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GEBIET DER ERFINDUNG:
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Vorrichtung, die verwendet wird, um eine Oberfläche zu reinigen,
vorzubereiten oder sonst vorzubehandeln, auf der ein Dichtungselement,
Klebemittel oder anderes Bindemittel aufgebracht werden soll. Spezieller
betrifft die vorliegende Erfindung einen Roboterarmendeffektor,
der verwendet wird, um eine solche Oberfläche mit einer komplizierten
Geometrie vorzubehandeln.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
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Die Verwendung von Dichtungselementen, Klebemitteln
und anderen Typen von Bindemitteln, um eine gedichtete Grenzfläche zwischen
zwei ineinandergreifenden Einzelteilen zur Verfügung zu stellen sowie ein Einzelteil
an ein anderes Einzelteil anzukleben, ist wohlbekannt. In der Industrie
werden solche Materialien (die nachstehend insgesamt als Dichtungselemente
bezeichnet werden) für
die verschiedensten Zwecke weitverbreitet verwendet. Übliche Verwendungen
für Dichtungselemente
in der Kraftfahrzeugindustrie umfassen eine Bewerkstelligung einer
Dichtung zwischen Einzelteilen, wie z. B. dem Getriebegehäuse und
der Getriebewanne oder einem Motorblock und Ölwanne; Zylinderkopfhaube oder ähnlichen
Abdeckungen. Andere Zwecke können
die Verwendung von dichtungselementartigen Klebemitteln umfassen,
um Kraftfahrzeugglas zu sichern.
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Bei gewissen von diesen Anwendungen
wird das Dichtungselement auf eines von den Einzelteilen aufgebracht,
indem das Dichtungselement vor einer Montage direkt auf dem Einzelteil
gebildet wird. Diese Technik ist als an Ort und Stelle gebildete
(FIP) Dichtungselementausführung
bekannt. Bevor ein Dichtungselement an Ort und Stelle gebildet wird,
ist es wünschenswert,
die Flanschoberfläche,
auf der das Dichtungselement aufgebracht wird, zu reinigen, vorzubereiten
oder sonst vorzubehandeln, wo die Oberfläche Verunreinigungen enthält oder
wo es notwendig ist, eine Oberflächenaktivität zu erhöhen. Dies
ist insbesondere bei Herstellungsmontageumständen notwendig, wo das Teil
mit Ölen,
Fetten, Getriebefluiden und dergleichen überzogen werden oder ihnen
ausgesetzt sein kann, die als Teil des Montagevorgangs verwendet
werden. In einem Beispiel hat der Stand der Technik die Verwendung
von verschiedenen robotergesteuerten Vorrichtungen erlebt, um Kraftfahrzeugwindschutzscheibenglas
zu reinigen oder vorzubereiten. Diese Robotermaschinen bringen ein
Reinigungsfluid entlang einem von der Robotermaschine verfolgten
Pfad über
die Einzelteiloberfläche
auf. Die Robotermaschine stellt auch eine Wischvorrichtung zur Verfügung, wie
z. B. einen Filzstreifen, der dem aufgebracht Fluid folgt, um das
Fluid entlang dem verfolgten Pfad abzuwischen. Diese robotergesteuerten
Reini gungsvorrichtungen verrichten angemessen ihren Dienst, wo die Oberfläche von
verhältnismäßig einfacher
Geometrie ist, wie z. B. derjenigen, die bei Kraftfahrzeugglas gefunden
wird. Bei komplizierten Teilen, wie z. B. dem Flansch auf einem
Getriebe, können
vorhandene robotergesteuerte Reinigungsvorrichtungen den vollen Bewegungsbereich
des Roboters aufgrund ihrer Größe und Konfiguration
nicht ausnutzen. Viele von diesen Vorrichtungen stützen sich
auf eine "Auftropf
und Mitnahme"-Technologie,
wo das Lösungsmittel
an einer Stelle aufgebracht wird, die 5–6,4 cm (2–2,5 Inch) vom Filz beabstandet
ist. Diese vorhandenen Vorrichtungen können komplizierte Oberflächen nicht angemessen
reinigen, wo die Vorrichtung viele Richtungsänderungen machen muss und folglich
den Pfad nicht genau durchlaufen kann, auf dem das Dichtungselement
aufgebracht werden muss. Dies kann zu einer unvollständigen Reinigung
der Oberfläche
führen
und zu einer resultierenden schlechten Haftung des anschließend aufgebrachten
Dichtungselements auf der Oberfläche.
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Die UK-Patentanmeldung No. GB 2 290
463 A beschreibt eine Robotervorrichtung, die dreidimensional bewegbar
ist, um eine Oberfläche
einer Fahrzeugglasplatte vor Aufbringung von Grundiermittel zu reinigen.
Die Vorrichtung umfasst: einen Roboterarm mit einem Wischer, der
auf dessen distalem Ende montiert ist und entlang der Oberfläche der
Platte bewegbar ist; eine Haspel zur Aufnahme einer aufgespulten
Bahn von Wischmaterial, während
sich die Bahn herausziehen lässt;
eine Klemmvorrichtung, um ein vorderes Ende der Bahn, die aus der
Haspel herausgezogen wird, lösbar
festzuklemmen; eine Pressvorrichtung, um einen Teil der Bahn verschiebbar
in Berührung
mit der Oberfläche
der Platte zu pressen, während
die Bahn zwischen der Haspel und der Klemmvorrichtung gespannt wird,
wenn sich der Wischer entlang der Oberfläche der Platte bewegt; eine
Düse zur
Zufuhr von Wischlösung
(Reinigungsfluid) zur Oberfläche
der Platte, bevor die Bahn auf der Oberfläche der Platte gleitet, und
eine Greifvorrichtung, um das distale Ende der Bahn aus der Klemmvorrichtung
herauszuziehen, wenn die Bahn von der Klemmvorrichtung freigegeben
wird, nachdem die Oberfläche
der Platte gewischt worden ist.
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Weiter muss in gewissen Montageumständen die
Reinigungsvorrichtung eine signifikante Menge an Oberflächenverunreinigungen
entfernen. Z. B. muss bei der Aufbringung einer Dichtungselementausführung in
einem Automatikgetriebeumstand die Reinigungsvorrichtung Restautomatikgetriebefluid entfernen,
das in Probebetrieben auf die Flanschoberfläche ausläuft. Wie ersichtlich ist, absorbiert
der Wischfilz folglich das Automatikgetriebefluid. Um die ganze
Oberfläche
wirkungsvoll zu reinigen, ist es notwendig, der zu reinigenden Oberfläche sauberen
Filz darzubieten. Die Reinigungsvorrichtung muss deshalb eine kontinuierliche
Zufuhr von sauberem Filz zum Kopf der Vorrichtung erlauben, um eine
vollständige
Reinigung der Oberfläche,
die durchquert wird, zu gewährleisten.
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Vorhandene Köpfe weisen eine beschränkte Filzaufbewahrungskapazität auf. Selbst
wo eine Versorgung von zusätzlichem
Filz vorgesehen ist, bewegen weiter die vorhandenen Köpfe den
Filz nicht genau oder kontinuierlich vorwärts, um einen kontinuierlichen
sauberen Filzteil in Berührung
mit der zu reinigenden Oberfläche
darzubieten.
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Es ist deshalb wünschenswert, eine Vorrichtung
bereitzustellen, die eine Flansch- oder ineinandergreifende Oberfläche auf
eine kontinuierliche automatische Weise wirkungsvoll reinigt, wo
die zu reinigende Oberfläche
eine komplizierte Geometrie aufweist und variierende Grade von örtlichen
Verunreinigungen umfassen kann.
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ZUSMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine Apparatur zum Vorbehandeln einer Oberfläche bereit, wie in Anspruch
1 offenbart, und einen roboterartig montierten Endeffektor zum Vorbehandeln
einer Oberfläche, wie
in den Ansprüchen
10, 19 offenbart.
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Der Endeffektor ist so vorgespannt,
dass er einen konstanten Druck gegen die Flanschoberfläche liefert,
um ein kontinuierliches gleichförmiges
Wischen des mit Fluid benetzten Filzes über die Flanschoberfläche zu gewährleisten.
Eine Bewegung des Endeffektors durch den Roboterarm sowie eine Vorwärtsbewegung
des Filzes, eine Aufbringung von Reinigungsfluid und eine Druckerfassung
wird durch eine vorprogrammierte numerische Steuereinrichtung gesteuert
und überwacht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN:
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1 ist
eine schematische Darstellung der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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Die 2 und 2A stellen im Teilschnitt
Einzelheiten eines Endeffektors dar, der in Kombination mit der
Vorrichtung von 1 verwendet
wird. Die 3 und 4 stellen jeweils eine Vorder-
und Seitenansicht des Endeffektors von 2 dar.
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5 stellt
allgemein die Spannvorrichtung dar, die in 1 dargestellt ist.
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Die 5A und 5B stellen Draufsichten von der
Seite bzw. von vorne auf eine Spannvorrichtung der vorliegenden
Erfindung dar.
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Die 6 und 7 stellen eine weitere Ausführungsform
des Endeffektors dar, der in Kombination mit der Robotervorrichtung
von 1 verwendet wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM:
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine robotergesteuerte Vorrichtung zum Reinigen, Vorbereiten oder
sonstigem Vorbehandeln einer Flansch- oder ineinandergreifenden
Oberfläche
(die nachstehend als Flanschoberfläche bezeichnet wird) bereit.
Wie in weiterer Einzelheit nachstehend beschrieben wird, ermög licht die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung das Reinigen einer Oberfläche mit
einer komplizierten Geometrie, wie z. B. derjenigen, die bei Kraftfahrzeuganwendungen
gefunden wird, insbesondere in Dichtungselementausführungsumständen, die
mit Motorblöcken
und Automatikgetrieben verbunden sind. Bei gewissen Anwendungen
ist es notwendig, zu ermöglichen,
dass die Reinigungsvorrichtung einen komplizierten Pfad durchläuft, der
wellenförmige Oberflächen, scharfe
Richtungsänderungen,
aufrechtstehende Wandoberflächen
enthalten kann, die erfordern, dass die Vorrichtung in Positionen
arbeitet, die eine Vertikalaufwärts-,
Vertikalabwärts-
oder Horizontalausrichtung und dergleichen umfassen. Die Reinigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung trägt
ein Reinigungsfluid direkt auf eine kontinuierlich vorwärtsbewegte
Zufuhr von Filz auf, der das Fluid auf die zu reinigenden Oberfläche aufstreicht.
Bevor das Fluid auf die Oberfläche
aufgestrichen wird, wischt die Vorrichtung ein abstreiferartiges
Messer entlang der Oberfläche,
um abgelagerte Restöle,
-fluide oder andere Verunreinigungen zu entfernen. Unmittelbar nach
Aufbringen des mittels Filz aufgebrachten Fluids nimmt ein Luftmesser
ein Zwangsvertreiben des Fluids vor.
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Die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
eine kontinuierliche Zufuhr von Filz unter Spannung von einer entfernt
angeordneten Versorgung und die kontinuierliche Abführung von
Filz unter Spannung zu einem entfernt angeordneten Sammelbehälter, wodurch
ermöglicht
wird, dass die Vorrichtung in einer automatisierten Montageumgebung kontinuierlich
arbeitet. Weiter umfasst die Vorrichtung einen neuen Endeffektor,
der verhältnismäßig klein und
leichtgewichtig ist. Die Konstruktion und der Betrieb des Endeffektors
ermöglichen,
dass der Endeffektor die sechs Bewegungsachsen voll ausnutzt, die von
der Robotervorrichtung zur Verfügung
gestellt werden, an der er angebracht ist.
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Mit Bezug nun auf 1 ist eine schematische Darstellung der
Gesamtapparatur wiedergegeben, die die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung verwendet. Die Apparatur 10 umfasst eine Filzversorgung 12,
von der ein Filzband 14 zugeführt wird. Der Filz 14 ist
ein langgestrecktes Band von absorbierendem filzartigem Stoff mit
einer Breite von etwa 1,9 cm (3/4'')
und einer Dicke von etwa 0,24 cm (3/32'').
Verschiedene Arten, Größen und
Typen von Filz können in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Filz 14 ist
ein Textilgewebematerial, das in eine bandartige Struktur gebildet
ist und herkömmlicherweise
zum Aufstreichen eines Reinigungsfluids auf eine Oberfläche verwendet wird.
Eine große
Menge an Filz ist in der Filzversorgung 12 untergebracht,
die eine Spule oder ein anderer Behälter sein kann, der die kontinuierliche
Zufuhr von Filz 14 davon ermöglicht. Der Filz 14 wird
von der Versorgung 12 zu einer Spannvorrichtung 16 zugeführt. Wie
nachstehend in weiterer Einzelheit beschrieben wird, hält die Spannvorrichtung
das Filzband 14 die ganze Bewegung des Filzes über während des
Reinigungsvorgangs unter Spannung.
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Es wird eine Robotervorrichtung 18 bereitgestellt,
die einen Endeffektor 20 unter der Steuerung einer numerischen
Steuereinrichtung 22 durch sechs Bewegungsachsen bewegt.
Die Robotervorrichtung 18 ist ein herkömmlicher sechsachsiger Roboter
von modularer Bauweise mit elektrischem Servoantrieb, dessen Bewegung
durch die vorprogrammierte numerische Steuereinrichtung 22 gelenkt
wird. Beispiele für
im Handel erhältliche
Robotervorrichtungen, die in Kombination mit der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können,
umfassen einen 3-achsigen Expertenroboter von Krangerüstart sowie
6-achsige Robotervorrichtungen, wie z. B. diejenigen, die von Fanuc
Robotics unter der Handelsbezeichnung M-710i/iW und von A. B. B.
Robotics Products unter der Handelsbezeichnung IRB 4400 geliefert
werden. Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung
mit irgendeiner speziellen Robotervorrichtung beschränkt ist,
muss die Robotervorrichtung imstande sein, mindestens vier, vorzugsweise
sechs, geometrisch abhängige
Bewegungsachsen bereitzustellen, so dass der Endeffektor den komplizierten geometrischen
Pfad durchlaufen kann, der vom an die numerische Steuereinrichtung übergebenen
Bewegungsprogramm vorgeschrieben wird. Solche Vermögen ermöglichen,
dass der Endeffektor für
eine vollständige
Reinigung einer Dichtungselemente tragenden Oberfläche mit
einer komplizierten Geometrie sorgt, wie z. B. derjenigen, die in
Kraftfahrzeuganwendungen gefunden wird, einschließlich Flansche-im-Motorblock-,
Automatikgetriebe- und Achsenanwendungen.
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Wie in weiterer Einzelheit nachstehend
beschrieben wird, ist der Endeffektor 20 der vorliegenden
Erfindung von einer Konstruktion, die die sechs Bewegungsachsen,
die von der Robotervorrichtung zur Verfügung gestellt werden, voll
ausnutzt. Es ist ersichtlich, dass es abhängig von der Anwendung für den Endeffektor
notwendig sein kann, in Bezug zu sowohl einer Linear- als auch Drehbewegung
einen vollen Bewegungsbereich aufzuweisen. Bei einem typischen Betrieb
wird ein Einzelteil, das gereinigt werden soll, wie z. B. ein Motor
oder Getriebe, zu einer Position transportiert, die über, unter
oder benachbart zum robotergesteuerten Endeffektor angeordnet ist.
Der Endeffektor wird abgesenkt, um eine Flanschoberfläche 35 zu
berühren,
die eine Reinigung erfordert. Die Robotervorrichtung bewegt den Endeffektor
entlang der Flanschoberfläche,
um eine Reinigung der Oberfläche
zu bewerkstelligen. Die Robotervorrichtung entfernt dann den Endeffektor vom
Einzelteil zu einer Bereitschaftsposition, wo bei einem kontinuierlichen
Betrieb ein anderes Einzelteil für
eine anschließende
Reinigung zur Vorrichtung bewegt werden kann.
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Zusätzlich dazu, dass sie eine
vorprogrammierte Bewegung des Endeffektors mittels der Robotervorrichtung
bereitstellt, sorgt die numerische Steuereinrichtung 22 auch
für eine
Richtung für
einen gesteuerten Oberflächendruck
des Endeffektors gegen die Flanschoberfläche. Ein solcher vorprogrammierter
steuer- Oberflächendruck
gewährleistet
eine wiederholbare maschinell erstellte Berührung zwischen dem Filz, der
die Oberfläche
reinigt, und der Oberfläche
selbst, um eine vollständige
Reinigung des Flanschpfades zu gewährleisten. Wie in weiterer
Einzelheit nachstehend beschrieben wird, kann weiter die numerische
Steuereinrichtung 22 auch verwendet werden, um den Filz
durch den Endeffektor hindurch vorwärts zu bewegen, um einen reproduzierbar
sauberen Filzoberflächenteil
zu liefern.
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Mit Bezug außerdem auf die 2, 2A, 3 und 4 sind Einzelheiten des Endeffektors 20 der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Endeffektor 20 ist
ein langgestrecktes Element, das durch eine Montageoberfläche 30 an
den Handgelenkteil der Robotervorrichtung 18 montiert ist,
die in 1 dargestellt ist.
Der Endeffektor 20 weist ein langgestrecktes Mittenelement 32 mit
einem oberen Montageende 32a und einem unteren Auftragsende 32b auf,
das in einer gerundeten Auftragspitze 33 endet. Das Mittenelement 32 umfasst
einen mittig gelegenen Fluidkanal 34, der durch eine Fluidleitung 36a gespeist
wird, die ein geeignetes Reinigungsfluid von einer entfernt angeordneten
Stelle (nicht dargestellt) zuführt.
Im vorliegenden Beispiel kann das Reinigungsfluid eine Mischung
von Wasser und Isopropylalkohol enthalten und kann spezieller von
dem Typ sein, der von der Loctite Corporation unter der Handelsbezeichnung CLEANER
7070 im Handel vertrieben wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf irgendein spezielles Reinigungsfluid oder Lösungsmittel
beschränkt.
Jegliches geeignete Fluid kann in Kombination mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Der Fluidkanal 34 kann so ausgebildet
sein, dass er eine zum unteren Ende 32b benachbarte Abgabeöffnung 34a durch
das Mittenelement 32 aufweist. Bevorzugter kann sich, wie
in 2A dargestellt, die
Abgabeöffnung 34a durch
die Auftragspitze 33 erstrecken. In der Ausführungsform
von 2A ist die Abgabeöffnung 34a in
der Nähe
des distalen Endes der gerundeten Auftragspitze 33 angeordnet, so
dass Fluid durch die Seite der Auftragspitze 33 abgegeben
wird. Wie auch in 2A dargestellt,
kann die Abgabe von Fluid aus der Öffnung 34a weiter
gesteuert werden, indem man einen Kugelverschluss 34b im
Kanal 34 verwendet. Der Kugelverschluss 34b hilft,
Fluid im Kanal 34 zu halten, so wie er hilft, die Abgabe
von Fluid durch die Öffnung 34a zu
regulieren.
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Der Endeffektor 20 nimmt
eine kontinuierlich bewegbare Länge
von Filz 14 auf, der von der Filzversorgung 12 durch
die Spannvorrichtung 16 unter Spannung zugeführt wird.
Wie speziell in den 3 und 4 dargestellt, wird der Filz 14 einem
Paar von sich nicht überlappenden,
sich um 360 Grad drehenden Trommeln 40 zugeführt, die
als Übergangsvorrichtungen
wirken, um den Filz positionsmäßig auszurichten,
so dass er in Bezug zur gerundeten Auftragspitze 33 richtig
positioniert ist. Eine benachbarte Austrittstrommel 42 wird
bereitgestellt, um verbrauchten Filz ein Übergangsstadium durchmachen zu
lassen, nachdem er sich um die gerundete Auftragspitze 33 fortbewegt
hat. Die Bewegung des Filzes 14 wird durch einen Antriebsmechanismus 45, der
einen Servomotor und eine Räderuntersetzung einschließt, bereitgestellt,
der sich seitlich vom Mittenelement 32 des Endeffektors 20 erstreckt.
Die 2 und 2A stellen verschiedene Konstruktionen des
Antriebsmechanismus 45 dar. Der Antriebsmechanismus 45 von 2A sorgt für eine genauere Steuerung
der Filzvorwärtsbewegung,
wobei ein Überspannen
oder Unterspannen des Filzes verhindert wird. Der Antriebsmechanismus 45 zieht
das Filzband 14 unter Spannung von seiner Eintrittsposition
in Bezug zur Eintrittstrommel 40 entlang dem Mittenelement 32 und
um die gerundete Auftragspitze 33. Während der Endeffektor kontinuierlich
entlang einem Pfad auf der Flanschoberfläche 35 bewegt wird,
sorgt der Antriebsmechanismus 45, der durch von der numerischen
Steuereinrichtung 22 erhaltene Befehle angetrieben wird,
für die
Vorwärtsbewegung des
Filzes 14, um der Flanschoberfläche einen kontinuierlich gereinigten
Filzteil zur Verfügung
zu stellen. Der Antriebsmechanismus 45 kann weiter andere Konstruktionsteile
einschließen,
wie z. B. Räder, Zahnräder und
dergleichen, die eine konstante Spannung und Vorwärtsbewegung
des Filzes bewerkstelligen.
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Mit Bezug außerdem auf die 5, 5A und 5B ist die Spannvorrichtung 16 dargestellt.
Die Spannvorrichtung 16 nimmt den Eintritt von Filz von der
Filzversorgung 12 an ihrem oberen Ende auf. Das Filzband
wird vorwärts
bewegt, so dass es um ein Tänzerrad 47 gewickelt
wird, das auf einem reibungsfreien Schlitten auf einem Ständer 48 der Spannvorrichtung 16 vertikal
bewegbar ist. Wie in 5 dargestellt,
kann das Tänzerrad 47 fakultativ von
einem Gehäuse
umgeben sein, das eine Bewegung des Tänzerrads 47 schützt. Nach
Herumwickeln um das Tänzerrad 47 bewegt
sich das Filzband durch eine gesteuerte Vorrückvorrichtung 49,
die ausreichend Filzlänge
in der Spannvorrichtung 16 aufrechterhält, während der Filz durch den Antriebsmechanismus 45 durch
den Endeffektor 20 hindurch vorwärts bewegt wird. Die Spannvorrichtung 16 einschließlich Tänzerrad 47 und
Vorrückvorrichtung 49 gewährleistet
eine gesteuerte Filzspannung, um das Vorrücken von Filz durch den Antriebsmechanismus 45 zu
ermöglichen.
Wie unten beschrieben wird, wird eine weitere ähnliche Tänzerradvorrichtung (nicht dargestellt)
verwendet, um verunreinigten Filz unter gesteuerter Spannung nach
einer Bewegung über den
Endeffektor 20 zurückzuziehen.
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Mit Bezug wieder auf die 2, 2A und 3 wird
der Filz, sobald er der Eintrittstrommel 40 zugeführt ist,
zur Bewegung um das Mittenelement 32 des Endeffektors 20 richtig
positioniert und ausgerichtet. Wie in 2 dargestellt,
kann der Endeffektor fakultativ eine langgestreckte sinusförmige Feder 50 umfassen,
um den Filz gegen den Körper
des Mittenelements 32 zu halten. Die Aufbringung von Fluid
auf den Filz 14 kann auch durch die numerische Steuereinrichtung 22 (1) gesteuert werden, so
dass eine vorprogrammierte Menge an Fluid auf die Flanschoberfläche aufgebracht
werden kann. Der mit Fluid benetzte Filz tritt unter der gerundeten
Auftragspitze 33 hindurch, wo er die Flanschoberfläche 35 abwischt,
wenn sich der Endeffektor entlang einem die Flanschoberfläche begrenzenden
vorbestimmten Pfad bewegt.
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Mit speziellem Bezug auf die 2, 2A und 4 stellt
der Endeffektor 20 außerdem
einen Abstreifer 51 bereit, der benachbart zur gerundeten
Auftragspitze 33 montiert ist. Der Abstreifer 51 kann
ein elastomeres Element einschließen, das auf der vorderen Seite
einer Bewegung des Endeffektors 20 montiert ist, so dass,
bevor der mit Fluid benetzte Filz Fluid auf die Flanschoberfläche aufbringt,
der Abstreifer 51 entlang der Flanschoberfläche 35 wischt,
wobei eine gewisse Menge an Fremdkörper, Verunreinigung, Ölen und
Fett entfernt wird, die sich auf der Flanschoberfläche befinden
kann. Danach streicht der mit Fluid benetzte Filz das Fluid auf
die Flanschoberfläche auf,
wodurch die Flanschoberfläche
weiter gereinigt und vorbereitet wird.
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Auf der hinteren Seite des Endeffektors 20, benachbart
zur gerundeten Auftragspitze 33, ist ein Luftmesser 52 vorgesehen.
Wie in größerer Einzelheit
in 2A dargestellt, lenkt
das Luftmesser 52 eine gerichtete Strömung von Luft oder anderem
Gas zur nun gereinigten Flanschoberfläche, um eine Zwangsvertreibung
jeglichen restlichen Fluids, das durch den mit Fluid benetzten Filz 14 aufgebracht
ist, vorzunehmen. Das Luftmesser kann mit einer Schnelltrennkopplung
an den Endeffektor angebracht sein, um eine Ersetzung des Luftmessers
zu erleichtern.
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Während
er das Fluid auf die Flanschoberfläche aufstreicht, nimmt der
Filz Rückstandsfett
und -öle
darauf auf. Der Rückstände tragende
Filz wird nun durch den Antriebsmechanismus 45 entlang dem
Körper
des Mittenelements 32 nach oben gezogen. Der verbrauchte,
Rückstände tragende
Filz 14 macht dann unter Verwendung einer Aufwickelspannvorrichtung
(nicht dargestellt) an der oberen Austrittstrommel 42 für eine anschließende Beseitigung
ein Übergangsstadium
durch. Ein entfernt angeordneter Sammeltrichter oder -behälter (auch
nicht dargestellt) kann verwendet werden, um den verbrauchten Filz
anzusammeln. Die Aufwickelspannvorrichtung ähnelt im Wesentlichen der Spannvorrichtung 16,
wobei sie einen Ständer
oder Gehäuse und
ein Tänzerrad
enthält.
Die Aufwickelvorrichtung hält
eine Filzspannung auf der Abführseite
des Endeffektors 20 aufrecht, wobei verunreinigter Filz
im entfernt angeordneten Sammelbehälter beseitigt wird. Ein herkömmliches
fotoelektrisches Auge oder ein Abstandssensor kann mit der Aufwickelspannvorrichtung
verwendet werden, um ein Anhalten der Zuführung oder Abführung zu
signalisieren, wenn zweckmäßig. Folglich
wird die Spannung des Filzes über
den Endeffektor 20 kontinuierlich aufrechterhalten, wenn
der Filz über
die Auftragspitze 33 bewegt wird.
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Um ein genaues Aufstreichen von Fluid durch
den Filz auf die Flanschober fläche
zu gewährleisten,
wird das Mittenelement 32 bewegbar auf dem Montageteil 30 getragen.
Der Oberflächendruck
kann durch eine herkömmliche
Vorspannungsfeder 54 gesteuert werden. Die Feder ermöglicht eine
Bewegung des Mittenelements in Bezug zum Montageteil 30,
so dass während
des Reinigens maschinell erstellter Druck gegen die Flanschoberfläche 35 ausgeübt werden
kann. Eine Bewegung des Mittenelements in Bezug zum Montageteil 30 kann
durch die numerische Steuereinrichtung 22 überwacht
werden, um eine genaue Anzeige dafür zu liefern, dass eine richtige
Berührung
zwischen dem Filz 14 um die Auftragspitze 33 und
der Flanschoberfläche
aufrechterhalten wird. Dieses Merkmal gewährleistet, dass die ganze Flanschoberfläche wiederholt
gereinigt wird, während
eine Qualitätsrückmeldung
für eine
fehlerfreie Produktion geliefert wird.
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Der Endeffektor 20 der vorliegenden
Erfindung liefert folglich gewisse Merkmale, die bisher in verfügbaren Vorrichtungen
nicht gefunden werden. Diese Merkmale umfassen das Vermögen, Fluid
von einer entfernt angeordneten Versorgung unmittelbar auf den Filz
mittig zuzuführen,
direkt bevor der sich vorwärts
bewegende Filz in Berührung
mit der Flanschoberfläche
kommt. Der Endeffektor sorgt weiter für das gesteuerte kontinuierliche
Vorwärtsbewegen des
Filzes, während
der Filz seinen Pfad entlang der Flanschoberfläche durchläuft, so dass ein ständig sauberer
Teil des Filzes. zur Flanschoberfläche hin freiliegt. Die Geschwindigkeit
einer Vorwärtsbewegung
des Filzes, der Oberflächendruck
und die Menge an Fluid, die auf dem Filz verteilt wird, können durch
die numerische Steuereinrichtung 22 gesteuert werden, um
vollprogrammierbare Oberflächenvorbehandlungsmerkmale
bereitzustellen. Da die Bewegung des Filzes unter Spannung bewerkstelligt
wird, für
die durch die koordinierte Verwendung des Antriebsmechanismus 45,
der Spannvorrichtung 16 und der Abführspannvorrichtung gesorgt
wird, kann weiter ein genaues Wischen des mit Fluid benetzten Filzes
auf der Flanschoberfläche
erzielt werden.
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Die spezielle Konfiguration der gerundeten Auftragspitze 33 in
ihrer Position in Bezug zum Endeffektor 20 ermöglicht,
dass der Endeffektor den von der Robotervorrichtung 18 bereitgestellten
Bewegungsbereich voll ausnutzt. Folglich liefert der Endeffektor 20 eine
maschinell erstellte Reinigung oder Vorbehandlung der Flanschoberfläche entlang
einer komplizierten Geometrie, wie sie z. B. in Kraftfahrzeuganwendungen
dargeboten werden mag. Da das Fluid direkt durch den Filz auf die
Flanschoberfläche abgelagert
wird, statt dass es durch eine versetzt angeordnete Abgabevorrichtung
aufgetropft oder aufgesprüht
wird, ermöglicht
der Endeffektor der vorliegenden Erfindung eine Verwendung des vollen
Bewegungsbereichs der Robotervorrichtung. Während die Flanschoberfläche durch
fluidgetränkten
Filz abgewischt wird, kann der Endeffektor in jeglicher Körperhaltung,
einschließlich
vertikal aufwärts,
vertikal abwärts
oder horizontal, an die Flanschoberfläche angebracht werden. Dies
ermöglicht
eine Reinigung der in gewissen Anwendungen gefundenen komplizierten
Flanschoberflächen.
Weiter wird eine verbesserte Reinigung der Flanschoberfläche erzielt,
indem man eine Voreilung vor dem mit Fluid benetzten Filz anwendet,
um die Oberfläche
vorzureinigen. Außerdem
trocknet ein nacheilendes Luftmesser das von der sauberen Oberfläche verdampfende
Fluid.
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Die obigen Merkmale und Vorteile
werden auch in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gefunden, die in den 6 und 7 dargestellt ist. Der Endeffektor 20' ähnelt im
Wesentlichen dem vorstehend beschriebenen Endeffektor 20.
Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um ähnliche Einzelteile zu bezeichnen.
In der in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsform
ist das Mittenelement 32' in
Bezug zum Montageteil 30' unter
der Vorspannung eines ringförmigen
Diaphragmas 54' bewegbar.
Das Diaphragma 54' sorgt
für eine
Vorspannung der gerundeten Auftragspitze 33' gegen die Flanschoberfläche, um
einen von außen steuerbaren
Druck auf die Flanschoberfläche
zur Verfügung
zu stellen, wie vorstehend beschrieben.
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Weiter ist der Endeffektor 20' gegenüber der vorstehend
dargestellten Vorrichtung modifiziert, indem eine weitere Anordnung
für die
genaue Positionierung und Transport des Filzbandes 14' in Bezug zur
Auftragspitze 33' bereitgestellt
wird. In den in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen
wird der Filz durch ein Eintrittselement 40' fortbewegt, das eine kanalartige
Vorrichtung ist, die eine Mehrzahl von Rollen 41' an ihrem unteren
Ende trägt.
Der Filz 14' wird
von der Spannvorrichtung 16 (1)
durch die Eintrittsvorrichtung 40' hindurchgeführt, wo er in Bezug zum unteren
Ende des Mittenelements 32' des
Endeffektors 20' genau
ausgerichtet wird. Nachdem der Filz 14' durch den Antriebsmechanismus 45' gezogen worden
ist, wird er in einer Austrittsvorrichtung 42 auf der Gegenseite
des Endeffektors 20' positioniert.
Die Austrittsvorrichtung 42 nimmt den verbrauchten Filz 14 durch
ein Paar untere montierte Rollen 43' auf.
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Die Anordnung der Eintrittsvorrichtung 40' und Austrittsvorrichtung 42' des Endeffektors 20' sowie der Eintrittstrommel 40 und
Austrittstrommel 42 des Endeffektors 20 sind anhand
von Beispielen für Techniken
zum genauen Positionieren und Ausrichten des Filzbandes in Bezug
zur gerundeten Auftragspitze des Endeffektors dargestellt. Es ist
jedoch ersichtlich, dass andere Konstruktionen und Anordnungen im
Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.