СИСТЕМА РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК
SYSTEM OF WORKING CHAMBER FOR SURFACE TREATMENT OF WORKPIECES

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение касается системы рабочей камеры для поверхностной обработки заготовок, включающей в себя:
- по меньшей мере одну плотно закрываемую рабочую камеру,
- по меньшей мере одно рамочное крепежное устройство для заготовок, которое может перемещаться по направляющей шине между положением комплектования вне рабочей камеры и рабочим положением в рабочей камере,
- один манипулятор, который, если смотреть в горизонтальной проекции, расположен рядом с группой параллельных направляющих шин внутри рабочей камеры.
Определенные виды обработки поверхности заготовок должны выполняться в закрытых рабочих камерах, например нанесение лакокрасочного покрытия или обработка абразивными струйными средствами. Сама обработка выполняется манипуляторами с программным управлением. Цикличные работы вследствие высокой рабочей скорости манипуляторов определяются не собственным временем обработки, а по существу помещением заготовки в рабочую камеру и зажатием в ней.
Для сокращения времени цикла и достижения высокой пропускной способности в установке предлагаемая заявительницей система рабочей камеры вышеназванного рода предусматривает зажатие заготовок в крепежных устройствах для заготовок уже вне рабочей камеры. Обработка поверхности в рабочей камере должна прерываться только на очень короткое время, чтобы выдвигать установленные на шинах крепежные устройства для заготовок с окончательно обработанными заготовками из рабочей камеры и вводить туда другое крепежное устройство для заготовок с подготовленными заготовками. Крепежные устройства для заготовок с каждой из концевых сторон имеют уплотнительные пластины, которые плотно закрывают проходы в рабочей камере, когда крепежное устройство для заготовок пришло либо в положение комплектования вне камеры, либо в рабочее положение внутри камеры.
Эта система рабочей камеры, в принципе, хорошо зарекомендовала себя. Однако недостаток заключается в том, что крепежные устройства для заготовок установлены на параллельных шинах, так что одна из шин неизбежно расположена ближе к манипулятору, чем другая. Из-за этого имеются различные расстояния от головки манипулятора, снабженной соплами для нанесения лакокрасочного покрытия или струи, до заготовок, в зависимости от того, какое из крепежных устройств для заготовок в данный момент находится в рабочей камере, так что результат работы также может получаться различным.
Правда, часто при двух направляющих траекториях проблема может решаться за счет того, что попарно применяются манипуляторы, которые расположены каждый с одной стороны от группы находящихся рядом друг с другом направляющих траекторий и работают во встречном направлении. Эти манипуляторы обрабатывают тогда поочередно переднюю и заднюю сторону заготовок. Однако это влечет за собой более высокие капиталовложения.
Если манипулятор смонтирован стационарно и имеет в качестве первой оси ось вращения, не обладая возможностью продольного перемещения по направляющим траекториям, тогда, кроме того, у него могут иметься трудности с попаданием в крайние наружные области внутри рабочей области, охваченной наружной рамой крепежного устройства для заготовок, прежде всего, когда имеется увеличенное расстояние до крепежного устройства для заготовок.
Более двух крепежных устройств для заготовок необходимы, когда время цикла обработки поверхности слишком коротко по сравнению с подготовительным временем для съема и зажатия заготовок. В этом случае зажатие отделяется от съема путем применения всего трех крепежных устройств для заготовок: первого для зажатия необработанных заготовок, второго для обработки в камере и третьего для съема окончательно обработанных заготовок вне камеры. В этом конфигурации вышеназванные недостатки даже при применении пары манипуляторов на противоположных сторонах сохраняются, так как тогда между соответственно наружными направляющими шинами имеется даже вдвое большее расстояние, чем между двумя непосредственно соседними направляющими шинами. Именно в тесных рабочих камерах и при применении 6-осевых роботов с шарниром для изгиба в качестве манипуляторов с их ограниченным рабочим пространством больше не возможно приближение ко всем точкам рабочей поверхности внутри крепежного устройства для заготовок, по меньшей мере на правильном расстоянии и в необходимой ориентации головки манипулятора.
Из US-PS 3149445 известна система рабочей камеры, включающая в себя установленную на шинах наружную раму, на которой заготовки по отдельности или в транспортировочных боксах должны переводиться в положение обработки. Шинная система требует, однако, большой ширины и не позволяет осуществлять подготовительное зажатие в заданном положении заготовок, которые затем должны только лишь вводиться в рабочую камеру.
Из DE 2747107 A1 известна система рабочей камеры, у которой заготовки отдельно или на паллетах могут переводиться в положение обработки и внутри рабочей камеры располагаться посредством вращающегося стола. Рамочная система, которая позволяет осуществлять вертикальное зажатие заготовок таким образом, чтобы они могли фронтально размещаться в рабочей области манипулятора, однако, отсутствует.
Задачей изобретения является, таким образом, усовершенствовать систему рабочей камеры вышеназванного рода так, чтобы независимо от находящегося в каждом случае в рабочей камере крепежного устройства для заготовок могли обеспечиваться постоянные расстояния от заготовок до манипуляторов.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Решается эта задача в соответствии с настоящим изобретением за счет того, что по меньшей мере одно крепежное устройство для заготовок включает в себя наружную раму, посредством которой оно направляется в направляющих шинах, и внутреннюю раму, которая в положении транспортировки окружена наружной рамой и которая в положении комплектования и/или рабочем положении может перемещаться в положение вне плоскости основания наружной рамы.
Поворот из плоскости рамы дает внутри рабочей камеры то преимущество, что зажатые во внутренней раме заготовки могут перемещаться по меньшей мере до плоскости непосредственно соседней направляющей траектории.
При предпочтительно нескольких таких крепежных устройствах для заготовок, которые установлены на параллельных шинах, заготовки могут смещаться в крепежном устройстве для заготовок по средней направляющей шине в плоскость наружной направляющей шины, так чтобы они располагались ближе к манипулятору. Это предпочтительно только при односторонней обработке посредством манипуляторов с одной стороны.
Отведенное положение может принимать определенный угол относительно плоскости рамы заготовки. Но особенно предпочтительным является отведение внутренней рамы в плоскопараллельное положение, точно совпадающее с положением, которое принимает внутренняя рама соседнего крепежного устройства. Таким образом, не должны производиться никакие перерасчеты траектории в процессе выполнения программы манипулятора.
Когда заготовки обрабатываются одновременно с двух противоположных сторон, то предпочтительно всегда поворачивать внутреннюю раму от вдвинутых по наружной направляющей траектории крепежных устройств для заготовок в плоскость средней направляющей траектории. Тогда заготовки при обработке всегда лежат в одной и той же средней плоскости, в которой они были вдвинуты в рабочую камеру.
Другое преимущество предлагаемой изобретением системы рабочей камеры получается за счет того, что внутренние рамы при укомплектовании и раскомплектовании рабочей камеры также могут отводиться сбоку. Операторы могут таким образом притягивать внутренние рамы ближе к собственному положению, так чтобы они с обычного местоположения могли выполнять одинаковые операции при зажатии и разжимании.
Особенно предпочтительно при этом, когда внутренняя рама может опускаться относительно наружной рамы, когда она располагается вне плоскости основания наружной рамы, так чтобы операторы могли работать без подножек в удобном положении.
Предпочтительно предусмотрено, что внутренняя рама посредством параллелограммной направляющей соединена с возможностью поворотного движения с наружной рамой. Параллелограммная направляющая проста в изготовлении и может выполняться устойчивой к механическим повреждениям. К тому же кинематика имеет такие свойства, что при повороте наружу из плоскости наружной рамы одновременно происходит опускание. Кроме того, в частности, при этом может очень быстро осуществляться плоскопараллельное движение отведения.
Изложенные выше преимущества в эргономии, а также в подготовительном времени увеличиваются еще за счет того, что внутренняя рама может соединяться с наружной рамой посредством разъемного соединения. Оператор может, например, поворачивать наружу внутреннюю раму и ставить на ручную тележку. Затем в других рабочих процессах другими людьми может использоваться уже подготовленная внутренняя рама. Комплектование внутренних рамок и последующее извлечение из них готовых заготовок могут, таким образом, осуществляться вне собственной системы рабочей камеры. Даже при частой смене типов заготовок предпочтительна возможность извлечения, так как всегда могут применяться внутренние рамы, индивидуально подобранные к данному типу заготовки.
Такое разъемное соединение может, например, конструктивно особенно простым образом осуществляться за счет того, что концы параллелограммных направляющих выполнены в виде вилочных захватов, и что на вертикальных стойках внутренней рамы предусмотрены цапфы, которые могут навешиваться в эти захваты.
Предпочтительно также, когда внутренние рамы могут вращаться вокруг вертикальной оси. Вне рабочей камеры тем самым может облегчаться зажатие и разжимание заготовок. Внутри рабочей камеры при повороте внутренней рамы соответствующая задняя сторона заготовок также может обрабатываться тем же самым манипулятором. Если вращение внутренней рамы одновременно включено в процесс выполнения программы манипулятора, создается дополнительная степень свободы, чтобы можно было доставать головкой манипулятора до возможно труднодоступных мест на заготовке.
Для полного понимания настоящего изобретения ниже дается подробное описание предпочтительных вариантов изобретения, как показано на прилагаемых чертежах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 и 2 показана система рабочей камеры в разных положениях крепежных устройств для заготовок, в каждом случае на схематичном виде сверху.
На фиг.3 и 4 показана система рабочей камеры в разных положениях крепежных устройств для заготовок, в каждом случае на виде сбоку.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг.1 показана система 100 рабочей камеры на виде сверху. Внутри рабочей камеры 101 расположены два находящихся друг напротив друга манипулятора 102, 103. Между ними расположены три направляющие шины 14, 24, 34 для крепежных устройств 10, 20, 30 для заготовок.
На фиг.1 два крепежных устройства 10, 20 для заготовок находятся вне рабочей камеры 101. Внутри рабочей камеры 101 находится перемещаемое по нижней направляющей шине 34 крепежное устройство 30 для заготовок с его наружной рамой 31 и внутренней рамой 32. Позициями 10', 20', 30' на фиг.1 обозначены свободные места расположения крепежных устройств 10, 20, 30 для заготовок.
На фиг.2 у верхнего крепежного устройства 10 для заготовок внутренняя рама 12 еще стоит внутри наружной рамы 11. У среднего крепежного устройства 20 для заготовок, напротив, внутренняя рама 22 повернута наружу из наружной рамы 21. Тогда она находится в месте 30' расположения для нижнего крепежного устройства 30 для заготовок и вместе с тем в области нижней направляющей шины 34. Так оператору легче подойти к содержащимся в ней заготовкам.
Внутри рабочей камеры 101 у крепежного устройства 30 для заготовок внутренняя рама 22 отведена в направлении средней направляющей шины 24, так чтобы она находилась на одинаковом расстоянии от двух манипуляторов 102, 103. Нижний манипулятор 103 сквозь открытую наружную раму 31 воздействует на заготовки во внутренней раме 32.
На фиг.3 показана система рабочей камеры сбоку, причем с торцевой стороны крепежных устройств 10, 20, 30 для заготовок, так что рабочая камера 101 находится на заднем плане. Все три крепежных устройства 10, 20, 30 для заготовок выдвинуты из рабочей камеры 101.
Отчетливо видны параллелограммные направляющие 13, которые оперты на наружную раму 11 левого крепежного устройства 10 для заготовок. Приводные валы 18, 28 и 38 соединены с салазками направляющих траекторий и обеспечивают возможность дистанционной перестановки посредством двигателя внутренних рам 12, 22 и 32 относительно соответствующих наружных рам 11, 21 и 31.
На фиг.3 изображенная сплошной линией внутренняя рама 12 левого крепежного устройства 10 для заготовок не только горизонтально смещена относительно наружной рамы из изображенного штрихпунктирной линией исходного положения, но и вертикально опущена также относительно изображенного штрихпунктирной линией исходного положения, так что она становится легче доступной для оператора.
Особые преимущества предлагаемой изобретением системы рабочей камеры следуют из фиг.4, на которой снова показан вид сбоку. На заднем плане видна рабочая камера 101. На имеющихся там проходах крепежные устройства 10, 20, 30 для заготовок имеют уплотнительные пластины 16, 26, 36, которые прилегают к проходам изнутри и закрывают их, когда крепежные устройства для заготовок оттянуты или, соответственно, смещены наружу.
У соответственно расположенных на наружных направляющих траекториях крепежных устройств 10, 20, 30 для заготовок внутренние рамы 12, 32 из их изображенного штрихпунктирной линией исходного положения посредством параллелограммных направляющих 13, 33 передвинуты сбоку наружу и одновременно вертикально вниз. Благодаря этому операторы 106, 107 могут ставить внутренние рамы 12, 23 на ручные тележки 104, 105 или прочие вспомогательные средства и путем разъединения соединения с параллелограммными направляющими 13, 33 также полностью извлекать внутренние рамы 10, 30.
На фиг.4 видны также вертикальные оси 15, 25, 35 у внутренних рамок 10, 20, 30, которые обеспечивают возможность вращения внутренних рамок 12, 22, 32.
Таким образом, выше была описана новая система рабочей камеры для поверхностной обработки заготовок, которая позволяет выполнить все поставленные задачи и обеспечить все заявленные преимущества. После ознакомления с данным описанием и прилагаемыми чертежами, которые описывают предпочтительные варианты выполнения изобретения, для специалиста в данной области техники будут очевидны различные изменения, модификации, варианты и другие возможности применения настоящего изобретения. Все такие изменения, модификации, варианты и другие возможности применения настоящего изобретения, которые не отступают от существа и объема заявленного изобретения, считаются охваченными настоящим изобретением, которое характеризуется только формулой изобретения, представленной ниже.