JP6934876B2 - 工作物のクリーニングおよび精密加工のための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、工作物のクリーニングまたは精密加工のための装置および方法、特に、コーティング工程、特に塗装工程の前の、車体または風車のロータブレードのクリーニングに関する。

ボディシェルとも呼ばれる車体は、現在、完全自動組立ラインで塗装されるのが普通である。このために、まず、ボディシェルに浸漬下塗りを施し、その後フィラーを塗り付け、最後に、塗装を施す。先行技術内では、塗装前のボディシェルを大容量のスズキャビン（乗用車のボディシェルで、約１２ｍ×５ｍ×５ｍ）に案内する。これらのキャビン内には、ボディが走行し、それによって大まかにクリーニングされるエミューの羽根付きローラがある。加えて、強力な吸引率がかけられる（約３０，０００ｍ^３／時）。

このような装置は、大吸引量のために高エネルギ消費量になることに加えて、大きな空間が必要である。最後に、それぞれのクリーニングは必ずしも十分であるとは見なされない。さらに、異なる車体形状への適応は部分的にしか可能ではなく、またはそれぞれ適応作業が必要である。

上記に鑑みて、本発明の目的は、塗装前の車体または風車のロータブレードなどの他の部品のクリーニングに特に適する工作物のクリーニングのための装置を開示することである。本明細書において、特に、先行技術の装置と比較したときに、融通性を高めることが可能になるはずである。

本発明によると、この目的は、ハンドリング装置、特にロボットまたはポータルへの接続用ポートが設けられているハウジングと、工作物を処理するために少なくとも１つのローラを駆動する駆動モータとを備え、少なくとも１つのローラはカバーによって少なくとも部分的に覆われるとともに、吸引装置に連結されている、工作物をクリーニングまたは精密加工するための装置によって達成される。

さらに、本発明の目的は、工作物をクリーニングする方法、特に、後続のコーティング処理のためにボディ部品をクリーニングする方法によって解決されるもので、工作物に対して可動なアームを有し、少なくとも１つの回転ローラが収容されるハウジングを有する装置が設けられているハンドリング装置が設けられており、装置はその回転ローラとともにクリーニングのために前記工作物の表面に沿って移動し、同時に、前記工作物の表面の領域内で空気が吸い出される。

本発明の目的は、このように完全に解決される。

ここで、本発明によると、ロボットまたはポータルなどのハンドリング装置に直接接続することができ、ハンドリング装置によって、具体的には、クリーニングのために工作物の表面に沿って案内することのできる装置が提供される。本明細書における吸引装置による空気の同時吸引によって、非常に効果的なクリーニングが確保される。

各ローラで、ブラシが受け止められる。ブラシの構造に応じて、装置は、クリーニング、特に後続の塗装前に工作物からの塵埃除去などのさまざまなクリーニング作業だけでなく、工作物の研磨、研削または活性化にも使用してもよい。

好ましくは、各ローラは中央ローラボディを備え、好ましくはその外周にプラスチックからなるブラシが取り付けられている。ローラボディは、プラスチックからなることが好ましい。

このように、ローラボディを吊り下げおよびローラの駆動に使用することができるのに対し、ブラシはそれに取り外し可能に取り付けることができる。

好適なアプリケーションでは、後続の塗装処理の前の車体または同様な工作物のクリーニングのために、ブラシの繊維は、たとえば、太さ０．２ｍｍのポリアミドＰＡ６．１２などのプラスチックからなってもよい。

他のアプリケーションに任意の種類の異なるブラシも考えられる。

本発明の好適な展開において、各ローラにイオン化装置が割り当てられる。

このように、クリーニングする表面に塵埃粒子が付着しないように、それを中和することができ、吸引除去することができる。

本発明のさらなる構成によると、それぞれカバーを備え、吸引装置に連結されて、互いに対して調整することのできる、特に互いに対して角度調整することのできる少なくとも２つ、好ましくは３つのローラが提供される。

互いに対して調整することのできる複数のローラを使用することによって、さまざまな工作物の表面の作業面への特に良好な適応が確保される。

本発明のさらなる構成によると、前記ローラは互いに対して軸方向に整列させて横並びに配置されて、少なくとも１つの設定用駆動装置によって互いに対して連続的に調整することができる。

このように、さまざまな工作物の輪郭への特に有利な適応が可能になる。

好ましくは、本明細書において、前記ローラは互いに対して、外側に凸状および／または凹状に、ある特定の範囲で調整することができる。

このように、さまざまな工作物の輪郭への適応を可能にすることができる。

本発明のさらなる構成によると、前記ローラは共通の駆動装置によって駆動する。

これにより、信頼性があり、かつコスト効率の高い設計が可能である。

本発明のさらなる構成によると、このために、前記ローラのうちの１つが、その外端部で軸方向駆動ソケットによって前記駆動装置に連結され、他のローラを駆動するために、継手、特に自在継手によって他のローラに連結されている。

このように、複数のローラの共通の駆動装置を、特に単純な方法で実現することができる。

本明細書における本発明の追加の展開において、中央ローラはその両端部で、転がり軸受によってキャリアに載架され、前記中央ローラの各側で、中央継手、特に、自在継手によって追加ローラが連結され、前記外側ローラはその外端部で、その他方端部でピニオン駆動装置によってそれぞれ調整することのできる翼部にそれぞれ保持されている。

このように、ローラの互いに対する角度調整は、単純な方法で実現することができる。このように、中央ローラと外側ローラとの間の継手は、外側ローラを支持するために使用される。

本設計の追加の展開において、前記外側ローラ用の駆動装置は、前記翼部のうちの１つで受け止められるともに、好ましくは中間シャフトおよび割り当てられた連結手段によって、前記ローラと連結されている駆動モータを備える。

このように、駆動装置は前記２つの翼部のうちの１つと共通して移動することができると同時に、それに連結されている前記ローラを駆動するために使用することができる。

各ローラは、好ましくはプラスチックからなる中央ローラボディを備え、その上に前記ローラの軸受および前記ローラの回転駆動装置が設けられている。

本発明のさらなる構成において、各ピニオン駆動装置は、ピニオンによって駆動されるベントラックを備える。

このように、前記中央ローラに対する前記外側ローラの連続的な調整を実現することができる。

本明細書において、各ピニオン駆動装置では、前記ピニオンが前記中央ローラのラジアル平面を通って延び前記割り当てられたローラの中央継手も含む軸の周りに回転可能であるように設計されていることが好ましい。

このように、前記中央ローラに対する前記外側ローラの単純な角度調整が可能であり、同時にそれぞれの継手接続を使用して前記ローラをこれらの端部で支持するために個々のローラを回転駆動することができる一方で、前記外側ローラの支持は割り当てられた翼部の端部でそれぞれ実現される。

本発明のさらなる構成により、各ピニオン駆動装置はサーボモータに連結されている。

このように、２つの外側ローラは互いに独立して、中央ローラに対して角度調整をすることができる。

本発明のさらなる構成によると、各ローラはその回転速度に関して、好ましくは毎分０から４００回、より好ましくは毎分０から３００回の範囲で連続的に調整することができる。

本発明のさらなる構成によると、前記ローラの回転方向を反転することができる。

これらの特徴により、各処理目的へのローラの特に良好な適応が可能になる。

本発明のさらなる構成によると、各ブラシに、それに付着している粒子を除去するために、前記ブラシに当たる少なくとも１つのドクターブレードが割り当てられている。

このように、付着粒子、特に塵埃粒子がブラシから効果的に除去される。

さらに、本発明により、前述の装置を受け止めるハンドリング装置、特にロボットまたはポータルを備える、工作物をクリーニングまたは精密加工するためのシステムが提供される。

本明細書において、前記装置は、フランジによって、前記ハンドリング装置の可動アームに連結されていることが好ましい。

さらに好適には、前記システムは、少なくとも前記ハンドリング装置の動き、または互いに対する前記ローラの角度位置、または前記ローラの回転速度、または前記ローラの回転方向、または割り当てられたイオン化装置の電圧を自動制御する少なくとも１つのコントローラを備える。

このように、システム全体の上位の制御にも統合することができ、またはハンドリング装置のコントローラと直接連結することのできる自動制御が可能になる。

本発明の方法の展開において、前記クリーニング装置は工作物の表面に沿って自動的に案内されて、複数のローラによって前記工作物の表面の輪郭に合わせて調整される。

このように、自動処理が可能になる。

本発明の前述の特徴および以下説明する特徴は、それぞれ記載される組み合わせで使用することができるだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、異なる組み合わせまたは独立して使用することもできることは理解されるであろう。

本発明のさらなる特徴および利点は、図面に関する好適な実施形態の以下の説明から解することができる。

図１は、本発明による装置の斜視図である。 図２は、図１による装置の長手方向の断面図であり、断面または平面はＩＩ−ＩＩによって描かれている。 図３は、線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図２の装置の断面図である。 図４は、ハウジングを部分的に切り抜いて、切り抜き部をＶで描いている図１による装置の斜視図である。 図５は、図４による切り抜き部Ｖの拡大斜視図である。 図６は、図２による装置であるが、外側ローラが中央ローラに対して外側に枢支されている異なる位置である。 図７は、図６による装置を縮尺して示す側面図である。 図８は、ボディシェルのクリーニングのために、ボディシェルとして構成されている工作物の表面に向かって枢支されているロボットアームの端部に受け止められている図７による装置を含む、ロボットとして構成されているハンドリング装置を備えるシステムである。

図１には、本発明による工作物のクリーニングまたは精密加工のための装置を斜視図で示し、全体を符号１０で表している。

装置１０は、キャリア１４上に受け止められているハウジング１２を備え、その外端部には、任意の種類のハンドリング装置に連結するためのフランジ１６が設けられている。

ハウジング１２の下端部には、両側でカバー１９，２１，２３によって覆われている３つのローラ１８，２０，２２が配置されて、（図３から分かるように）ローラ１８，２０，２２に工作物の処理の役割を果たす露出部が形成されている一方、ローラ１８，２０，２２のより大きな部分は、割り当てられたカバー１９，２１，２３によって完全に覆われているので、吸引装置に連結することができるようになっている。

図１によると、ハウジングの上端部に、適切な吸引パイプによって吸引装置（図示せず）に連結することができる２つの接続フィッティング２５，２６が配置されている。ハウジング１２内の中空空間内の接続フィッティング２５，２６は、カバー１９，２１，２３によって各ローラ１８，２０，２２に形成されている中空空間と接続している。このように、各ローラ１８，２０，２２で効果的な吸引を確保することができる。

図２によると、各ローラ１８，２０，２２は、円筒形の外周面とその上に受け止められているブラシ７１，７３，７５とを有する、プラスチック製、例えばポリアミド製の中央ローラボディ７０，７２，７４からなる。個々の毛は、例えば、ポリアミド、特に０．２ｍｍの太さを有するポリアミドＰＡ６．１２からなる。

このような設計は、塗装前の自動車の車体のクリーニングに特に適する。

ローラ１８，２０，２２は、毎分０から３００回の回転速度の範囲内で、共通の駆動装置によってその長手軸周りに回転駆動することができる。

中央ローラ２０は、その２つの軸方向端部で、転がり軸受５５，６０によって、ローラボディ７２がキャリア５４，６６上に回転式に受け止められている。

２つの外側ローラ１８，２２は、第１端部で継手５６，６４によって中央ローラとそれぞれ回転接続されており、継手５６，６４は自在継手として構成されて、回転駆動の役割を果たす。外端部において、２つの外側ローラ１８，２２はそれぞれ翼部４２，４８に取り付けられて、それぞれピニオンギア４５，４６または５１，５２によって、中央ローラ２２に対して連続して翼部４２，４８の他方端部に枢支することができる。２つの翼部４２，４８は実質的にＬ字形状を有し、各翼部４２または４８の短いアームはそれぞれ、各ローラ１８または２２の軸方向の端部の付近にそれぞれ張り出して、転がり軸受６８または６９によってそれぞれそれに回転接続されている。

ローラ１８，２０，２２の共通の駆動装置に関して、駆動モータ２８は第１翼部４２に取り付けられている。駆動モータ２８は、そのモータシャフトによって、ベベルギア２９，３０を駆動し、それによって中間シャフト３２が駆動される。中間シャフト３２は周囲のハウジング部内の軸受３３によって回転式に受け止められて、その端部で、別の中間シャフト３６への自在継手として構成されている継手３４によって連結されている。別の中間シャフト３６も軸受３５によって回転式に受け止められている。第２中間シャフト３６は、最終的に、別のベベルギア３７，３８によって、第１ローラ１８のローラボディ７０で駆動フィッティング４０を駆動する。

ローラボディ７０は、他方端部で、サポート５８によって継手５６に接続されており、継手５６は自在継手として構成されて、割り当てられたサポート５９によって中心（中央）ローラ２０のローラボディ７２に連結されている。ローラボディ７２は、その他方端部で、サポート６２によって、自在継手として構成されている別の継手６４に連結されている。このように、ローラボディ７２の回転運動が自在継手によって第３のローラ２２に伝達し、そのためにやはりサポート６７が第３ローラボディ７４で継手６４に連結されている。

こうして、３つのローラボディ７０，７２，７４のすべてを共通の駆動モータ２８によって回転駆動することができる。

このように、中央ローラ２０のローラボディ７２と外側ローラ１８，２２の２つの外側ローラボディ７０，７４との間の継手５６，６４は、一方ではローラボディ７０，７４を支持する役割を果たし、他方では隣り合うローラボディ７０，７４，７４間のトルクを伝達する役割を果たす。

翼部４２，４８は、それぞれのピニオンギア４５，４６または５１，５２によってそれぞれ、図２に図示するローラ１８，２０，２２の軸方向に整列した位置から、翼部４２または４８のそれぞれの端部４４または５０の移動が、それぞれ一定の量だけ内側にまたより大きな量だけ外側に可能になるように調整され得る。

このように、一方で、内側への一定の量について、ローラ１８または２２それぞれの枢支が可能になるので、ローラ１８，２０，２２の凸状配列が生じる。他方で、端部４４または５０はそれぞれピニオン４６または５２によってそれぞれ外側にずれて、翼部４２または４８それぞれの他方端部４３または４９はそれぞれ外側に移動することができるので、全体が１０’で表される図６による位置になる。この位置で、ローラ１８，２０，２２の凹状配列が生じる。

図３による翼部４２，４８は、その裏側に、翼部４２，４８をその主延長方向に沿って案内するために、割り当てられたガイドレール７６に接しているガイドロール７９が設けられている。

各ガイド７６，７８は図２および図６で確認することができる。

ピニオン４６，５２を駆動するために、２つのピニオン８４，８５（図５を参照）によって各ピニオン４６または５２にそれぞれ連結されている駆動モータ８２，８３がそれぞれ設けられている（図４を参照）（図５は、２つのピニオン８４，８５によってピニオン４２に連結されている駆動モータ８２のみを示す）。

このような２つの外側ローラ１８，２２のそれぞれは、それぞれ他方のローラ１８，２２とは独立して、中央ローラ２０に対して個別の調整用駆動装置によって調整することができる。約＋２５°（図６および図７による凹状位置）および約−８°から−１０°（凸状位置、図示せず）の調整の可能性がある。

ピニオン４６および５２はそれぞれ、割り当てられたキャリア５４または６６それぞれの延長部で、ローラ２０の割り当てられた自在継手５６および６４それぞれとともに共通のラジアル平面内にそれぞれ配置されている（図５を参照）。

図３から分かるように、各ローラ１８，２０，２２で、割り当てられたカバー１９，２１，２３の外端部の領域に、積もった塵埃粒子の中和に達するのに適した電圧で駆動することのできるイオン化ロッド８０，８１がそれぞれ配置されているので、工作物の表面にこれらがもはや堆積することはなく、簡単に吸引除去することができる。

さらに、各イオン化ロッド８０，８１に隣接して、ドクターブレード８８，８９が配置されている。ドクターブレード８８，８９はその縁に、付着する可能性のある塵埃粒子を取り除くために、外側からブラシ７１に当たる歯を備える。

図８は、自動車のボディシェル（工作物８６）のクリーニングのためのシステム９０の一部としての本発明による装置１０’を示す。

図８によると、ロボットとして構成されているハンドリング装置９２が設けられており、その外側可動アーム９４にフランジ１６によって装置１０’が連結されている。装置１０’は９６で示されるコントローラを備える。コントローラ９６は、少なくとも駆動モータ２８の回転速度を、好ましくは毎分０から３００回の範囲内に制御することを可能にし、さらに回転方向の反転、およびさらに外側ローラ１８，２２の角度調整のための２つの駆動装置８２，８３の個々の制御を可能にする。

適切なように、装置１０’のコントローラはハンドリング装置９２のコントローラに、適切な方法で直接、または線９７，９８によって示されるように上位の中央コントローラ１００によって連結されている。

このように、装置１０または１０’はそれぞれ、工作物の表面８７に沿ってハンドリング装置９２によって移動することができ、最適なクリーニング効果を得るために、適切な方法で制御することができる。

ローラ１８，２０，２２の回転速度の連続制御、回転方向の可能な反転、およびローラ１８，２０，２２の互いに対する角度位置の個別制御によって、２つの外側ローラ１８，２２の中央ローラ２０に対する角度調整の可能性により、各工作物８４の状態および各クリーニング目的への最適な適応が可能になる。

Claims (17)

1. 工作物（８６）をクリーニングまたは精密加工する装置であって、
   ハウジング（１２）と、
   位置調節可能に前記ハウジング（１２）内に受けられた第１翼部（４２）および第２翼部（４８）と、
   そのそれぞれがカバー（１９，２１，２３）を備える３つのローラ（１８，２０，２２）であって、そのそれぞれが吸引装置（２５，２６）と連結しており、互いに対して角度調節することができる、３つのローラ（１８，２０，２２）と、
   工作物（８６）を処理するために前記３つのローラ（１８，２０，２２）を共通に駆動する駆動モータ（２８）とを備え、
   中央ローラ（２０）は、転がり軸受（５５，６０）によって、前記ハウジング（１２）に固定されているキャリア（５４，６６）上に支持されている第１端部および第２端部を有し、
   第１ローラ（１８）は、継手によって前記中央ローラ（２０）の前記第１端部に連結されている第１端部と、転がり軸受によって前記第１翼部（４２）上に支持されている第２端部とを有し、
   第２ローラ（２２）は、継手によって前記中央ローラ（２０）の前記第２端部に連結されている第１端部と、転がり軸受によって前記第２翼部（４８）上に支持されている第２端部とを有し、
   前記第１ローラ（１８）および前記第２ローラ（２２）は、その外端部で、それぞれ前記翼部（４２，４８）に保持されており、前記翼部はその他方端部で、ピニオンギア（４５，４６，５１，５２）によってそれぞれ位置調節される、装置。
2. 前記ローラ（１８，２０，２２）はブラシ（７２，７３，７５）を備え、前記ブラシは工作物（８４）、塗装工程前の自動車のボディまたは風車のロータブレードのクリーニング用に構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 各前記ローラ（１８，２０，２２）は、その外周面にプラスチックからなるブラシを取り付ける中央ローラボディ（７０，７２，７４）を備える、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 各ローラ（１８，２０，２２）に、イオン化装置（８０，８１）が割り当てられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記ローラは横並びに配置されて、調整用駆動装置（４５，４６，５１，５２）によって互いに連続的に角度調整することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ローラ（１８，２０，２２）は外側に凸状に、および／または凹状に互いに対して調整することができる、請求項５に記載の装置。
7. 前記第１ローラ（１８）は、その外端部で、軸方向駆動フィッティング（４０）によって前記駆動モータ（２８）に連結されて、他のローラ（２０，２２）を駆動するために、中央継手（５６，６４）によって、他のローラに連結されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記駆動モータは、前記翼部のうちの１つ（４２）で受け止められて、割り当てられた連結手段（２９，３０，３４，３７，３８）によって、前記第１ローラ（１８）と連結されている、請求項７に記載の装置。
9. 各前記ピニオンギア（４５，４６，５１，５２）は、ピニオン（４６，５２）によって駆動されるベントラック（４５，５１）を備える、請求項７または８に記載の装置。
10. 各前記ピニオンギアにおいて、前記ピニオン（４６，５２）は、前記中央ローラ（２０）のラジアル平面であって前記中央ローラ（２０）の前記中央継手（５６，６４）も含むラジアル平面を通って延びる軸の周りに回転可能である、請求項９に記載の装置。
11. 各前記ピニオンギア（４５，４６，５１，５２）は調整モータ（８２，８３）に連結されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 各前記ローラ（１８，２０，２２）はその回転速度に関して、連続的に調整することができる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記ローラ（１８，２０，２２）の回転方向は反転することができる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 各前記ブラシ（７１，７３，７５）には、付着粒子を取り除くために、前記ブラシに当たる少なくとも１つのドクターブレード（８８，８９）が割り当てられている、請求項２または３に記載の装置。
15. ロボットまたはポータルによって構成されるハンドリング装置（９２）であって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置（１０）を受け止めるハンドリング装置（９２）を備える、工作物（８６）をクリーニングまたは精密加工するシステム。
16. 前記装置（１０）は、フランジ（１６）によって、前記ハンドリング装置（９２）の可動アーム（９４）に連結されている、請求項１５に記載のシステム。
17. 少なくとも前記ハンドリング装置（９２）の動き、または前記ローラ（１８，２０，２２）の互いに対する角度位置、または前記ローラ（１８，２０，２２）の回転速度、または前記ローラ（１８，２０，２２）の回転方向、または割り当てられたイオン化装置（８０，８１）の電圧を自動制御する少なくとも１つのコントローラ（９６，１００）を備える、請求項１５または１６に記載のシステム。

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