Title:
Roboterbeschichtungsverfahren
Kind Code:
B4


Abstract:

Roboterbeschichtungsverfahren, bei dem ein Roboter (11) verwendet wird, der eine Beschichtungspistole (12) aufweist, die eine Pumpe (13) verwendet, um ein viskoses Material aufzutragen, und wobei die Beschichtungspistole (12) eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen eines Werkstücks (W) mit dem viskosen Material in exakt vorbestimmter Menge beschichtet, um dadurch das viskose Material aufzutragen, wobei eine Roboterbewegungseinheit (21) den Roboter (11) mit der Beschichtungspistole (12) sukzessive zu einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen bewegt, wobei
in einem ersten Schritt (S11) eine Vordruckaufbringeinheit (22) einen vorbestimmten Vordruck auf das viskose Material, ohne das viskose Material aufzutragen, aufbringt, welche die Pumpe (13) der Beschichtungspistole (12) vor dem Erreichen einer geplanten Beschichtungsposition antreibt;
in einem weiteren Schritt (S12) eine Beschichtungsausführeinheit (23) einen Beschichtungsvorgang des viskosen Materials mit einer vorbestimmten Durchflussrate über eine vorbestimmte Beschichtungszeit ausführt, wenn die Beschichtungspistole (12) eine geplante Beschichtungsposition erreicht hat oder unmittelbar davor ist;
in einem weiteren Schritt (S13) eine Haltebefehlsausgabeeinheit (28) einen Haltebefehl erzeugt, wenn der Roboter (11) ein Peripheriegerät berührt und/oder zuzuführendes viskoses Material zu Ende geht und/oder die auf einen Roboterantriebsmotor (35) oder einen Pumpenantriebsmotor (36) aufgebrachte Last größer als ein Schwellwert ist;
in einem weiteren Schritt (S17) mit einer Auswähleinheit (26) eine Nachbeschichtungshalteeinheit (24) oder eine Soforthalteeinheit (25) ausgewählt wird, wobei die Nachbeschichtungshalteeinheit (24) beim Streubeschichten und die Soforthalteeinheit (25) bei Auftragen des viskosen Materials mit einem geradlinigen kontinuierlichen Pfad ausgewählt wird; und
in einem weiteren Schritt (S18) die Nachbeschichtungshalteeinheit (24) den Beschichtungsvorgang durch die Beschichtungsausführeinheit (23) fortführt und die Pumpe (13) nach Beenden des Beschichtungsvorgangs auf einen ausgegebenen Haltebefehl zum Anhalten des Roboters (11) hin anhält; oder
in einem weiteren Schritt (S15) die Soforthalteeinheit (25) die Pumpe (13) ohne ein Fortsetzen des Beschichtungsvorgangs durch die Beschichtungsausführeinheit (23) auf einen ausgegebenen Haltebefehl zum Anhalten des Roboters (11) hin anhält.




Inventors:
Takayama, Yuusuke (Yamanashi, JP)
Application Number:
DE102013006866A
Publication Date:
01/26/2017
Filing Date:
04/19/2013
Assignee:
Fanuc Corp. (Yamanashi, JP)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102008007438A1N/A2009-08-13
DE20180397U1N/A2003-05-28
DE10065608A1N/A2001-08-09
DE1805145A1N/A1970-09-03



Foreign References:
54296821995-07-04
Attorney, Agent or Firm:
Wuesthoff & Wuesthoff, Patentanwälte PartG mbB, 81541, München, DE
Claims:
1. Roboterbeschichtungsverfahren, bei dem ein Roboter (11) verwendet wird, der eine Beschichtungspistole (12) aufweist, die eine Pumpe (13) verwendet, um ein viskoses Material aufzutragen, und wobei die Beschichtungspistole (12) eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen eines Werkstücks (W) mit dem viskosen Material in exakt vorbestimmter Menge beschichtet, um dadurch das viskose Material aufzutragen, wobei eine Roboterbewegungseinheit (21) den Roboter (11) mit der Beschichtungspistole (12) sukzessive zu einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen bewegt, wobei
in einem ersten Schritt (S11) eine Vordruckaufbringeinheit (22) einen vorbestimmten Vordruck auf das viskose Material, ohne das viskose Material aufzutragen, aufbringt, welche die Pumpe (13) der Beschichtungspistole (12) vor dem Erreichen einer geplanten Beschichtungsposition antreibt;
in einem weiteren Schritt (S12) eine Beschichtungsausführeinheit (23) einen Beschichtungsvorgang des viskosen Materials mit einer vorbestimmten Durchflussrate über eine vorbestimmte Beschichtungszeit ausführt, wenn die Beschichtungspistole (12) eine geplante Beschichtungsposition erreicht hat oder unmittelbar davor ist;
in einem weiteren Schritt (S13) eine Haltebefehlsausgabeeinheit (28) einen Haltebefehl erzeugt, wenn der Roboter (11) ein Peripheriegerät berührt und/oder zuzuführendes viskoses Material zu Ende geht und/oder die auf einen Roboterantriebsmotor (35) oder einen Pumpenantriebsmotor (36) aufgebrachte Last größer als ein Schwellwert ist;
in einem weiteren Schritt (S17) mit einer Auswähleinheit (26) eine Nachbeschichtungshalteeinheit (24) oder eine Soforthalteeinheit (25) ausgewählt wird, wobei die Nachbeschichtungshalteeinheit (24) beim Streubeschichten und die Soforthalteeinheit (25) bei Auftragen des viskosen Materials mit einem geradlinigen kontinuierlichen Pfad ausgewählt wird; und
in einem weiteren Schritt (S18) die Nachbeschichtungshalteeinheit (24) den Beschichtungsvorgang durch die Beschichtungsausführeinheit (23) fortführt und die Pumpe (13) nach Beenden des Beschichtungsvorgangs auf einen ausgegebenen Haltebefehl zum Anhalten des Roboters (11) hin anhält; oder
in einem weiteren Schritt (S15) die Soforthalteeinheit (25) die Pumpe (13) ohne ein Fortsetzen des Beschichtungsvorgangs durch die Beschichtungsausführeinheit (23) auf einen ausgegebenen Haltebefehl zum Anhalten des Roboters (11) hin anhält.

2. Roboterbeschichtungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Roboterrückführeinheit (27) den Roboter (11) zumindest bis zu der Beschichtungsstartposition zurück bewegt, wenn ein Haltebefehl des Roboters (11) ausgegeben wird und der Roboter (11) über der Beschichtungsstartposition der geplanten Beschichtungsposition anhält, bevor das viskose Material an einer geplanten Beschichtungsposition aus der Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen aufgetragen wird.

3. Roboterbeschichtungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei
eine Eingabeeinheit (15) Beschichtungsbedingungen für den Beschichtungsvorgang einlernt und
eine Anzeigeeinheit (15) zumindest eine Beschichtungsbedingung anzeigt, die über die Eingabeeinheit eingelernt ist, umfassend eine Beschichtungszeit und eine Durchflussrate des viskosen Materials, und wenigstens eine geplante Beschichtungsposition.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Roboterbeschichtungsverfahren, bei dem ein Roboter verwendet wird, der eine Beschichtungspistole aufweist, die eine Pumpe verwendet, um ein viskoses Material aufzutragen, und wodurch die Beschichtungspistole eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen auf einem Werkstück mit einem viskosen Material in exakt vorbestimmten Mengen beschichtet, um dadurch das viskose Material aufzutragen.

Ein Industrieroboter, wie beispielsweise ein Mehrachsenroboter, der ein viskoses Material aufträgt, umfasst eine Beschichtungspistole, die am Ende des Roboterarms angebracht ist. Die Beschichtungspistole weist eine Pumpe auf. Wenn die Pumpe angetrieben wird, setzt die Düse der Beschichtungspistole ein viskoses Material frei, z. B. einen Lack oder ein Dichtungsmaterial. Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 201 80 397 U1 eine Abgabedüse zur Abgabe von Fluiden in Wulstform mittels eines automatischen Abgabesystems bekannt, wobei die Abgabedüse auf einem programmierten Roboterarm befestigt ist, der die Düse in einem vorbestimmten Pfad bewegt.

Bei einem Beschichtungsvorgang, bei dem ein viskoses Material aufgetragen wird, ist es notwendig, die Start- und Endpositionen zu definieren. Ein erstes Verfahren stellt ein Robotereinlernprogramm bereit, bei dem eine Beschichtungsstartposition und eine Beschichtungsendposition definiert sind. Dieses Verfahren wird für Beschichtungsvorgänge verwendet, bei dem ein viskoses Material in einer geraden kontinuierlichen Bahn (Pfad) aufgetragen wird.

Bei einem zweiten Verfahren wird ein Roboter an einer Zielposition vorübergehend angehalten und anschließend wird mit dem Auftragen des viskosen Materials begonnen. Wenn ein vorbestimmter Beschichtungsvorgang mit einer bestimmten Beschichtungszeit und Beschichtungsgeschwindigkeit oder Beschichtungsmenge vervollständigt ist, wird der Roboter weiterhin zur nächsten Zielposition bewegt, in der der vorstehend beschriebene Beschichtungsvorgang erneut ausgeführt wird. Dies wird häufig im Fall einer Streubeschichtung verwendet, bei der eine Mehrzahl von Zielpositionen mit festgelegten Beschichtungsmengen wiederholt beschichtet werden.

Bei beiden der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Verfahren hält die Beschichtungspistole gleichzeitig an, wenn irgendeine Abnormalität an dem Roboter zum Zeitpunkt des Roboterbeschichtungsvorgangs auftritt und ein Alarm ausgegeben und der Roboter angehalten wird. In diesem Fall hält die Beschichtungspistole an, bevor die vorgesehene Beschichtungsmenge freigesetzt wird.

In diesem Zusammenhang gibt das erste Verfahren eine Beschichtungsstartposition und eine Beschichtungsendposition vor. Dies ist geeignet für Beschichtungsvorgänge, bei denen ein viskoses Material ohne Unterbrechung entlang eines kontinuierlichen Pfades aufgetragen wird. Jedoch wird bei dem ersten Verfahren die Zeit, die vom Beschichtungsbeginn bis zum Beschichtungsende erforderlich ist, gemäß dem Betriebsinhalt des Roboters bestimmt. Es ist äußerst schwierig, diese Zeit eindeutig zu ermitteln.

Weiterhin wird die Beschichtungsmenge des viskosen Materials in der Beschichtungspistole gemäß der Beschichtungsgeschwindigkeit, der Beschichtungszeit, des Innendrucks des viskosen Materials vor dem Beschichten (nachfolgend als ”Vordruck” bezeichnet), etc. bestimmt. Da beim Verwenden des ersten Verfahrens zum Streubeschichten die Beschichtungszeit nicht eindeutig bestimmt ist, kann daher keine feste Beschichtungsmenge erhalten werden. Bei einem Auftragen von Dichtungsmaterial besteht daher die Möglichkeit des Auftretens einer Variation hinsichtlich der Dichtungsstärke. Weiterhin ist es bei einem Anhalten der Beschichtungspistole, Unterbrechen des Beschichtungsvorgangs und anschließendem Fortsetzen des Beschichtungsvorgangs schwierig, die Summe der Beschichtungsmenge vor dem Fortsetzen des Beschichtungsvorgangs und die Beschichtungsmenge nach dem Fortsetzen genau passend zur vorgesehenen Beschichtungsmenge zu gestalten.

Weiterhin besteht bei dem zweiten Verfahren ebenso ein gleichartiges Problem, wenn die Beschichtungspistole angehalten wird, der Beschichtungsvorgang unterbrochen wird und dann der Beschichtungsvorgang fortgesetzt wird. Bei dem zweiten Verfahren ist es erforderlich, den Roboter temporär an der Zielposition des Beschichtungsvorgangs anzuhalten, sodass das Problem besteht, dass sich die Taktzeit des Robotersystems erhöht.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situation getätigt und stellt sich die Aufgabe, ein Roboterbeschichtungssystem bereitzustellen, bei dem eine Beschichtungsmenge des viskosen Materials nicht von der vorgesehenen Beschichtungsmenge abweicht, sogar dann, wenn der Beschichtungsvorgang unterbrochen wird und der Beschichtungsvorgang anschließend fortgesetzt wird.

Aus dem Dokument DE 100 65 608 A1 ist ferner ein Anwendungssystem für kratzfeste Fahrzeugbeschichtungen bekannt, bei der die eine Beschichtung auftragenden Komponenten mittels einer zentralen Steuereinheit in Zusammenwirkung mit einem visuellen System zum Erfassen einer Fahrzeugposition gesteuert werden.

Das Dokument US 5,429,682 A offenbart ein Roboterbeschichtungssystem, bei dem Informationen bezüglich eines dreidimensionalen Objektes zur Steuerung des Roboters automatisch digitalisiert und gespeichert werden.

Das Dokument DE 10 2008 007 438 A1 offenbart ferner ein Verfahren zum Wiederanfahren eines Roboters an einer Unterbrechungsstelle nach einer vorzeitigen Unterbrechung eines Bearbeitungsprogramms.

Das Dokument DE 1 805 145 A zeigt eine Einrichtung mit einer Spritzpistole zum automatischen Beschichten von Werkstücken mit einem Überzugsmaterial.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Roboterbeschichtungsverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Gemäß einem ersten Aspekt dieser Offenbarung umfasst ein Roboterbeschichtungssystem einen Roboter, der eine Beschichtungspistole aufweist, die eine Pumpe verwendet, um ein viskoses Material aufzutragen, und wobei die Beschichtungspistole eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen eines Werkstücks mit dem viskosen Material in exakt vorbestimmter Menge beschichtet, um dadurch das viskose Material streubeschichtend aufzutragen, wobei das Roboterbeschichtungssystem eine Roboterbewegungseinheit umfasst, die den Roboter, der die Beschichtungspistole aufweist, sukzessive zu der Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen bewegt, wenn das Roboterbeschichtungssystem betrieben wird, eine Vordruckaufbringeinheit, welche die Pumpe der Beschichtungspistole vor dem Erreichen einer geplanten Beschichtungsposition antreibt und einen vorbestimmten Vordruck auf das viskose Material aufbringt, ohne das viskose Material aufzutragen, eine Beschichtungsausführeinheit, die einen Beschichtungsvorgang des viskosen Materials mit einer vorbestimmten Durchflussrate über eine vorbestimmte Beschichtungszeit ausführt, wenn die Beschichtungspistole eine geplante Beschichtungsposition erreicht hat oder unmittelbar davor, und eine Nachbeschichtungshalteeinheit, die den Beschichtungsvorgang durch die Beschichtungsausführeinheit fortführt und die Pumpe nach Beenden des Beschichtungsvorgangs anhält, wenn die Beschichtungsausführeinheit den Beschichtungsvorgang ausführt und ein Befehl zum Anhalten des Roboters ausgegeben wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst das Roboterbeschichtungssystem ferner eine Soforthalteeinheit, welche die Pumpe ohne ein Fortsetzen des Beschichtungsvorgangs durch die Beschichtungsausführeinheit anhält, wenn die Beschichtungsausführeinheit den Beschichtungsvorgang ausführt und einen Befehl zum Anhalten des Roboters ausgegeben wird, und eine Auswähleinheit, die eine aus der Nachbeschichtungshalteeinheit und Soforthalteeinheit für den Betrieb auswählt.

Gemäß einem dritten Aspekt ist ein Roboterbeschichtungssystem gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt bereitgestellt, das weiterhin eine Roboterrückführeinheit umfasst, die den Roboter zumindest bis zu der Beschichtungsstartposition zurück bewegt, wenn ein Haltebefehl des Roboters ausgegeben wird und der Roboter über der Beschichtungsstartposition der geplanten Beschichtungsposition anhält, bevor das viskose Material an einer geplanten Beschichtungsposition aus der Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen aufgetragen wird.

Gemäß einem vierten Aspekt ist ein Roboterbeschichtungssystem gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte bereitgestellt, das weiterhin eine Eingabeeinheit umfasst, welche Beschichtungsbedingungen für den Beschichtungsvorgang einlernt und eine Anzeigeeinheit, die zumindest eine Beschichtungsbedingung anzeigt, die über die Eingabeeinheit eingelernt ist, umfassend eine Beschichtungszeit und eine Durchflussrate des viskosen Materials, und wenigstens eine geplante Beschichtungsposition.

Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile verdeutlichen sich noch stärker aus der detaillierten Beschreibung von typischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines in 1 gezeigten Roboterbeschichtungssystems.

3 ist ein Flussdiagramm, das den Arbeitsvorgang eines Roboterbeschichtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

4 ist eine Ansicht, welche ein Zeitdiagramm eines Pumpendrucks, Düsenstellung, Robotergeschwindigkeit und Beschichtungspfades zeigt.

5 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm eines Pumpendrucks, Düsenstellung, Robotergeschwindigkeit und Beschichtungspfades beim Anhalten des Beschichtungsvorgangs zeigt.

6 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm eines Pumpendrucks, Düsenstellung, Robotergeschwindigkeit und Beschichtungspfades beim Wiederbeginn eines Beschichtungsvorgangs zeigt.

7 ist eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

8 ist ein Funktionsblockdiagramm eines in 7 gezeigten Roboterbeschichtungssystems.

9 ist eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

10 ist eine Ansicht, die Beschichtungsbedingungen zeigt, die auf einer Einlernkonsole angezeigt sind.

11 ist eine Ansicht, die einen Teil eines Beschichtungsprogramm zeigt, der auf einer Einlernkonsole angezeigt ist.

Im Folgenden wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, um die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erläutern. In den folgenden Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Um das Verständnis zu erleichtern, werden diese Figuren in angemessener Weise hinsichtlich ihres Maßstabs angepasst.

1 ist eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Roboterbeschichtungssystem 1 hauptsächlich einen Mehrachsenroboter 11 und eine Robotersteuerung 10, die an den Mehrachsenroboter 11 angeschlossen ist. Weiterhin ist eine Einlernkonsole 15 an dem Roboter 11 angeschlossen.

Wie in 1 gezeigt, weist das Vorderende des Roboters 11 eine Beschichtungspistole 12 auf. Die Beschichtungspistole 12 wird durch den Roboter 11 positioniert. Die Beschichtungspistole 12 umfasst eine Pumpe 13, die ein viskoses Material pumpt, wie beispielsweise einen Lack, ein Dichtungsmaterial oder ein Adhäsiv, und einen vorbestimmten Vordruck auf das viskose Material aufbringt, eine Düse 14, die unter Steuerung durch die Robotersteuerung 10 geöffnet und geschlossen wird, und eine zusätzliche Roboterachse 17.

Die zusätzliche Roboterachse 17 wird derart gesteuert, dass sie synchron zu einem Servomotor des Roboters 11 ist, und treibt die Pumpe 13 an. Beim Aufbringen eines vorbestimmten Vordrucks auf das viskose Material wird die Düse 14 geschlossen, während die Pumpe 13 angetrieben wird. Ferner wird die Pumpe 13 beim Auftragen eines viskosen Materials auf ein Werkstück angetrieben, während die Düse 14 geöffnet ist.

2 ist ein Funktionsblockdiagramm des in 1 gezeigten Roboterbeschichtungssystems. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Robotersteuerung 10 ein Betriebssystem 20, eine Roboterachsensteuereinheit 31, eine Pumpensteuereinheit 32 und eine Eingabe-/Ausgabesteuereinheit 33 [„I/O control unit”].

Wie weiter in 2 gezeigt, steuert die Roboterachsensteuereinheit 31 eine Mehrzahl von Roboterantriebsmotoren 35, welche am Roboter 11 angeordnet sind. In gleicher Weise steuert die Pumpensteuereinheit 32 einen Pumpenantriebsmotor 36, welcher die Pumpe 13 der Beschichtungspistole 12 antreibt. Weiterhin steuert die Eingabe-/Ausgabesteuereinheit 33 eine Düsenöffnungseinheit 37, welche die Düse 14 der Beschichtungspistole 12 öffnet und schließt.

Ferner umfasst das Betriebssystem 20 der Robotersteuerung 10 eine Roboterbewegungseinheit 21, welche den Roboter 11 sukzessive zu einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen auf einem Werkstück W bewegt, eine Vordruckaufbringeinheit 22, die die Pumpe 13 der Beschichtungspistole 12 antreibt, um einen vorbestimmten Vordruck auf das viskose Material aufzubringen, ohne das viskose Material vor einem Erreichen der geplanten Beschichtungsposition aufzutragen, und eine Beschichtungsausführungseinheit 23, die einen Beschichtungsvorgang des viskosen Materials mit einer vorbestimmten Durchflussrate über eine vorbestimmte Beschichtungszeit ausführt, wenn die Beschichtungspistole 12 die geplanten Beschichtungspositionen erreicht oder unmittelbar davor.

Darüber hinaus umfasst das Betriebssystem 20 der Robotersteuerung 10 eine Haltebefehlsausgabeeinheit 28, die einen Haltebefehl eines Roboters 11 ausgibt. Die Haltebefehlsausgabeeinheit 28 erstellt einen Haltebefehl, der den Roboter 11 anhält, wenn der Roboter 11 ein Peripheriegerät (nicht gezeigt) beim Betrieb des Roboters 11 berührt, wenn zuzuführendes viskoses Material zu Ende geht, wenn die auf den Roboterantriebsmotor 35 oder Pumpenantriebsmotor 36 aufgebrachte Last größer als ein entsprechender Schwellenwert ist oder wenn eine andersartige Abnormalität auftritt.

Wie in 2 gezeigt, umfasst die Haltebefehlsausgabeeinheit 28 eine Nachbeschichtungshalteeinheit 24, welche den Beschichtungsvorgang der Beschichtungsausführeinheit 23 fortführt und die Pumpe 13 nach dem Ende des Beschichtungsvorgangs anhält, wenn ein Beschichtungsvorgang ausgeführt wird und ein Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben wird, sowie eine Soforthalteeinheit 25, die die Pumpe 13 anhält, ohne den Beschichtungsvorgang der Beschichtungsausführeinheit 23 fortzuführen, wenn die Beschichtungseinheit 23 das viskose Material aufträgt und ein Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben wird. Die Auswähleinheit 26 der Haltebefehlausgabeeinheit 28 wird verwendet, um auszuwählen, ob ein Nachbeschichtungshaltebefehl B von der Nachbeschichtungshalteeinheit 24 ausgegeben werden soll oder ein Soforthaltebefehl A von der Soforthalteeinheit 25 ausgegeben werden soll.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass unabhängig von dem von der Auswähleinheit 26 gewählten Inhalt, ein Soforthaltebefehl A zu einer nachfolgend beschriebenen Roboterachsensteuereinheit 31 gesendet wird. Gemäß dem von der Auswähleinheit 26 gewählten Inhalt werden ein Soforthaltebefehl A oder ein Nachbeschichtungshaltebefehl B zu einer nachfolgend beschriebenen Pumpensteuereinheit 32 und einer Eingabe-/Ausgabesteuereinheit 33 gesendet.

Ferner umfasst das Betriebssystem 20 eine Roboterrückführeinheit 27, welche den Roboter 11 zumindest zur Beschichtungsstartposition zurückführt, wenn ein Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben wird, bevor ein viskoses Material an einer geplanten Beschichtungsposition aus einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen aufgetragen wird, und der Roboter 11 die Beschichtungsstartposition der geplanten Beschichtungsposition überschreitet.

Weiterhin erfüllt die Einlernkonsole 15 die Aufgabe einer Eingabeeinheit, mit der ein Bediener die Beschichtungsbedingungen eines Beschichtungsvorgangs dem Roboter 11 vorgeben kann. Die eingelernten Inhalte werden der Robotersteuerung 10 zugeführt. Darüber hinaus erfüllt die Einlernkonsole 15 die Aufgabe einer Anzeigeeinheit, welche die eingelernten Beschichtungsbedingungen und die geplante Beschichtungsposition anzeigt.

3 ist ein Flussdiagramm, das den Arbeitsvorgang eines Roboterbeschichtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der in 3 gezeigte Arbeitsvorgang wird nach einer jeweiligen vorbestimmten Zeitspanne wiederholt ausgeführt, die kürzer als die Beschichtungszeit zum Beschichten einer geplanten Beschichtungsposition mit dem viskosen Material ist.

Weiterhin sind 4 und 5 Ansichten, welche Zeitdiagramme des Pumpendrucks, Düsenstellung, Robotergeschwindigkeit und Roboterpfades zeigen. In 4 und 5 sind eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen in gleichen Intervallen auf einem Beschichtungspfad angeordnet. Jedoch kann eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen in verschiedenen Intervallen auf dem Beschichtungspfad angeordnet sein. Nachstehend wird mit Bezug auf diese Zeichnung der Beschichtungsvorgang eines viskosen Materials durch das Beschichtungssystem 1 erläutert.

Es gilt zu beachten, dass in den nachfolgenden Erläuterungen eine Erläuterung desjenigen Falles gegeben wird, in dem das Werkstück W in einer vorbestimmten Position befestigt ist und der Roboter 11 die Beschichtungspistole 12 für ein Streubeschichten durch Auftragen des viskosen Materials bewegt. In diesem Fall bedeutet ”Streubeschichten”, dass eine Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen, die auf einem geraden oder gekrümmten Pfad vorbestimmt sind, mit einem viskosen Material in exakt vorbestimmten Mengen besprüht werden. Daher wird der in 3 gezeigte Arbeitsvorgang durch die Roboterbewegungseinheit 21 ausgeführt, die den Roboter 11, der die Beschichtungspistole 12 aufweist, sukzessive mit einer konstanten Geschwindigkeit zu einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen auf dem Werkstück W bewegt.

In Schritt S11 in 3 schließt die Vordruckaufbringeinheit 22 als erstes die Düse 14 mittels der Düsenöffnungseinheit 37, während sie die Pumpe 13 mit dem Pumpenantriebsmotor 36 antreibt. Aufgrund dessen wird, wie in 4 gezeigt, ein vorbestimmter Vordruck Pr auf das viskose Material der Pumpe 13 aufgebracht.

In Schritt 12 öffnet die Beschichtungsausführeinheit 23 anschließend die Düse 14 mit der Düsenöffnungseinheit 37, während sie weiterhin die Pumpe 13 mittels des Pumpenantriebsmotors 36 antreibt. Wie in 4 gezeigt, wird infolge dessen ein vorbestimmter Freisetzdruck Pd auf das viskose Material der Pumpe 13 aufgebracht. Der Freisetzdruck Pd ist größer als der Vordruck Pr und die Düse 14 wird geöffnet, sodass das viskose Material auf dem Werkstück W von der Düse 14 der Beschichtungspistole 12 freigesetzt wird.

In Schritt S13 wird ferner beurteilt, ob eine Haltebefehlsausgabeeinheit 28 einen Haltebefehl des Roboters 11 ausgibt, basierend auf dem Auftreten eines Kontakts des Roboters 11 mit einem Peripheriegerät oder einer anderen Abnormalität. Wenn kein Haltebefehl ausgegeben wird, setzt der Vorgang mit Schritt S14 fort, in dem der Beschichtungsvorgang fortgesetzt wird.

Wie aus 4 ersichtlich, enden die Öffnungszeiten der Düse 14 und die Zeit, während der der Freisetzdruck Pd der Pumpe aufrechterhalten wird, allgemein gleichzeitig. Aufgrund dessen wird eine geplante Beschichtungsposition auf dem Werkstück W exakt mit einer vorbestimmten Menge eines viskosen Materials mit einer vorbestimmten Durchflussrate über eine vorbestimmte Beschichtungszeit beschichtet. In 4 ist das viskose Material, das auf die geplante Beschichtungsposition aufgetragen wird, mit schwarzen Kreisen dargestellt. In 5 und der nachfolgend beschriebenen 6 sind geplante Beschichtungspositionen, die noch nicht mit einem viskosen Material beschichtet sind, durch strichlierte Linien dargestellt.

Wenn das viskose Material in einer exakt vorbestimmten Menge aufgebracht ist, wird in Schritt S15 der Freisetzdruck Pd der Pumpe abgebaut und der Druck kehrt auf Null zurück. In Schritt S16 wird weiterhin beurteilt, ob der Beschichtungsabschnitt beendet ist. Mit anderen Worten wird beurteilt, ob eine geplante Beschichtungsposition existiert, in der viskoses Material nicht aufgebracht wurde. Weiterhin wird der Vorgang von Schritt S11 bis Schritt 516 wiederholt, bis der Beschichtungsvorgang in jeder geplanten Beschichtungsposition beendet wurde.

Wenn in Schritt S13 in diesem Zusammenhang ermittelt wird, dass die Haltebefehlsausgabeeinheit 28 einen Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben hat, setzt der Vorgang mit Schritt S17 fort. In Schritt S17 wird beurteilt, ob die Auswähleinheit 26, die in 2 gezeigt ist, die Soforthalteeinheit 25 ausgewählt hat. Wenn die Auswähleinheit 26 verwendet wird, um die Soforthalteeinheit 25 auszuwählen, wird ein Soforthaltesignal A an die Pumpe 13 ausgegeben und der Vorgang setzt mit Schritt S15 fort, in dem der Freisetzdruck Pd abgebaut wird. Es gilt zu beachten, dass das Auswählen der Soforthalteeinheit 25 vorteilhaft ist, um das viskose Material in einem geradlinigen kontinuierlichen Pfad aufzutragen.

Im Gegensatz dazu setzt der Vorgang mit Schritt S18 fort, wenn die Auswähleinheit 26 in Schritt S17 verwendet wird, um die Nachbeschichtungshalteeinheit 24 auszuwählen. In diesem Fall wird ein Nachbeschichtungshaltebefehl B an die Pumpe 13 ausgegeben und der Beschichtungsvorgang wird an der geplanten Beschichtungsposition fortgesetzt, an der das viskose Material aktuell aufgetragen wird.

In 5 wird ein Haltebefehl inmitten des Beschichtungsvorgangs an der geplanten Beschichtungsposition A2 ausgegeben. Sogar in solch einem Fall werden, wie aus 5 ersichtlich, der Freisetzdruck Pd und der Öffnungsvorgang der Düse 14 bezüglich der geplanten Beschichtungsposition A2 aufrechterhalten, bis der vorbestimmte Beschichtungsvorgang beendet ist. Wenn ein solcher Beschichtungssvorgang beendet ist, wird in Schritt S19 darüber hinaus der Freisetzdruck Pd der Pumpe abgebaut.

Bei der vorliegenden Erfindung wird auf diese Weise die Pumpe angehalten, nachdem der Beschichtungsvorgang in der entsprechend geplanten Beschichtungsposition A2 beendet wurde, sogar dann, wenn ein Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben wurde. Daher weicht die Beschichtungsmenge des viskosen Materials nicht von der vorgesehenen Beschichtungsmenge ab. Folglich ist es möglich, eine Beschichtungsmenge an der geplanten Beschichtungsposition A2 entsprechend der Beschichtungsmenge an der geplanten Beschichtungsposition A1 zu erhalten. In der vorliegenden Erfindung ist die Auswähleinheit 26 bereitgestellt, wodurch es möglich ist, die Nachbeschichtungshalteeinheit 24 oder Soforthalteeinheit 25 gemäß dem Inhalt des Beschichtens auszuwählen.

Wenn in diesem Zusammenhang in Schritt S13 ermittelt wird, dass die Haltebefehlsausgabeeinheit 28 einen Haltebefehl des Roboters 11 ausgegeben hat, verursacht der Haltebefehl, dass der Roboter 11 in einen Haltebetrieb wechselt und anhält. Daher fällt, wie in 5 gezeigt, die Geschwindigkeit des Roboters sukzessive ab und wird schließlich zu Null. Die Position, an der der Roboter 11 hält, wird ”Roboterhalteposition” genannt.

In Schritt S20 wird anschließend ermittelt, ob die Roboterhalteposition die Beschichtungsstartposition der nächsten geplanten Beschichtungsposition überschritten hat. Wenn die Beschichtungsstartposition nicht überschritten wurde, setzt der Vorgang mit Schritt S16 fort. Im Gegensatz dazu setzt der Vorgang mit Schritt S21 fort, wenn die Beschichtungsstartposition überschritten wurde. In Schritt S21 wird der Roboter zurückgeführt und die Roboterhalteposition wird zumindest bis zur Beschichtungsstartposition der nächsten geplanten Beschichtungsposition zurückgeführt.

In 5 wird der Beschichtungsvorgang an der geplanten Beschichtungsposition A2 fortgeführt und anschließend beendet, wenn ein Haltebefehl inmitten des Beschichtungsvorgangs an der geplanten Beschichtungsposition A2 ausgegeben wird. Jedoch befindet sich die Roboterhalteposition, wie aus 5 ersichtlich, zu diesem Zeitpunkt an einem Ort, an dem sie die geplante Beschichtungsposition A3 überschritten hat. Aus diesem Grund wird bei einem Fortsetzen des Vorgangs des Roboters 11 ausgehend von der Roboterhalteposition der Beschichtungsvorgang an der geplanten Beschichtungsposition A3 übersprungen.

In der vorliegenden Erfindung wird aus diesem Grund die Roboterrückführeinrichtung 27 verwendet, um den Roboter 11 wenigstens zu der Beschichtungsstartposition der geplanten Beschichtungsposition A3 entlang des Beschichtungspfades zu bewegen. In 5 entspricht die Beschichtungsstartposition der Vordruckstartposition Pr an der geplanten Beschichtungsposition A3. Jedoch ist es ebenso möglich, eine Position weiter stromaufwärts von dieser Position als Beschichtungsstartposition zu verwenden. Auf diese Weise ist es bei der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt eines Streubeschichtens möglich, das Überspringen eines Beschichtungsvorgangs an einem Teil der geplanten Beschichtungsposition zu vermeiden.

In diesem Zusammenhang ist 6 eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm des Pumpendrucks, Düsenstellung, Robotergeschwindigkeit und Beschichtungspfades zum Zeitpunkt des Fortsetzens des Beschichtungsvorgangs zeigt. Wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert, wird, nachdem der Roboter 11 zu der Beschichtungsstartposition der geplanten Beschichtungsposition A3 bewegt wird, die Geschwindigkeit des Roboters auf über Null erhöht und, wie in 6 gezeigt, die Pumpe 13 und die Düse 14 werden angetrieben. Aufgrund dessen können die geplanten Beschichtungspositionen A3, A4 ebenso mit dem viskosen Material in einer Beschichtungsmenge entsprechend den geplanten Beschichtungspositionen A1, A2 beschichtet werden.

7 ist eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 7 ersichtlich, ist in der zweiten Ausführungsform eine Beschichtungsvorgangs-Steuerungsvorrichtung 16 zwischen der Robotersteuerung 10 und der Beschichtungspistole 12 angeordnet. Die Beschichtungsvorgangs-Steuerungsvorrichtung 16 steuert die Beschichtungspistole 12, sodass die zusätzliche Roboterachse 17 in der zweiten Ausführungsform weggelassen ist.

8 ist ferner ein Funktionsblockdiagramm des in 7 gezeigten Roboterbeschichtungssystems. Wie aus 8 ersichtlich, ist die Robotersteuerung nicht mit einer Pumpensteuereinheit 32 versehen. Wenn ein Nachbeschichtungshaltebefehl B an die Pumpe 13 ausgegeben wird, wird der Befehl daher zu der Beschichtungsvorgangs-Steuerungsvorrichtung 16 mittels der Eingabe-/Ausgabeeinheit 33 ausgegeben. Weiterhin führt die Beschichtungsvorgangs-Steuerungsvorrichtung 16 dem Pumpenantriebsmotor 36 und der Düsenöffnungseinheit 37 einen Nachbeschichtungshaltebefehl B zu. Daher wird auch in der zweiten Ausführungsform sogar dann, wenn ein Haltebefehl inmitten eines Beschichtungsvorgangs ausgegeben wird, der Beschichtungsvorgang fortgesetzt, bis der Beschichtungsvorgang an der entsprechenden geplanten Beschichtungsposition A beendet ist. Aus diesem Grund versteht es sich, dass gleichartige Effekte erhalten werden, wie vorstehend beschrieben.

9 ist ferner eine schematische Seitenansicht eines Roboterbeschichtungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Funktionsblockdiagramm des Roboterbeschichtungssystems gemäß der dritten Ausführungsform ist allgemein gleich zu dem in 8 gezeigten. In der dritten Ausführungsform ist das Werkstück W an dem Vorderende des Roboters 11 angebracht oder mit der Hand des Roboters 11 gehalten. Weiterhin wird die Beschichtungspistole 12 von der Beschichtungspistolenhalterung 19 gestützt.

In der dritten Ausführungsform bewegt die Roboterbewegungseinheit 21 den Roboter 11, der das Werkstück W hält, sodass ein Vorderende der Düse 14 sukzessive an einer Mehrzahl von geplanten Beschichtungspositionen auf dem Werkstück W positioniert wird. Auf diese Weise ist es dem Fachmann ersichtlich, dass gleichartige Effekte zu den vorstehend beschriebenen erhalten werden, sogar dann, wenn die Beschichtungspistole 12 von der Beschichtungspistolenhalterung 19 gestützt wird und der Roboter das Werkstück W bewegt.

In diesem Zusammenhang ist 10 eine Ansicht, die die Beschichtungsbedingungen zeigt, die auf der Einlernkonsole 15 angezeigt werden. 10 zeigt eine erste Beschichtungsbedingung. Bei der Beschichtungsbedingung #1 ist die Durchflussrate des viskosen Materials zum Zeitpunkt des Beschichtens auf 1 cc/s eingestellt, die der Öffnungszeit der Düse 14 entsprechende Beschichtungszeit ist auf 50 ms eingestellt, das Verhältnis des Vordrucks Pr bezogen auf den Freisetzdruck Pd, dass heißt, das Vordruckverhältnis, ist auf 50% eingestellt und die Vordruckzeit, in der der Vordruck Pr aufrechterhalten wird, ist auf 50 ms eingestellt.

11 ist ferner eine Ansicht, die einen Teil eines Beschichtungsprogramms zeigt, das auf einer Einlernkonsole angezeigt wird. Die in 11 gezeigte ”Position” zeigt eine geplante Beschichtungsposition. Weiterhin ist ”SS” in 11 eine Abkürzung für ”Abdichtungsbeginn [sealing start]”, während ”SS[1]” den Start des Beschichtens mit dem Dichtungsmaterial als das viskose Material darstellt. Darüber hinaus bedeutet ”gleichmäßig” in 11, dass der Roboter gleichmäßig betrieben wird.

Teile der Beschichtungsbedingungen und des Beschichtungsprogramms werden auf der Einlernkonsole 15 angezeigt. Weiterhin verwendet der Bediener den Anzeigeinhalt bei Verwenden der Einlernkonsole 15, um einen Einlernvorgang für das Roboterbeschichtungssystem 1 zu erstellen. Die Einlernkonsole 15 zeigt die Beschichtungszeit des viskosen Materials (Düsenöffnungszeit) (10) und die geplante Beschichtungsposition (11) an. Daher versteht es sich, dass der Bediener die Einlernkonsole 15 verwenden kann, um in einfacher Weise einen Einlernvorgang für ein Streubeschichten auszuführen.

Gemäß dem ersten Aspekt wird sogar dann, wenn ein Haltebefehl des Roboters ausgegeben wird, die Pumpe angehalten, nachdem der Beschichtungsvorgang an der geplanten Beschichtungsposition beendet ist. Daher weicht die Beschichtungsmenge des viskosen Materials nicht von der vorgesehenen Beschichtungsmenge ab, sogar dann, wenn der Beschichtungsvorgang des Streubeschichtens unterbrochen wird und anschließend der Beschichtungsvorgang fortgesetzt wird. Daher ist es möglich, eine Beschichtungsmenge entsprechend der Beschichtungsmenge an einer anderen geplanten Beschichtungsposition aufzutragen.

Gemäß dem zweiten Aspekt können ferner entweder die Nachbeschichtungshalteeinheit oder die Soforthalteeinheit ausgewählt werden. Daher wird beim Streubeschichten mit dem viskosen Material die Nachbeschichtungshalteeinheit ausgewählt, während beim Auftragen des viskosen Materials mit einem geradlinigen kontinuierlichen Pfad die Soforthalteeinheit ausgewählt wird. Dies bedeutet, dass ein Auswählen gemäß dem Inhalt des Beschichtungsvorgangs ermöglicht wird.

Gemäß dem dritten Aspekt kann der Roboter zu der Beschichtungsstartposition zurückgeführt werden, sogar dann, wenn der Roboter die Beschichtungsstartposition überschreitet, bevor der Roboter vollständig anhält, nachdem ein Roboterhaltbefehl ausgegeben wird. Aus diesem Grund ist es zum Zeitpunkt des Streubeschichtens möglich, das Überspringen des Beschichtungsvorgangs an einem Teil der geplanten Beschichtungspositionen zu vermeiden.

Gemäß dem vierten Aspekt werden wenigstens die geplante Beschichtungsposition und Beschichtungszeit angezeigt. Daher ist es für einen Bediener möglich, einen Einlernvorgang für ein Streubeschichten leicht und einfach auszuführen.