DE29923824U1 - Infrared radiation - Google Patents
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Description
Meissner, BtokiE &·Meissner, BtokiE &·
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Advanced Photonics 18. Januar 2001Advanced Photonics January 18, 2001
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InfrarotbestrahlungInfrared irradiation
Die Erfindung betrifft ein System zur Bestrahlung von Bestrahl'ungsobjekten mit Infrarotstrahlung, insbesondere zur Trocknung und/oder Fixierung von Oberflächenschichten.The invention relates to a system for irradiating objects with infrared radiation, in particular for drying and/or fixing surface layers.
Beispielsweise bei der serienweisen Lackierung der Oberflächen von Gegenständen ist es bekannt, die Gegenstände durch eine Lackierungskammer hindurch zu transportieren. In der Lackierungskammer befindet sich ein Nebel aus Lacktröpfchen, der sich auf den Oberflächen der Gegenstände niederschlägt. Anschließend werden die Gegenstände in eine Trocknungskammer transportiert, wo die Lackschicht getrocknet wird.For example, when painting the surfaces of objects in series, it is known to transport the objects through a painting chamber. In the painting chamber there is a mist of paint droplets that settle on the surfaces of the objects. The objects are then transported to a drying chamber where the paint layer is dried.
Insbesondere bei Gegenständen mit unregelmäßig geformten, komplizierten Oberflächen ist es weiterhin bekannt, Industrieroboter einzusetzen, die frei programmierbar sind und weitgehend gleichmäßig dicke Lackschichten auf die zu lackie renden Bereiche der Oberflächen aufspritzen. Mit Hilfe der Industrieroboter lassen sich selbst schwer zugängliche Stellen der Oberfläche erreichen, etwa im Bereich von Ausnehmungen, Hohlräumen, Fugen und dergleichen. Auch ist es durch Einsatz der Industrieroboter möglich, nur Teilbereiche der Oberfläche zu lackieren.Particularly for objects with irregularly shaped, complicated surfaces, it is also known to use industrial robots that are freely programmable and spray largely evenly thick layers of paint onto the areas of the surface to be painted. With the help of industrial robots, even hard-to-reach areas of the surface can be reached, such as in the area of recesses, cavities, joints and the like. It is also possible to paint only parts of the surface by using industrial robots.
In der Automobilfertigung werden in ähnlicher Weise Industrieroboter eingesetzt, um Hohlraumversiegelungen, beispiels weise in den Radkästen einer Karosserie, vorzunehmen. DasIn automobile manufacturing, industrial robots are used in a similar way to seal cavities, for example in the wheel arches of a car body.
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Meissner, Bolte& Partner .&iacgr;.*..* *..* ·&idigr;· *«* ··· M/IND-022-DE/GMeissner, Bolte & Partner .&iacgr;.*..* *..* ·&idigr;· *«* ··· M/IND-022-DE/G
pastöse oder flüssige Versiegelungsmaterial wird beispielsweise über eine Spritzpistole, die von dem Industrieroboter getragen wird, an der Hohlraumoberfläche angeordnet.Pasty or liquid sealing material is applied to the cavity surface, for example via a spray gun carried by the industrial robot.
Die Trocknung bzw. Fixierung der genannten, mit Hilfe von Industrierobotern aufgebrachten Materialien erfolgt üblicherweise in Durchlauföfen. Die Gegenstände durchlaufen den Durchlaufofen in einer vorgegebenen Durchlaufzeit, die derart bemessen ist, daß die gewünschte Trocknung bzw. Fixierung der aufgetragenen Materialien erreicht wird. Die Durchlaufzeiten betrafen typischerweise mehrere Minuten.The drying or fixing of the above-mentioned materials, which are applied with the help of industrial robots, usually takes place in continuous furnaces. The objects pass through the continuous furnace in a predetermined throughput time, which is calculated in such a way that the desired drying or fixing of the applied materials is achieved. The throughput times are typically several minutes.
Bekannt ist auch die Trocknung bzw. Fixierung in Durchlaufkammern, in denen großflächige Infrarotstrahler, zum Beispiel an den Kammerwänden, angeordnet sind. Diese Infrarotstrahler werden typischerweise bei Oberflächentemperaturen von weniger als 1000 K betrieben.Drying or fixing in continuous flow chambers in which large-area infrared radiators are arranged, for example on the chamber walls, is also known. These infrared radiators are typically operated at surface temperatures of less than 1000 K.
Bei den DurchlaufÖfen bzw. Strahlungskammern werden zwangsläufig große Oberflächenbereiche der Gegenstände oder sogar der gesamte Gegenstand erwärmt. Material, das an schwer zugänglichen und/oder versteckten Stellen der Oberfläche angeordnet wurde, kann daher in der Regel nur getrocknet bzw. fixiert werden, indem der Gegenstand zumindest im Bereich dieser Stellen durchgewärmt wird. Es findet also eine Trocknung bzw. Fixierung durch Wärmeleitung statt. Die dabei transportierte Wärme muß zuvor über die Oberfläche des Gegenstandes in diesen eingedrungen sein. Weiterhin ist es nicht möglich, mit der Trocknung bzw. Fixierung der applizierten Materialien zu beginnen, während an anderen Stellen der Oberfläche des Gegenstandes noch appliziert wird.In continuous furnaces or radiation chambers, large surface areas of the objects or even the entire object are inevitably heated. Material that has been placed in hard-to-reach and/or hidden places on the surface can therefore usually only be dried or fixed by heating the object at least in the area of these places. Drying or fixing therefore takes place through heat conduction. The heat transported in this process must have previously penetrated the object via the surface. Furthermore, it is not possible to start drying or fixing the applied materials while other parts of the object's surface are still being applied.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zur Bestrahlung von Bestrahlungsobjekten mit Infrarotstrahlung anzugeben, das eine schnell wirkende Infrarotbestrahlung selbstThe object of the present invention is to provide a system for irradiating objects with infrared radiation, which provides a fast-acting infrared radiation itself
Meissner, BOLTE& Partner .:.·..* *..* ·&Igr;· *··* »·· M/IND-022-DE/GMeissner, BOLTE& Partner .:.·..* *..* ·&Igr;· *··* »·· M/IND-022-DE/G
an schwer zugänglichen Stellen und eine gezielte Bestrahlung einzelner Oberflächenbereiche der Bestrahlungsobjekte erlaubt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein für das System geeignetes Mittel zur Bestrahlung der Bestrahlungsobjekte mit Infrarotstrahlung anzugeben.in hard-to-reach places and allows targeted irradiation of individual surface areas of the irradiated objects. A further object of the present invention is to provide a means suitable for the system for irradiating the irradiated objects with infrared radiation.
Diese Aufgaben werden durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are achieved by a system having the features of claim 1. Further developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß 'einem Kerngedanken der Erfindung wird eine Infrarot-Strahlungsquelle mittels eines Roboters in eine oder mehrere Arbeitspositionen bewegt, in der bzw. in denen das jeweilige Bestrahlungsobjekt bestrahlt wird. Unter dem Begriff Roboter werden Industrieroboter und dergleichen bewegliche Vorrichtungen verstanden, die in der Lage sind, die Strahlungsquelle in die gewünschte Arbeitsposition bzw. Arbeitspositionen zu bringen. Zweckmäßigerweise ist der Roboter frei programmierbar, so daß innerhalb seines Arbeitsbereiches jede beliebige Position angefahren werden kann und vorzugsweise in jeder der Positionen die Strahlungsquelle frei vorgebbar ausgerichtet werden kann.According to a core idea of the invention, an infrared radiation source is moved by means of a robot into one or more working positions in which the respective object to be irradiated is irradiated. The term robot refers to industrial robots and similar movable devices that are able to bring the radiation source into the desired working position or positions. The robot is expediently freely programmable so that any position within its working area can be approached and preferably the radiation source can be freely aligned in each of the positions.
Als Strahlungsquelle wird eine Halogenlampe bevorzugt, die insbesondere eine ringförmige, strahlungsdurchlässige Röhre und einen sich in der Röhre erstreckenden Glühfaden aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Halogenlampe zumindest eine in gerader Richtung verlaufende strahlungsdurchlässige Röhre mit einem sich in der Röhre erstreckenden Glühfaden aufweisen.A halogen lamp is preferred as the radiation source, which can in particular have an annular, radiation-permeable tube and a filament extending in the tube. Alternatively or additionally, the halogen lamp can have at least one radiation-permeable tube running in a straight direction with a filament extending in the tube.
Vorzugsweise ist die Strahlungsquelle mit einem Reflektor zur Reflexion von Infrarotstrahlung der Strahlungsquelle in Richtung eines oder mehrerer Bestrahlungsobjekte kombiniert. Dabei ist der Reflektor gemeinsam mit der StrahlungsquellePreferably, the radiation source is combined with a reflector for reflecting infrared radiation from the radiation source in the direction of one or more irradiation objects. The reflector is combined with the radiation source
MEiSSNER, BOLTE& Partner .!. *..* '··* »*· ·-· ··· M/IND-022-DE/GMEiSSNER, BOLTE & Partner .!. *..* '··* »*· ·-· ··· M/IND-022-DE/G
durch den Roboter bewegbar. In besonderer Ausgestaltung ist der Reflektor unabhängig von einer Bewegung der Strahlungsquelle derart bewegbar, insbesondere aufklappbar, daß er in einer Arbeitsposition zur konzentrierten Bestrahlung des bzw. der Bestrahlungsobjekte ausgerichtet werden kann. Die von der Bewegung der Strahlungsquelle unabhängige Ausrichtungsbewegung kann bereits während der Bewegung der Strahlungsquelle durch den Roboter beginnen oder erfolgen. Auf diese Weise läßt sich die Kombination aus Strahlungsquelle und Reflektor selbst in schwer zugängliche Arbeitspositionen bringen, etwa in Hohlräume hinein.can be moved by the robot. In a special embodiment, the reflector can be moved independently of the movement of the radiation source, in particular it can be opened up, so that it can be aligned in a working position for concentrated irradiation of the object(s) to be irradiated. The alignment movement, which is independent of the movement of the radiation source, can begin or take place while the radiation source is being moved by the robot. In this way, the combination of radiation source and reflector can be brought into working positions that are difficult to access, for example into hollow spaces.
Zweckmäßigerweise weist der Roboter eine Halterung zum Haltern der■Strahlungsquelle auf, wobei die Halterung über eine verschwenkbare und/oder linearbewegliche robotronische Mechanik mit einer Abstützeinrichtung zur ortsfesten Abstützung des Roboters verbunden ist. In an sich bekannter Weise ist die robotronische Mechanik insbesondere mehrachsig, beispielsweise sechsachsig, verschwenkbar. Durch Kombination mit einer geeigneten Robotersteuerung kann auf diese Weise die oben beschriebene, frei vorgebbare und beliebige Positionierung und Ausrichtung der Strahlungsquelle angefahren bzw. eingestellt werden.The robot expediently has a holder for holding the radiation source, the holder being connected to a support device for stationary support of the robot via a pivotable and/or linearly movable robotronic mechanism. In a manner known per se, the robotronic mechanism can be pivoted in particular along multiple axes, for example six axes. By combining it with a suitable robot control, the above-described, freely definable and arbitrary positioning and alignment of the radiation source can be approached or set.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlungsquelle derart stetig in einem Gebiet von Arbeitspositionen bewegt, daß die Infrarotstrahlung einen oder mehrere Oberflächenbereiche des Bestrahlungsobjektes überstreicht. Die Strahlungsquelle "scannt" sozusagen die Oberfläche des Bestrahlungsobjektes. Auf diese Weise lassen sich selbst Oberflächen mit den kompliziertesten Geometrien mit gleichmäßigem Energieeintrag pro Oberflächeneinheit bestrahlen. Auch ist es möglich, etwa bei der Beschichtung von Karosserien, in einem Oberflächenbereich bzw. im Bereich von Fugen, Hohlräumen oder dergleichen Aufnahmeräumen mit der Be-In a further development of the method according to the invention, the radiation source is moved continuously in a range of working positions in such a way that the infrared radiation covers one or more surface areas of the object being irradiated. The radiation source "scans" the surface of the object being irradiated, so to speak. In this way, even surfaces with the most complicated geometries can be irradiated with a uniform energy input per surface unit. It is also possible, for example, when coating car bodies, to use the radiation source in a surface area or in the area of joints, cavities or similar receiving spaces.
Meissner, BOLTE& Partner .!.*..* *.·* ·&idigr;· *·* ··· M/IND-022-DE/GMeissner, BOLTE& Partner .!.*..* *.·* ·&idigr;· *·* ··· M/IND-022-DE/G
Strahlung zu beginnen, während noch an anderer Stelle Material appliziert wird. Insbesondere ist es somit nicht erforderlich, die gesamte Oberfläche bzw. das gesamte Bestrahlungsobjekt oder wenigstens große Teile davon zu behandeln, wenn nur in kleineren Teilbereichen eine Bestrahlung bzw. Behandlung notwendig ist. Daher können durch die Erfindung Produktionszeiten verkürzt werden und unter Umständen Durchlauföfen, Bestrahlungskammern und dergleichen großräumige Einrichtungen eingespart werden.Radiation can be started while material is still being applied elsewhere. In particular, it is therefore not necessary to treat the entire surface or the entire object to be irradiated or at least large parts of it if irradiation or treatment is only necessary in smaller areas. The invention can therefore shorten production times and, under certain circumstances, make it possible to save on continuous furnaces, irradiation chambers and similar large-scale facilities.
Auch macht die Erfindung die Behandlung schwerst zugänglicher Oberflächenbereiche möglich. Beispielsweise erfordert die Applizierung von dünnflüssigen Materialien in Ausnehmungen oder in Hohlräumen des Bestrahlungsobjekts eine schnelle Trocknung bzw. Verfestigung des applizierten Materials. Es kann daher nicht gewartet werden, bis das Bestrahlungsobjekt in einen entfernten Durchlaufofen oder in eine Bestrahlungskammer transportiert worden ist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher vorgeschlagen, zumindest eine Arbeitsposition so zu wählen, daß die Infrarotstrahlung in eine Ausnehmung oder in einen Hohlraum des Bestrahlungsobjektes eingestrahlt wird.The invention also makes it possible to treat surface areas that are difficult to access. For example, the application of thin liquid materials in recesses or cavities in the object to be irradiated requires rapid drying or solidification of the applied material. It is therefore not possible to wait until the object to be irradiated has been transported to a distant continuous furnace or irradiation chamber. According to a preferred development of the method according to the invention, it is therefore proposed to select at least one working position so that the infrared radiation is irradiated into a recess or cavity in the object to be irradiated.
Die Bestrahlung mit Infrarotstrahlung im Sinne der Erfindung ist in verschiedenartigsten Anwendungsfällen einsetzbar. Außer der bereits genannten Trocknung und/oder Fixierung von Oberflächenschichten seien hier beispielhaft noch die Härtung von Füllstoffen in Fugen oder dergleichen Aufnahmeräumen, die Qualitätskontrolle durch Bestrahlung mit Infrarotstrahlung und die Erwärmung des Bestrahlungsobjektes zur Vorbereitung nach'folgender Verfahrensschritte, etwa beim Auflaminieren von Stoffen oder Gegenständen, genannt. Auch ist die Erfindung grundsätzlich auch bei der Bestrahlung von Bestrahlungsobjekten mit elektromagnetischer Strahlung in anderen Wellenlän-Irradiation with infrared radiation in the sense of the invention can be used in a wide variety of applications. In addition to the drying and/or fixing of surface layers already mentioned, examples include the hardening of fillers in joints or similar receiving spaces, quality control by irradiation with infrared radiation and the heating of the irradiated object in preparation for subsequent process steps, such as the laminating of materials or objects. The invention is also fundamentally applicable to the irradiation of irradiated objects with electromagnetic radiation in other wavelengths.
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genbereichen einsetzbar, &zgr;. B. im Ultraviolettbereich oder im sichtbaren Bereich.gene ranges, e.g. in the ultraviolet range or in the visible range.
Besonders zweckmäßig ist die Erfindung einsetzbar, wenn vor der Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts mit der Applizierung eines Materials begonnen wird, welches an der Oberfläche und/oder in Fugen, Hohlräumen oder dergleichen Aufnahmeräumen des Bestrahlungsobjekts angeordnet wird und welches durch die Bestrahlung getrocknet und/oder fixiert wird. In vorteilhafter Weise kann dann auch die Applizierung mittels eines Roboters vorgenommen werden, der eine Appliziervorrichtung in eine oder mehrere Arbeitspositionen bewegt. Bei einer Weiterbildung stimmen der Bewegungsablauf des Roboters zur Applizierung und des Roboters zur Bestrahlung zumindest teilweise überein und/oder werden bei den jeweiligen Bewegungen zumindest teilweise kongruente Bewegungsbahnen durchlaufen. Bei dem Roboter zur Applizierung des Materials kann es sich sowohl um den selben Roboter wie zur Bestrahlung des Bestrahlungsobjekts als auch um einen anderen Roboter handeln. In jedem Fall hat diese Ausgestaltung den Vorteil, daß die Steuerung des Roboters bzw. der Roboter in gleicher oder ähnlicher Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann ein Computerprogramm zur Steuerung des oder der Roboter in gleicher oder ähnlicher Weise ablaufen.The invention can be used particularly expediently if, before the irradiation of the object to be irradiated, the application of a material is started, which is arranged on the surface and/or in joints, cavities or similar receiving spaces of the object to be irradiated and which is dried and/or fixed by the irradiation. The application can then also advantageously be carried out by means of a robot that moves an application device into one or more working positions. In a further development, the movement sequence of the robot for application and the robot for irradiation at least partially coincide and/or the respective movements at least partially follow congruent movement paths. The robot for applying the material can be the same robot as that used to irradiate the object to be irradiated or a different robot. In any case, this design has the advantage that the control of the robot or robots can take place in the same or a similar way. For example, a computer program for controlling the robot or robots can run in the same or a similar way.
Besonders bevorzugt wird der Einsatz von Infrarotstrahlung im nahen Infrarot, d. h. im Wellenlängenbereich zwischen dem sichtbaren Bereich und 1,5 Mikrometer Wellenlänge. Dementsprechend wird insbesondere eine Strahlungsquelle mit einem thermischen Strahlkörper verwendet, der für die Emission von elektromagnetischer Strahlung bei Oberflächentemperaturen von mehr als 2000 K, insbesondere von mehr als 2500 K ausgelegt ist. Der Betrieb bei derart hohen Oberflächentemperaturen hat den Vorteil, daß gemäß dem Plankschen Strahlungsgesetz die Strahldichte der emittierten Strahlung etwa mit der viertenThe use of infrared radiation in the near infrared, i.e. in the wavelength range between the visible range and 1.5 micrometers, is particularly preferred. Accordingly, a radiation source with a thermal radiator is used in particular, which is designed for the emission of electromagnetic radiation at surface temperatures of more than 2000 K, in particular more than 2500 K. Operation at such high surface temperatures has the advantage that, according to Planck's radiation law, the radiance of the emitted radiation is approximately the fourth
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Potenz der absoluten Oberflächentemperatur zunimmt (vorausgesetzt, daß der Emissionsgrad näherungsweise temperaturunabhängig ist). Bei den vorgeschlagenen hohen Temperaturen läßt sich daher in kurzer Zeit der für die Bestrahlung erforderliehe Energieeintrag auf dem Bestrahlungsobjekt erreichen. Besonders bevorzugt wird daher die Verwendung von Strahlungsquellen mit thermischen Strahlkörpern, die bei Oberflächentemperaturen von mehr als 3000 K betrieben werden können. In diesem Fall liegt das energetische Maximum der emittierten Strahlung bei Wellenlängen kleiner als 1 Mikrometer. Ein weiterer "Vorteil der mit dementsprechend hoher Strahlungsflußdichte erreichbaren kurzen Bestrahlungszeiten liegt in der geringen Durchwärmung des Bestrahlungsobjekts. So können die Oberflächen der Bestrahlungsobjekte bzw. die an der Oberfläehe angeordneten Schichten in kurzer Zeit durchwärmt werden, wobei aber keine Zeit für eine Durchwärmung des Bestrahlungsobjekts durch Wärmeleitung bleibt. Durch Abstimmung des eingestrahlten Strahlungsspektrums auf die Absorptionseigenschaften der Oberfläche des Bestrahlungsobjekts bzw. der dort befindlichen Oberflächenschichten kann die Durchwärmung sogar gezielt bis zu einer bestimmten Tiefe begrenzt werden. Ist beispielsweise der Absorptionsgrad einer Oberflächenschicht deutlich geringer als 1, wird jedoch aufgrund der Dicke der Oberflächenschicht nahezu die gesamte Strahlungsenergie bereits in der Oberflächenschicht absorbiert, findet zwar eine Durchwärmung der Oberflächenschicht statt, jedoch keine nennenswerte Erwärmung der darunterliegenden Schicht oder Schichten.Power of the absolute surface temperature (assuming that the emissivity is approximately independent of temperature). At the high temperatures proposed, the energy input required for irradiation can therefore be achieved on the object to be irradiated in a short time. The use of radiation sources with thermal radiators that can be operated at surface temperatures of more than 3000 K is therefore particularly preferred. In this case, the energetic maximum of the emitted radiation is at wavelengths of less than 1 micrometer. A further advantage of the short irradiation times that can be achieved with a correspondingly high radiation flux density is the low heating of the irradiated object. The surfaces of the irradiated objects or the layers arranged on the surface can be heated in a short time, but there is no time for the irradiated object to be heated through by heat conduction. By adjusting the irradiated radiation spectrum to the absorption properties of the surface of the irradiated object or the surface layers located there, the heating can even be specifically limited to a certain depth. If, for example, the absorption level of a surface layer is significantly lower than 1, but due to the thickness of the surface layer almost all of the radiation energy is already absorbed in the surface layer, the surface layer is heated through, but the layer or layers underneath are not significantly heated.
Anhand der beigefügten Zeichnung werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:Embodiments of the present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to these embodiments. The individual figures of the drawing show:
Meissner, Bolte& Partner .;.'..* *··* «· ·-· ··· M/IND-022-DE/GMeissner, Bolte& Partner .;.'..* *··* «· ·-· ··· M/IND-022-DE/G
Fig. 1 ein System zur Bestrahlung von Bestrahlungsobjekten mit Infrarotstrahlung undFig. 1 a system for irradiating objects with infrared radiation and
Fig. 2 Schwenkachsen eines sechsachsigen Roboters, ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Roboter.Fig. 2 Swivel axes of a six-axis robot, similar to the robot shown in Fig. 1.
Die schematische Darstellung von Fig. 1 zeigt einen Roboter 1, der einen Halogenstrahler 10 trägt. In der Darstellung von Fig. 1 befindet sich der Roboter 1 bzw. der Halogenstrahler 10 in einer Bereitschaftsposition. Aus der Bereitschaftsposition Heraus kann der Roboter 1 den Halogenstrahler 10 in verschiedene Arbeitspositionen bewegen und den Halogenstrahler 10 so ausrichten, daß vorprogrammierte Oberflächenbereiche eines nicht dargestellten Bestrahlungsobjekts mit definierter Strahlungsflußdichte und in einem definierten Bestrahlungszeitraum bestrahlt werden. Der hierzu erforderliche Bewegungsablauf des Roboters 1 sowie die zeitliche Steuerung des für die gewünschte Infrarotstrahlung benötigten elektrischen Stromes werden durch eine Steuerungseinheit 15 gesteuert. Die Steuerungseinheit 15 ist über Steuerungsleitungen 16 mit einem Grundgestell 7 des Roboters 1 verbunden. Von dort werden die einzelnen Steuerungsleitungen zu ihrem jeweiligen Anschlußpunkt geführt.The schematic representation of Fig. 1 shows a robot 1 carrying a halogen radiator 10. In the representation of Fig. 1, the robot 1 or the halogen radiator 10 is in a standby position. From the standby position, the robot 1 can move the halogen radiator 10 into various working positions and align the halogen radiator 10 so that pre-programmed surface areas of an irradiation object (not shown) are irradiated with a defined radiation flux density and in a defined irradiation period. The movement sequence of the robot 1 required for this and the temporal control of the electrical current required for the desired infrared radiation are controlled by a control unit 15. The control unit 15 is connected to a base frame 7 of the robot 1 via control lines 16. From there, the individual control lines are led to their respective connection point.
Der Roboter 1 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, sechsachsig verschwenkbar. Um die Schwenkachse I, die in vertikaler Richtung verläuft, ist ein Karussell 5 des Roboters 1 gegenüber dem Grundgestell 7 verschwenkbar. Wiederum gegenüber dem Karussell 5 ist eine Schwinge 3 des Roboters 1 um die in horizontaler Richtung verlaufende Schwenkachse II verschwenkbar. Am oberen Ende der Schwinge 3 befindet sich die Schwenkachse III, um die ein Arm 4 des Roboters 1 gegenüber der Schwinge 3 verschwenkbar ist. Die Schwenkachse III verläuft parallel zu der Schwenkachse II. Am vorderen Ende des Arms 4 befindet sich der Gerätehalter 6. Der Arm 4 ist jedoch in sich nichtThe robot 1 can be pivoted on six axes, as shown in Fig. 2. A carousel 5 of the robot 1 can be pivoted relative to the base frame 7 about the pivot axis I, which runs in the vertical direction. In turn, a swing arm 3 of the robot 1 can be pivoted relative to the carousel 5 about the pivot axis II, which runs in the horizontal direction. At the upper end of the swing arm 3 is the pivot axis III, about which an arm 4 of the robot 1 can be pivoted relative to the swing arm 3. The pivot axis III runs parallel to the pivot axis II. The device holder 6 is located at the front end of the arm 4. However, the arm 4 is not in itself
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unbeweglich, sondern bietet drei weitere Möglichkeiten für Schwenkbewegungen. Zum einen kann der gesamte vordere Teil des; Arms 4 gegenüber dem hinteren Teil, welcher schwenkbar mit der Schwinge 3 verbunden ist, um die Längsachse des Arms 4, d. h. um die Schwenkachse IV verschwenkt werden. Im vorderen Teil des Arms 4 befindet sich eine Zentralhand 2, welche um die quer zur Längsachse des Arms 4 verlaufende Schwenkachse V verschwenkbar ist. Weiterhin ist der Gerätehalter 6 um die Schwenkachse VI verschwenkbar, wobei die Schwenkachse VI senkrecht zur Schwenkachse V verläuft. Die Schwenkachsen IV und &ngr;&idigr; sind in der in Fig. 2 gezeigten Darstellung identisch. Wird jedoch die Zentralhand 2 um die Schwenkachse V gegenüber der gezeigten Position verschwenkt, verändert sich die relative Lage der beiden Schwenkachsen IV und VI zueinander, und zwar derart, daß die beiden Schwenkachsen in einer gemeinsamen, vertikalen Ebene liegen.immobile, but offers three further possibilities for pivoting movements. Firstly, the entire front part of the arm 4 can be pivoted about the longitudinal axis of the arm 4, i.e. about the pivot axis IV, relative to the rear part, which is pivotally connected to the swing arm 3. In the front part of the arm 4 there is a central hand 2 which can be pivoted about the pivot axis V running transversely to the longitudinal axis of the arm 4. Furthermore, the device holder 6 can be pivoted about the pivot axis VI, with the pivot axis VI running perpendicular to the pivot axis V. The pivot axes IV and v&idigr; are identical in the illustration shown in Fig. 2. However, if the central hand 2 is pivoted about the pivot axis V relative to the position shown, the relative position of the two pivot axes IV and VI to one another changes in such a way that the two pivot axes lie in a common, vertical plane.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist an dem Gerätehalter 6 der Halogenstrahler 10 befestigt, so daß der Halogenstrahler 10 gemäß den zuvor beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten bewegbar ist. Der Halogenstrahler 10 weist zwei in gerader Richtung verlaufende, parallel zueinander angeordnete Quarzglasröhren 11 auf, in denen luftdicht abgeschlossen in Halogenatmosphäre jeweils ein Wolframglühfaden 12 entlang der Längsachsen der Quarzglasröhren 11 verläuft. Da die Wolframglühfäden 12 äußerst dünn sind und daher nur eine geringfügig kleine thermische Masse haben, wird beim Einschalten des elektrischen Glühstromes durch die Wolframglühfäden 12 binnen weniger Bruchteile von Sekunden die gewünschte, dem elektrischen Strom entsprechende Temperatur erreicht. Die Oberflächentemperatur der Wolframglühfäden 12 liegt vorzugsweise bei etwa 3100 K.As shown in Fig. 1, the halogen radiator 10 is attached to the device holder 6 so that the halogen radiator 10 can be moved in accordance with the movement options described above. The halogen radiator 10 has two quartz glass tubes 11 running in a straight direction and arranged parallel to one another, in which a tungsten filament 12 runs along the longitudinal axes of the quartz glass tubes 11 in an airtight manner in a halogen atmosphere. Since the tungsten filaments 12 are extremely thin and therefore have only a slightly small thermal mass, when the electric glow current is switched on, the desired temperature corresponding to the electric current is reached by the tungsten filaments 12 within a few fractions of a second. The surface temperature of the tungsten filaments 12 is preferably around 3100 K.
Die beiden Quarzglasröhren 11 werden an ihren Enden durch eine nicht dargestellte Halterung an dem Trägerkörper 14 gehal-The two quartz glass tubes 11 are held at their ends by a holder (not shown) on the carrier body 14.
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tert. Der Trägerkörper 14 weist eine ausgehöhlte Form auf, die entsprechend der Formgebung und Position der beiden Quarzglasröhren 11 ausgestaltet ist und einen Reflektor 13 zur Reflexion der von den Wolframglühfäden 12 in rückwärtige Richtung emittierten Infrarotstrahlung dient. Der Trägerkörper 14 ist in Fig. 1 seitlich aufgeschnitten dargestellt. Die reflektierende Oberfläche des Reflektors 13 besteht aus poliertem Aluminium und verläuft in der Darstellung von Fig. 1 etwa entlang einer Doppelparabel.tert. The carrier body 14 has a hollowed-out shape which is designed according to the shape and position of the two quartz glass tubes 11 and serves a reflector 13 for reflecting the infrared radiation emitted by the tungsten filaments 12 in the rear direction. The carrier body 14 is shown cut open from the side in Fig. 1. The reflective surface of the reflector 13 consists of polished aluminum and runs approximately along a double parabola in the illustration in Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte System wird beispielsweise bei der Fertigung von Automobil-Karosserien zur Trocknung pastöser oder flüssiger Materialien eingesetzt, welche an versteckten Stellen der Karosserie, etwa in Radkästen oder dergleichen Hohlräumen auf der Oberfläche der Karosserie aufgebracht wurden. Um kurze Produktionszeiträume zu erreichen, beginnt die Trocknung mittels des Roboters 1 und der Halogenstrahler 10 unmittelbar nach dem Aufbringen der flüssigen oder pastösen Materialien, noch während an anderer Stelle der Karosserie diese Materialien aufgebracht werden. Dabei werden auch die flüssigen oder pastösen Materialien mit Hilfe eines Roboters gleicher Bauweise wie der Roboter 1 aufgebracht. Dieser nicht dargestellte Roboter bewegt eine Spritzdüse in Arbeitsposition, aus der das flüssige oder pastöse Material auf die Karosserie gespritzt wird. Dabei sind die Spritzdüse und der Halogenstrahler 10 so ausgelegt und werden derart betrieben, daß der Abstand des Gerätehalters 6 bzw. des Gerätehalters des anderen Roboters von der zu trocknenden Oberfläche beim Spritzen und beim Trocknen der gleiche ist. Daher können die beiden Roboter dieselben Bewegungsabläufe ausführen, um die Spritzdüse bzw. den Halogenstrahler 10 in Arbeitsposition zu bringen. Nach dem Aufspritzen wird lediglich die Karosserie ein Stück weiter transportiert, damit der zu trocknende Oberflächenbereich der Karosserie in erreichbarer Position für den Roboter 1 ist. Der Aufwand für die Steuerung von zwei Ro-The system shown in Fig. 1 is used, for example, in the manufacture of automobile bodies for drying pasty or liquid materials which have been applied to hidden places on the body, such as in wheel arches or similar cavities on the surface of the body. In order to achieve short production times, drying by means of the robot 1 and the halogen lamps 10 begins immediately after the liquid or pasty materials have been applied, while these materials are still being applied elsewhere on the body. The liquid or pasty materials are also applied using a robot of the same design as the robot 1. This robot, not shown, moves a spray nozzle into the working position from which the liquid or pasty material is sprayed onto the body. The spray nozzle and the halogen lamp 10 are designed and operated in such a way that the distance of the device holder 6 or the device holder of the other robot from the surface to be dried is the same during spraying and drying. Therefore, the two robots can carry out the same movements to bring the spray nozzle or the halogen lamp 10 into the working position. After spraying, the body is simply transported a little further so that the surface area of the body to be dried is in an accessible position for the robot 1. The effort required to control two robots
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botern ist daher nicht wesentlich größer als der Aufwand für die Steuerung eines Roboters. Insbesondere kann der in der Steuerungseinheit 15 programmierte Bewegungsablauf annähernd identisch zweimal zeitversetzt hintereinander ausgeführt werden. bots is therefore not significantly greater than the effort required to control a robot. In particular, the movement sequence programmed in the control unit 15 can be carried out twice in succession in an almost identical manner with a time delay.
1 Roboter -1 robot -
2 ' Zentralhand2 ' Central hand
3 Schwinge3 Swingarm
4 Arm4 arms
5 ' Karussell5 ' Carousel
6 Gerätehalter6 device holders
7 Grundgestell7 Base frame
10 Halogenstrahler10 halogen spotlights
11 Quarzglasröhre11 Quartz glass tube
12 Wolframglühfaden 13 ' Reflektor12 Tungsten filament 13 ' Reflector
14 Trägerkörper14 carrier bodies
15 Steuerungseinheit15 Control unit
16 Steuerungsleitungen16 control lines
I-VI erste bis sechste SchwenkachseI-VI first to sixth swivel axis
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29923824U DE29923824U1 (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Infrared radiation |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29923824U DE29923824U1 (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Infrared radiation |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29923824U1 true DE29923824U1 (en) | 2001-04-12 |
Family
ID=26052735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29923824U Expired - Lifetime DE29923824U1 (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | Infrared radiation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29923824U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006035243A1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Ludwig Schleicher Gmbh Maschinenbau, Industrie- Und Anlagenbau | Application medium e.g. liquid application medium, applying device, has dosing pump connected with tank and attached to arm of robot, and output organ provided at distal end of arm and formed from spray nozzle and application needle |
-
1999
- 1999-04-01 DE DE29923824U patent/DE29923824U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006035243A1 (en) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Ludwig Schleicher Gmbh Maschinenbau, Industrie- Und Anlagenbau | Application medium e.g. liquid application medium, applying device, has dosing pump connected with tank and attached to arm of robot, and output organ provided at distal end of arm and formed from spray nozzle and application needle |
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