用于输出防腐蚀蜡的机器人工具和机器人及对此的方法与流程

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于输出防腐蚀蜡的机器人工具，特别是用于对用于机动车的车身部件进行涂层。本发明还涉及根据权利要求6的前序部分的、用于输出防腐蚀蜡的机器人，特别是用于对用于机动车的车身部件进行涂层；以及根据权利要求1的前序部分的、向有待保护的表面的保护区域排出防腐蚀蜡的方法。

背景技术：

用于输出防腐蚀蜡的机器人工具已经众所周知。本专利涉及以下的机器人工具，即该机器人工具利用由防腐蚀蜡形成的射束对工件、特别是对用于机动车的车身部件进行加载，该防腐蚀蜡在相应的表面区段保留下来，并在该处在车辆的寿命期间避免腐蚀。

在这方面，已知两种不同的技术。为了获得以由防腐蚀蜡形成的细线为形式的排出，通过机器人工具的喷嘴通常利用3bar到50bar之间的压力未雾化地将防腐蚀蜡排出。不进行与空气的混合，从而防腐蚀蜡以相对较细的未雾化的射束的形式接触在工件上。用这种机器人工具对较大面积设置防腐蚀蜡则会出现问题，因为用细的防腐蚀蜡线来填充这些面积非常耗时。

在工件平面上平面地施加防腐蚀蜡通常使用其它的机器人工具，该机器人工具在其喷嘴的区域中构造用于防腐蚀蜡的雾化。在这种机器人工具中，通常设置了远离排出喷嘴的且经由导管与该排出喷嘴相连的混合室，防腐蚀蜡和压缩空气进入该混合室中，从而形成液气混合物，该液气混合物再引向排出喷嘴。在该排出喷嘴处产生由雾化的防腐蚀蜡形成的锥状的喷束，该喷束完成了防腐蚀蜡的快速的平面的施加。

这些到目前为止常用的机器人工具，分别尤其较好地适用于以下方面，即当相应的工件仅仅需要以细线为形式的施加或者仅仅需要以平面为形式的施加时。如果在相同的工件上设置线形的施加区域以及平面的施加区域，那么到目前为止的机器人工具对此就不理想地适用。要么设置用于未雾化的输出的机器人工具必须例如通过防腐蚀蜡的线形的施加而对平面区域进行涂抹，要么必须更换机器人工具。对于汽车领域中所希望的节奏时间来说，两种解决方案是不利的。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种机器人以及机器人工具的方法，该方法实现了针对防腐蚀蜡的输出将少的节奏时间和灵活的排出形式结合起来。

该任务由按照权利要求1的机器人工具来解决。

该机器人工具包括喷嘴单元，该喷嘴单元构造用于在排出方向上有选择地排出以细的射束为形式的未雾化的防腐蚀蜡和以喷锥为形式的用压缩空气雾化的防腐蚀蜡。

喷嘴单元与用于压缩空气的供应通道及用于防腐蚀蜡的供应通道相连。喷嘴单元具有用于产生防腐蚀蜡的射束的内喷嘴，其中该内喷嘴经由用于防腐蚀蜡的供应通道来供应。该喷嘴单元还具有用于产生由雾化的防腐蚀蜡形成的喷锥的外喷嘴。雾化室设置在内喷嘴和外喷嘴之间，其中用于压缩空气的供应通道汇入该雾化室中。

内喷嘴在排出方向上与外喷嘴中心对齐地定向，从而当没有利用压缩空气供应雾化室时，通过内喷嘴而喷出的以射束为形式的防腐蚀蜡可以穿过雾化室和外喷嘴地作为射束而排出。

雾化室构造用于，当雾化室有压缩空气供应时，通过引入的压缩空气来雾化从内喷嘴喷出的射束。

根据本发明的机器人工具构造用于，将防腐蚀蜡未雾化地输出，以用于获得防腐蚀蜡的较细的施加，也能借助压缩空气完成防腐蚀蜡的雾化的输出。

为此设置了喷嘴单元的所描述的配置。通过供应通道可以向该喷嘴单元引入防腐蚀蜡和压缩空气。如果仅仅引入防腐蚀蜡而没有压缩空气，则进行以未雾化的细的射束为形式的排出。如果额外引入压缩空气，就导致雾化，并导致以由压缩空气和雾化的防腐蚀蜡形成的喷锥为形式的防腐蚀蜡的输出。

对此，该喷嘴单元有两个所提到的喷嘴，即内喷嘴和外喷嘴。这两个喷嘴彼此中心对齐地定向。如果不向喷嘴单元引入压缩空气，内喷嘴就会产生防腐蚀蜡的未雾化的射束，该射束由于中心对齐的布置而毫无障碍地穿过雾化室和外喷嘴而排出。如果引入压缩空气，由内喷嘴排出的射束就在雾化室中回旋并雾化，并且穿过外喷嘴以所提到的喷锥为形式被输出。

在排出的两个类型之间可以通过是否引入压缩空气来切换。另外能够针对性的是，也将压力适配用于相应的排出类型，利用所述压力来引入防腐蚀蜡。

根据本发明的机器人工具由此适用于，在少的节奏时间下，分段地线形地和分段地平面地利用防腐蚀蜡来设置工件。由此省去了在机器人工具之间的更换时间。内喷嘴和外喷嘴能够可变地相对间隔，其中通过增大间隔可以增大雾化室的体积。

由于内喷嘴和外喷嘴的可变的间隔而可能的是，将该间距相应地与运行模式相匹配。如果希望线形的排出，内喷嘴和外喷嘴就应该互相接近，从而通过内喷嘴排出的射束不会受到外喷嘴的负面影响。如果进行雾化的防腐蚀蜡的平面的排出，该间距的增大就是被希望的，由此也增大了雾化室，并且据此能够产生由空气和防腐蚀蜡形成的均匀混合物。

通过可变的间隔能够理想配置用于两个运行模式的喷嘴单元。

内喷嘴和外喷嘴可通过喷嘴弹簧始终向着彼此方向而力加载。内喷嘴和外喷嘴还可通过压缩空气的引入而彼此远离地力加载。

尽管作为这样的构造方案的替代方案也可能的是，通过线性执行器或类似机构来引发内喷嘴和外喷嘴的相对位移。

但是本身引入压缩空气的构造方案的优势在于，在静止状态中在内喷嘴和外喷嘴之间的较小的间隔得到升高。在此通过喷嘴弹簧持续引发在内喷嘴和外喷嘴靠近的方向上的弹簧力。压缩空气将内喷嘴和外喷嘴相对地推移，从而由此导致所希望的增大的雾化室。不再引入压缩空气时，喷嘴弹簧再次起作用并且减小雾化室的大小，从而由防腐蚀蜡形成的未雾化的射束又可以再次毫无障碍地喷射出来。

喷嘴单元能够具有两个相对可移动的结构组件，即内喷嘴结构组件和外喷嘴结构组件。在此，内喷嘴结构组件可以包括至少一个引向内喷嘴的、用于防腐蚀蜡的供应通道的通道区段以及内喷嘴。外喷嘴结构组件可以包括至少一个包围雾化室的外壁和外喷嘴。内喷嘴和外喷嘴结构组件可以在排出方向上可以移动地彼此支承。

这种结构形式已被证实为非常可靠和结构方面简单。包含内喷嘴的结构组件在此由包含外喷嘴的结构组件包围，所述包含外喷嘴的结构组件还提供了外壁，该外壁包围着雾化室。所提到的喷嘴弹簧在两个结构组件之间起作用并且将这些结构组件彼此挤压。

用于压缩空气的供应通道和用于防腐蚀蜡的供应通道能够至少以区段的方式构造为关于横截面同轴布置的供应通道。在此，用于防腐蚀蜡的供应通道可以布置在内部，用于压缩空气的供应通道可以布置在外部。这些供应通道可以直接过渡到所提到的带有内喷嘴结构组件和外喷嘴结构组件的喷嘴单元。在这里，如果内喷嘴结构组件地点固定地设置到供应通道的壁部，则特别有好处，所述供应通道能够尤其由两根同轴的管组成。

该任务也由按照权利要求6所述的机器人来完成，该机器人用于输出防腐蚀蜡，特别是用于对用于机动车的车身部件进行涂层。

该机器人拥有机器人手臂和安装于其上的、所描述类型的机器人工具。

该机器人由控制机构控制，该机构除了控制机器人的运动过程外还控制压缩空气的引入。由此控制了相应所希望的喷涂模式，即未雾化的防腐蚀蜡的排出和雾化的防腐蚀蜡的排出。也可以通过控制机构调整压力（利用该压力来引入防腐蚀蜡），以便实现用于两个运行模式的相应理想的压力。

该任务也由按照权利要求7所述的、将防腐蚀蜡排出在有待保护的表面的保护区域上的方法来完成。

该方法中，所述排出由所描述类型的机器人工具来完成。

进行所述排出是用于以由防腐蚀蜡形成的未雾化的射束的形式对至少第一保护区域进行涂层，并且用于以借助于压缩空气所雾化的防腐蚀蜡的形式对至少第二保护区域进行涂层。对此使用所描述的工具的两个运行模式。

在此，防腐蚀蜡的排出在在优选具有3bar到50bar之间的未雾化的排出中进行。但是压力也可以到120bar。为了雾化的输出，优选在80bar和120bar之间的防腐蚀蜡从内喷嘴喷出。

所述方法特别用于机动车的车身部件，例如车门处。通过使用所述的机器人工具，可以实现少的节奏时间以及在雾化和未雾化的形式中的排出的理想匹配的形式。

附图说明

本发明的其它优势和方面从权利要求和本发明的优选的实施例的下文的说明中得出，下文借助附图来解释所述实施例。其中：

图1示出带有用于输出防腐蚀蜡的机器人工具的机器人。

图2在单独的展示中示出根据图1的机器人的机器人工具的。

图3作为爆炸展示示出图2的机器人工具的喷嘴单元。

图4a和4b示出两个运行模式中的机器人工具的喷嘴单元。

图5示出喷嘴单元的替代的构造方案。

具体实施方式

图1示出了使用中的根据本发明的机器人工具。该机器人工具20设置在机器人10的机器人手臂12上，并以图1中未显示的方式经由导管与防腐蚀蜡和压缩空气相连。目的是利用防腐蚀蜡对工件、在当前是汽车门14进行设置。

示例地，在汽车门14上虚线地展示了不同的区域，所述区域应设有防腐蚀蜡。这些区域包括直径为几个厘米的平面区域16以及线形区域18，在所述线性区域中仅应以相对较细的线的形式排出防腐蚀蜡。

在这样的需求下针对性的是，在区域16的情况下由压缩空气雾化地排出防腐蚀蜡，以便能够以较高的速度用防腐蚀蜡设置平面区域，而细的线形区域18优选设有未雾化的防腐蚀蜡。

机器人工具20构造用于，在没有更长的更换时间的情况下，能够用防腐蚀蜡来设置平面区域16以及线形区域18。

图2在详细视图中示出机器人工具20，其中再一次单独增大地显示喷嘴单元50。

机器人工具20拥有基体22，该基体设有用于耦合到机器人手臂12的耦合机构。以未详细展示的方式，在基体22的区域中也设置了用于利用压缩空气和防腐蚀蜡来供应机器人工具20的接头。

机器人工具20拥有带有排出开口34的、已经提到的喷嘴单元50，该排出开口同时是还要另外描述的外喷嘴53的排出侧。喷嘴单元50与基体22通过两个同轴管30、32相连，其中在图2中为清楚理解起见，位于外部的管32有部分被隐藏。内管30提供了用于防腐蚀蜡的位于内部的供应通道72。内管30和外管32之间的环形空间还提供了用于压缩空气的供应通道70。以这种方式就可以用防腐蚀蜡和压缩空气来供应喷嘴单元50。

喷嘴单元50包括两个相对可移动的结构组件，即内喷嘴组件和外喷嘴组件，它们滑动地彼此靠置地导引。参照图2，仅能通过连接件64来识别内喷嘴结构组件。外喷嘴部件52、雾化室壁54和连接在其上的套管部件56是外喷嘴结构结构组件的一部分。

借助于图3的爆炸展示可见部件的整体。外管30和内管32连接在所提到的连接件64上。这里地点固定地设置通道部件62。该通道部件又通过中间部件57与内喷嘴部件58固定地连接，该内喷嘴部件就其本身而言具有内喷嘴59。外喷嘴结构结构组件包括末尾端的外喷嘴部件52，该外喷嘴部件带有设置在其里面的外喷嘴53。所述外喷嘴部件在组装好的状态下与雾化室壁54和套管部件56固定连接。

正如在图4a和4b中同样说明的那样，喷嘴弹簧60一侧支撑在雾化室壁54的挡块上，另一侧支撑在中间部件57上，并且由此引起结构组件的始终的力加载。

图4a和4b示出的是运行中的喷嘴单元，其中图4a示出了运行模式，在该运行模式中没有压缩空气引入，并且防腐蚀蜡以细的未雾化的射束90的形式输出。图4b示出的是第二运行模式，在该运行模式中，额外于防腐蚀蜡也将压缩空气引入，该压缩空气雾化所述防腐蚀蜡并产生由雾化的防腐蚀蜡形成的喷锥92。

在图4a中所展示的第一运行模式中，以已经描述的方式和方法只有防腐蚀蜡通过供应通道72而引入，该供应通道设置在内管32和管区段62内部。这样，防腐蚀蜡就到达内喷嘴部件58和那里的内喷嘴59。防腐蚀蜡以射束的形式输出，该射束穿过外喷嘴53，而外喷嘴53对排出特性没有影响。在该运行模式中，防腐蚀蜡能够以精细的线的形式喷涂到工件上，也就是关于图1中的汽车门在区域18中。

图4b中所展示的第二运行模式在将防腐蚀蜡通过供应通道72引入的方面相同。但是以射束为形式的、通过内喷嘴59输出的保护蜡首先到达雾化室74中。该雾化室74在第二运行模式中比在第一运行模式中明显更大。这是通过引入在2bar到6bar的压力下的压缩空气而实现的。该压缩空气克服喷嘴弹簧60的力，挤压外部结构组件并且随着该外部结构组件挤压外喷嘴53朝向关于视图的右侧。如此明显增大的雾化室74允许完全的雾化，该雾化导致非常均匀的气液混合物，该气液混合物作为锥状的雾化的喷束92而被输出。只要不进行通过供应通道70的压缩空气的引入，喷嘴单元50就再次过渡到根据图4a的其第一运行模式中。

图5展示的是喷嘴单元50的替代的构造方案。功能原理在这里在以下范围内相同，即在该构造方案中也设置了内喷嘴59和外喷嘴53，其中在不引入压缩空气时而引入防腐蚀蜡的情况中，由内喷嘴59排出的未雾化的喷束不受影响地也能够通过外喷嘴53而输出。如果额外通过供应通道70引入压缩空气，在雾化室74的区域中就又会导致雾化和因此导致以由压缩空气所雾化的形式的防腐蚀蜡的排出。

图5的设计方案与根据图2到4b的设计方案之间的区别因而主要在于，雾化室74根据图5具有不可变的体积。根据图5的结构形式尽管视为不利，但构造方面更简单，且因此具有其存在价值。