿著提前規(guī)劃的軌跡移動。

圖4、5和6示出了中間凸緣4的具有光導(dǎo)10的改型，如圖6中可見，所述光導(dǎo)10圍繞中間凸緣4沿周向部分地纏繞。

圖7示出了中間凸緣4的另一結(jié)構(gòu)，所述中間凸緣4借助于生長型制造工藝制造而成，中間凸緣4具有光導(dǎo)通道11，光導(dǎo)10插入光導(dǎo)通道11中。如根據(jù)圖6的實施例的情況下那樣，這使得光連接部12之間的光導(dǎo)長度明顯更短，因為光導(dǎo)10不必沿周向彎曲。

本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例。而是，可以有許多同樣使用本發(fā)明的概念并因此落入本發(fā)明的范圍的替代方案和改型。特別地，本發(fā)明還獨立于所引用的權(quán)利要求地要求保護從屬權(quán)利的主題和特征。

附圖標(biāo)記列表

1 旋轉(zhuǎn)霧化器

2 旋杯

3 外部充電環(huán)

4 中間凸緣

5 機械腕軸

6 中間凸緣的機械手側(cè)凸緣面

7 機械手凸緣

8 中間凸緣的霧化器側(cè)凸緣面

9 霧化器凸緣

10 光導(dǎo)

11 光導(dǎo)通道

12 光導(dǎo)連接部

TCP 霧化器的工具中心點

LF 中間凸緣的結(jié)構(gòu)長度

LZ 霧化器的結(jié)構(gòu)長度

LG 中間凸緣和霧化器的總結(jié)構(gòu)長度

BG 中間凸緣和霧化器的總寬度