Vorrichtung zum Beschichten, insbesondere zum Lackieren, von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeugkarosserien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten, insbesondere zum Lackieren, von Gegenständen, insbesonde¬ re von Fahrzeugkarosserien, mit
a) mindestens einem mehrachsigen, eine Applikationsein¬ richtung tragenden Roboter;
b) mindestens einen den Roboter tragenden verfahrbaren Schlitten;
c) einer Führungsstruktur, entlang welcher der Schlitten verfahrbar ist;
d) mindestens einer Medienführungskette, die eine Vielzahl von elektrischen und/oder medienführenden Leitungen trägt und sich in einer zwei Trums aufweisenden Schleife von einem ortsfesten Anschlußpunkt zu ei¬ nem von dem Schlitten mitgeführten Anschlußpunkt er- streckt.
Zum vollautomatischen Lackieren aber auch sonstigen Beschichten von Gegenständen, wie z. B. Fahrzeugkarosse¬ rien, werden mehrachsige Roboter eingesetzt, die eine Applikationseinrichtung für das BeSchichtungsmedium, beispielsweise eine Lackspritzpistole, führen. Durch ihre Mehrachsigkeit gelingt es, der Kontur des zu be¬ schichtenden Gegenstandes genau zu folgen und dabei bestimmte Kriterien einzuhalten. Zu diesen Kriterien gehört die Wahrung eines bestimmten Abstandes zum zu
beschichtenden Gegenstand und die Orientierung des Sprü- strahles, etwa in der Weise, daß dieser immer etwa senk¬ recht auf die zu beschichtende Oberfläche auftrifft.
Die Applikationseinrichtung, der Roboter und der den
Roboter tragenden Schlitten, also die verfahrbaren Kom¬ ponenten der Beschichtungsvorrichtung, müssen über eine Vielzahl von Leitungen mit ortsfesten Anschlüssen ver¬ bunden werden. Bei diesen Leitungen kann es sich um elektrische handeln, insbesondere solche, die elektri¬ sche Betriebsspannungen oder elektrische Steuersignale führen. Ein anderer Teil der Leitungen dient dazu, gasför¬ mige, pulverförmige oder flüssige Medien zum Schlit¬ ten, zum Roboter oder ggf. auch zur Applikationseinrichtung zu transportieren. Bei diesen Medien handelt es sich insbesondere um Druckluft, Farben und Lösemittel. Die Anzahl von derartigen Leitungen, die in modernen Beschich- tungsvorrichtungen der eingangs genannten Art Verwendung finden, steigt mit wachsender Komplexität dieser Vorrich- tungen ständig. Um sie ordentlich führen zu können, werden sog. Medienführungsketten eingesetzt, an denen die ein¬ zelnen Leitungen befestigt sind, so daß sie sich bei der Bewegung des Schlittens in eine ordentliche Schleife legen. Aufgrund der großen Anzahl von Leitungen sind bei bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art die Medienführungsketten sehr breit,, was sich in einer entsprechenden Verbreiterung der Gesamtabmessungen der Vorrichtungen niederschlägt .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich¬ tung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ihr Platzbedarf insbesondere in Richtung senkrecht zur Transportrichtung reduziert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
e) mindestens zwei Medienführungsketten vorgesehen sind, deren Trums übereinander angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird also die Gesamtzahl aller elektri¬ scher oder medienführender Leitungen in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt, denen jeweils eine Medienführungs- kette zugeordnet ist. Diese Medienführungsketten wer¬ den nun so geführt, daß ihre Trums übereinander ange- ordnet sind. In Richtung der Vertikalen steht im all¬ gemeinen ausreichend Platz zur Verfügung, so daß ins¬ besondere die Grundfläche, die von der Vorrichtung ein¬ genommen wird und im allgemeinen knapp ist, kleinge¬ halten werden kann.
Mindestens zwei Medienführungsketten können demselben Schlitten zugeordnet sein. Diese Variante der Erfin¬ dung wird dort eingesetzt, wo ein und demselben Schlit¬ ten bzw. dem von diesem mitgeführten Roboter und der vom Roboter getragenen Applikationseinrichtung eine besonders große Anzahl von Leitungen zugeführt werden muß.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind mindestens zwei Medienführungsketten unterschiedlichen Schlitten zugeordnet . Diese Ausführungsform findet dort Anwendung, wo sich die große Zahl von Leitungen dadurch ergibt, daß im wesentlichen in demselben Raum mehrere Schlitten bewegt werden müssen.
So kommt es bei vielen kapazitätsstarken Vorrichtungen der eingangs genannten Art vor, daß zwei Schlitten je¬ weils einen eine Applikationseinrichtung tragenden Ro¬ boter tragen. Häufig tritt auch der Fall ein, daß min- destens einer der Schlitten einen sog. "Handhabungsro-
boter" trägt. Dieser dient bei dem Lackiervorgang bei¬ spielsweise dazu, bestimmte Teile an dem zu lackieren¬ den Gegenstand, so etwa die Türen einer Fahrzeugkarosserie, zu bewegen, um alle Flächen dieser Teile mit dem Beschich- tungsmedium gut erreichen zu können.
Die mindestens zwei Medienführungsketten, deren Trums übereinander angeordnet sind, können insbesondere auch ineinander verschachtelt sein. Dies bedeutet, daß die beiden Trums der einen Kette innerhalb der beiden Trums einer anderen Kette liegen und die erstgenannte Kette eine Schleife mit kleinerem Krümmungsradius als die zweitgenannte Kette bildet.
Alternativ ist es möglich, daß mindestens eine Medien¬ führungskette mit beiden Trums oberhalb der beiden Trums einer anderen Medienführungskette angeordnet ist.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung liegen benachbarte Trums mindestens zweier
Medienführungsketten zumindest bereichsweise aneinan¬ der. Dadurch wird nicht nur in vertikaler Richtung Platz gespart; darüber hinaus führen sich die beiden bereichs¬ weise aneinanderliegenden Medienführungsketten gegensei- tig.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
Figur 1 einen Teilschnitt durch eine Lackspritzkabine zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien;
Figur 2 eine Seitenansicht der Lackspritzkabine von
Figur 1, von außen gesehen;
Figuren 3 bis 7 Seitenansichten alternativer Ausführ- rungsbeispiele von Lackspritzkabinen.
In Figur 1 ist ein Teil einer Lackspritzkabine, wie sie zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien 2 eingesetzt wird, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Sie wird von einem Stahlbau getragen, von dem in der Zeichnung ein Horizontalträger 3 erkennbar ist. Die Lackspritz¬ kabine 1 wird nach unten durch eine hier nicht näher interessierende Bodenstruktur 4, zu beiden Seiten hin jeweils durch Seitenwände 5, die transparent sein können, und nach oben durch eine nicht dargestellte, ebenfalls nicht interessierende Deckenstruktur begrenzt . Die Fahr¬ zeugkarosserien 2 werden in Richtung senkrecht zur Zeichen- ebene der Figur durch ein nicht gezeigtes Fördersystem kontinuierlich oder intermittierend hindurchbewegt, während sie in nachfolgend beschriebener Weise lackiert werden.
Die Lackierung der Fahrzeugkarosserien 2 erfolgt mit
Hilfe einer Spritzpistole 6, die von einem sechsachsigen, insgesamt mit dem Bezugszeichen 7 versehenen Roboter geführt wird. Der Roboter 7 seinerseits ist auf einem Schlitten 8 montiert, der entlang einer weiter unten näher erläuterten Führungsstruktur 9 parallel zur Be¬ wegungsrichtung der Fahrzeugkarosserien 2, also entlang der benachbarten Seitenwand 5, verfahrbar ist.
An den unteren Bereich beider Seitenwände 5 ist, mit dem Innenraum der Lackspritzkabine 1 über einen breiten, spaltartigen Zugang 10 verbunden, ein Nebengehäuse 11 angesetzt, in dem verschiedene zur Versorgung und zum Betrieb des Schlittens 8 sowie des Roboters 7 erfor¬ derliche Komponenten untergebracht sind. Bei diesen Komponenten handelt es sich insbesondere um nicht ein-
gezeichnete elektrische und pneumatische Steuerungen, Ventile, elektrische Leitungen und Versorgungsleitungen zur Zufuhr von Farbe und Preßluft sowie um zwei Medien¬ führungsketten 12a, 12b. An ihnen sind die verschiedenen elektrischen und medienführenden Verbindungsleitungen gehalten, die in einer Schleife von einem ortsfesten Anschlußpunkt 40a, 40b im Bereich des Nebengehäuses 11 zu einem mit dem Schlitten 8 mitgeführten Anschlußpunkt 41a, 41b geführt sind (vgl. Figur 2) .
Die ortsfesten Anschlußpunkte 40a, 40b befinden sich etwa in der Mitte der Längserstreckung der Farbspritz- kabine 1. Dort erfolgt, wie der Name "Anschlußpunkt" sagt, die Verbindung zwischen den ortsfesten, ggf. star- ren elektrischen und medienführenden Leitungen zu den in jedem Falle flexiblen elektrischen und medienführenden Verbindungsleitungen, die von den Medienführungsketten 12a, 12b gehalten und geordnet werden. In entsprechen¬ der Weise sind an den vom Schlitten 8 mitgeführten An- schlußpunkten 41a und 41b die von den Medienführungs- ketten 12a, 12b gehaltenen elektrischen und medienfüh¬ renden Verbindungsleitungen mit entsprechenden Lei¬ tungen verbunden, die zu den mit dem Schlitten 8 mit¬ bewegten Verbrauchern von elektrischer Energie oder elek- trischen Signalen bzw. von Medien führen. Dabei kann es sich sowohl um elektrische Ströme und Signale han¬ deln, die der Bewegung des Schlittens 8 dienen, als auch um solche, die für die Bewegung des Roboters 7 sowie für die Speisung und Ansteuerung der Lackspritzpistole 6 erforderlich sind.
Als medienführende Leitungen kommen primär Leitungen zur Zuführung der Farbe, Leitungen zur Zuführung von Lösemit¬ teln und Leitungen zur Zuführungen von Druckluft in Frage, Die Zahl der farbführenden Leitungen hängt von der einge-
setzten Technik ab: Im einfachsten Falle stimmt die Zahl von farbführenden Verbindungsleitungen mit der Zahl von Farben überein, die in der Lackspritzkabine 1 verarbeitet werden. Beim Einsatz der sog. "Molchtechnik", die dem Fachmann bekannt ist und hier nicht näher beschrieben zu werden braucht, kann die Zahl der farbführenden Leitungen erheblich reduziert werden.
In jedem Falle ist die Gesamtzahl von Leitungen, die zwischen den feststehenden Anschlußpunkten 40a, 40b und den vom Schlitten 8 mitgeführten Anschlußpunkten 41a, 41b verlaufen, recht hoch. Um zu vermeiden, daß die Medienführungskette zur Unterbringung all dieser Leitungen eine zu große Breite (also in Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Schlittens 8) benötigt, sind in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Weise zwei Medienfüh¬ rungsketten 12a, 12b vorgesehen, welche nicht neben¬ sondern übereinander angeordnet sind. In den Figuren 1 und 2 sind die beiden Medienführungsketten 12a, 12b ineinander verschachtelt, derart, daß im wesentlichen die einander benachbarten Trums der beiden Medienführungsket¬ ten 12a, 12b zumindest über eine gewisse Strecke aneinander anliegen.
Die Maschinensteuerung, welche die Übertragung elek¬ trischer Energie, elektrischer Signale und verschie¬ dener Medien von den ortsfesten Anschlußpunkten 40a, 40b zu den vom Schlitten 8 mitgeführten Anschlußpunk¬ ten 41a, 41b steuert, ist in der Nähe der ortsfesten Anschlußpunkte 40a, 40b in dem Nebengehäuse 11 unter¬ gebracht (nicht dargestellt) .
Die von den Medienführungsketten 12a, 12b und von den in diesen gehaltenen Verbindungsleitungen gebildete Schleife ist so groß, daß der Schlitten 8 im Betrieb
der Lackspritzkabine 1 über die volle Länge der Füh¬ rungsstruktur 9 verfahren werden kann.
Die gesamte Führungsstruktur 9 ist an ihrer nach innen und nach oben weisenden Seite durch ein Abdeckblech 31 geschützt, welches gleichzeitig das Eindringen von Ver¬ unreinigungen wie Farbnebel in das Innere des Nebengehäuses 11 verhindert. Ein weiteres Abdeckblech 32 ist mit seinem oberen Rand an der Innenseite der Kabinenwand 5 oberhalb des spaltartigen Zugangs 10 befestigt und erstreckt sich so weit nach unten, daß es das untere Abdeckblech 31 seitlich überlappt. Um zu verhindern, daß durch den Spalt zwischen den beiden Abdeckblechen 31, 32 Schmutz in das Nebengehäuse 11 eindringen kann, wird der Innen- räum des Nebengehäuses 11 auf einem höheren Druck als der Innenraum der Lackspritzkabine 1 gehalten.
Im Betrieb der oben beschriebenen Lackspritzkabine 1 werden die Fahrzeugkarosserien 2, wie schon beschrieben, intermittierend oder kontinuierlich senkrecht zur Zeichen¬ ebene der Figuren 1 und 2, beispielsweise nach oben, bewegt. Während dieser Bewegung oder im Stillstand werden die Fahrzeugkarosserie 2 mit Hilfe der Lackspritzpistole 6 beschichtet, die unter Ausnutzung der sieben Achsen des Roboters 7 so bewegt wird, daß alle zu lackierenden
Bereiche der Fahrzeugkarosserie 2 erreicht werden, wobei der günstigste Abstand zwischen Spritzpistole 6 und Fahr¬ zeugkarosserie 2 sowie die jeweils günstigste Orien¬ tierung des Farbnebels eingestellt werden. Dabei kann der Roboter 7 entlang seiner durch die Führungsstruktur 9 vorgegebenen "siebten Achse" verfahren werden, entweder, um bei stillstehender Fahrzeugkarosserie 2 an dieser in horizontaler Richtung entlang zu lackieren, oder um die sich bewegende Fahrzeugkarosserie 2 zu verfolgen.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Lackspritzkabine ähnelt dem oben anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen stark; entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekenn- zeichnet.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Ausführungs- beispiel der Figuren 1 und 2 einerseits und demjenigen der Figur 3 andererseits besteht darin, daß bei letzterem die beiden Medienführungsketten 112a, 112b nicht inein¬ ander verschachtelt sind. Vielmehr verläuft die un¬ tere Medienführungskette 112a von dem im unteren Be¬ reich der Führungsstruktur 109 angeordneten ortsfe¬ sten Anschlußpunkt 140a in einer (einfachen) Schleife zum vom Schlitten 108 mitgeführten Anschlußpunkt 141a. Die obere Medienführungskette 112b dagegen erstreckt sich durchgängig oberhalb der ersten Medienführungs- kette 112a von einem oberhalb der Führungsstruktur 109 befindlichen, mit dem Gehäuse fest verbundenen Anschlußpunkt 140b zu dem vom Schlitten 108 mitge¬ führten Anschlußpunkt 141b. Die benachbarten Trums der beiden Medienführungsketten 112a, 112b liegen da¬ bei über eine gewisse Erstreckung hinweg aneinander an.
Auch bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbei¬ spiel befindet sich die Steuerung in der Nähe der ortsfesten Anschlußpunkte 140a, 140b im Nebengehäu¬ se.
Die obere Medienführungskette 112b haltert und ord¬ net ausschließlich elektrische Verbindungsleitungen, während durch die untere Medienführungskette 112a die gas-, partikel- oder flüssigkeitsführenden Verbindungs- leitungen gelegt sind. Auf diese Weise wird vermie-
den, daß bei einer Undichtigkeit oder einem Bruch ei¬ ner der letztgenannten Verbindungsleitungen das darin geführte Medium nach unten auf Strom führende Verbindungs- leitungen herabtropft oder fließt.
Während bei den oben anhand der Figuren 1 bis 3 be¬ schriebenen Ausführungsbeispielen jeweils nur ein Schlit¬ ten 8 bzw. 108 mit einem entsprechenden Roboter 7 ent¬ lang der Führungsstruktur 9; 109 verfahrbar war, sind bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4, in dem entspre¬ chende Teile um erneut 100 erhöhte Bezugszeichen tragen, zwei Roboter tragende Schlitten 208, 208' vorgesehen. Die von den Schlitten 208, 208' mitgeführten Anschlußpunkte 241a, 241b bzw. 241a', 241b' sind in derselben Weise über zwei miteinander verschachtelte, in Schleifen gelegte Medienführungsketten 212a, 212b, 212a', 212b' mit den ortsfesten Anschlußpunkten 240a, 240b bezw. 240a1 , 240b1 verbunden. D. h., daß die Medienführungsketten 212a, 212b bzw. 212a', 212b1 ineinander verschachtelt, aneinander anliegend in Schleifen gelegt sind. Die entsprechenden
Schleifen zeigen jedoch für die beiden Schlitten 208, 208' in entgegengesetzte Richtungen.
Die Schlitten 208, 208' können jeweils in dem Ausmaße auf der Führungsstruktur 209 verfahren werden, in dem diese von dem jeweils anderen Schlitten 208, 208' nicht blockiert ist . Die GesamtSteuerung der Anlage sorgt dafür, daß sich die Schlitten 208, 208' immer nur in entsprechendem Ausmaße bewegen.
Auch beim Ausführungsbeispiel der Figur 5, das erneut um 100 erhöhte Bezugszeichen aufweist, sind zwei Lackier¬ roboter tragende Schlitten 308, 308' auf derselben Füh¬ rungsstruktur 309' verfahrbar mit den geometrischen Einschränkungen der Verfahrstrecke, die oben beim Ausfüh-
rungsbeispiel der Figur 4 schon angemerkt wurden. In Figur 5. sind die Medienführungsketten 312a, 312b bzw. 312a1, 312b1 in derselben Weise wie in Figur 3 verlegt, wobei erneut die Schleifen der Medienführungsketten 312a, 312b bzw. 312a', 312b' in entgegengesetzte Richtungen zeigen.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 6, das mit erneut um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen ist, verfahren auf ein und derselben Führungsstruktur 409 ein Schlitten 408, der einen Lackierroboter trägt, sowie ein Schlitten 408', mit dem ein sog. Handhabungsroboter verschoben wird. Handhabungsroboter in Lackspritzkabinen dienen im allge¬ meinen dazu, bestimmte Teile der zu lackierenden Fahrzeug¬ karosserien, z. B. Türen, zu bewegen, so daß sie von dem von der Lackspritzpistole abgegebenen Lacknebel an allen Flächen gut erreicht werden.
Wie Figur 6 deutlich macht, ist der den Lackierroboter tragende Schlitten 408 ähnlich wie in Figur 2 über zwei Medienführungsketten 412a, 412b angeschlossen, wäh¬ rend der den Handhabungsroboter tragende Schlitten 408 ' über eine einzige Medienführungskette 412a1 mit einem ortsfesten Anschlußpunkt 440a' verbunden ist. Die Me¬ dienführungskette 412a1 liegt entlang eines Teils ih- res untern Trums an der Oberseite des oberen Trums der
Medienführungskette 412a an, biegt jedoch rechts in Figur 6 nach oben in ihr oberes, mit dem Anschlußpunkt 440a1 verbundenes Trum um.
Selbstverständlich unterliegt die Bewegung der beiden Roboter tragenden Schlitten 408, 408' in Figur 6 wie¬ der denselben Einschränkungen, die sich aus der Tat¬ sache ergeben, daß beide auf derselben FührungsStruk¬ tur 409 verfahren. Gerade bei der Kombination von Lackierroboter tragenden und Handhabungsroboter tra-
genden Schlitten sind derartige Einschränkungen in der Beweglichkeit problemlos möglich.
Auch Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Lack- spritzkabine 501 (erneut wurden die Bezugszeichen um
100 erhöht) , bei dem sich auf einer einzigen FührungsStruk¬ tur 509 ein einen Lackierroboter tragender Schlitten 508 und ein einen Handhabungsroboter tragender Schlitten 508' bewegen. Beide Schlitten 508, 508' sind jeweils über eine einzige, in eine Schleife gelegte Medienführungskette
512a, 512a' mit den ortsfesten Anschlußpunkten 540a, 540a' verbunden. Die beiden Medienführungsketten 512a, 152a' sind ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 ineinander verschachtelt in der Weise, daß ihre horizontal verlaufenden Trums jeweils über einen Teil ihrer Erstrek- kung hinweg an einem benachbarten Trum der jeweils anderen Medienführungskette 512a, 512a' anliegt.