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Title:
COATING DEVICE, IN PARTICULAR PAINTING ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/157095
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coating device (e.g. a painting robot) for coating components (e.g. motor vehicle body components) with a coating agent (e.g. paint), comprising - a protective region (8) which is explosion-proof due to the risk of explosion (e.g. as a result of an explosive atmosphere, e.g. due to gas or dust) and/or is under high voltage during operation, - an unprotected region (9) in which an explosive atmosphere is not present or is only occasionally and very rarely present during normal operation and which is therefore not explosion-proof and/or lies at ground potential during operation, - multiple sensors (10-13) for measuring process variables of the coating device, said sensors (10-13) being arranged in the protective region (8), - a data interface (16) for an external data communication, said data interface (16) being arranged in the unprotected region (9), and - a transmission system (21) for transmitting data between the sensors (10-13) in the protective region (8) and the data interface (16) in the unprotected region (9). According to the invention, a collecting device (14) is additionally provided in the protective region (8), wherein the collecting device (14) is connected to the sensors (10-13) and obtains measurement values of the process variables from the sensors (10-13), and the collecting device is also connected to the transmission system (21) in order to transmit the measurement values of the sensors (10-13) to the data interface (16).

Inventors:
POPPE SIEGFRIED (DE)
HÖCHSMANN JOHANNES (DE)
KEILBACH MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/050835
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 17, 2022
Export Citation:
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Assignee:
DUERR SYSTEMS AG (DE)
International Classes:
B05B5/16; B05B13/04; B25J11/00; B25J13/08; B25J19/00; B25J19/06; B05B12/00
Domestic Patent References:
WO2008037456A12008-04-03
Foreign References:
DE10309143A12004-09-16
EP3812849A12021-04-28
EP3208051A22017-08-23
EP1232799A22002-08-21
Attorney, Agent or Firm:
V. BEZOLD & PARTNER PATENTANWÄLTE - PARTG MBB (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Beschichtungseinrichtung (1) zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere Lackierroboter (1) zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen mit einem Lack, mit a) einem Schutzbereich (8), der explosionsgeschützt ist und/oder im Betrieb unter Hochspannung steht, b) einem ungeschützten Bereich (9), der nicht explosionsgeschützt ist und/oder im Betrieb auf Erdpotential liegt, c) mehreren Sensoren (10-13) zur Messung von Prozessgrößen der Beschichtungseinrichtung (1), wobei die Sensoren (10-13) in dem Schutzbereich (8) angeordnet sind, d) einer Datenschnittstelle (16) zur externen Datenkommunikation, wobei die Datenschnittstelle (16) in dem ungeschützten Bereich (9) angeordnet ist, und e) einem Übertragungssystem (17, 21) zur Übertragung von Daten zwischen den Sensoren (10- 13) in dem Schutzbereich (8) einerseits und der Datenschnittstelle (16) in dem ungeschützten Bereich (9) andererseits, gekennzeichnet durch f) eine Sammeleinrichtung (14), wobei die Sammeleinrichtung (14) fl) in dem Schutzbereich (8) angeordnet ist, f2) einerseits mit den Sensoren (10-13) verbunden ist und von den Sensoren (10-13) Messwerte der Prozessgrößen erhält, und f3) andererseits mit dem Übertragungssystem (17, 21) verbunden ist, um die Messwerte der Sensoren (10-13) an die Datenschnittstelle (16) zu übertragen.

2. Beschichtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sensoren (10-13) mit elektrischer Energie betrieben werden, b) dass die Sensoren (10-13) von der Sammeleinrichtung (14) mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt werden, und c) dass das Übertragungssystem (21) zusätzlich zu der Übertragung der Daten auch die elektrische Energie zum Betrieb der Sensoren (10-13) an die Sammeleinrichtung (14) liefert, damit die Sammeleinrichtung (14) die Sensoren (10-13) mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgen kann.

3. Beschichtungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sensoren (10-13) mit elektrischer Energie betrieben werden, b) dass die Sensoren (10-13) von der Sammeleinrichtung (14) mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt werden, insbesondere als autarke Stromversorgung mit einer Batterie, einem Akku, einem mechanischen Druckluftgenerator, einem optischen Stromgenerator, insbesondere mit Solarzellen, und c) dass in dem Schutzbereich (8) eine Stromversorgung (15) angeordnet ist, insbesondere als Batterie, cl) wobei die Stromversorgung (15) in dem Schutzbereich (8) die Sensoren (10-13) über die Sammeleinrichtung (14) mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt, und c2) wobei die Stromversorgung (15) in dem Schutzbereich (8) zur Gewährleistung eines Explosionsschutzes eigensicher ist, insbesondere gemäß den technischen Normen IEC/EN 60079-11 -Teil 11, IEC/EN 60079-25 -Teil 25 und/oder IEC/EN 60079-14 -Teil 14.

4. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (17, 21) mindestens einen Lichtwellenleiter aufweist, um die Datenschnittstelle (16) in dem ungeschützten Bereich (9) mit der Sammeleinrichtung (14) in dem Schutzbereich (8) zu verbinden und dabei eine elektrische Potenzialtrennung zwischen der Datenschnittstelle (16) und der Sammeleinrichtung (14) zu bewirken, oder

5. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (17, 21) leitungslos arbeitet, um eine elektrische Potenzialtrennung zwischen der Datenschnittstelle (16) und der Sammeleinrichtung (14) zu bewirken, insbesondere mit a) einer induktiven Kopplung, b) einer resonant-induktiven Kopplung oder c) einer kapazitiven Kopplung.

6. Beschichtungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungssystem (17, 21) folgende Bauteile aufweist: a) eine Sendespule (22) zur induktiven Kopplung, b) einen Oszillator (26) zur Ansteuerung de Sendespule mit einem Wechselspannungssignal, c) einen senderseitigen Resonanzkreis (24), der mit der Sendespule (22) gekoppelt ist, d) eine Empfangsspule (23) zur induktiven Kopplung mit der Sendespule (22), e) einen empfängerseitigen Resonanzkreis (25), der mit der Empfangsspule (23) gekoppelt ist, und/oder f) einen Gleichrichter (27) zur Gleichrichtung des in die Empfangsspule (23) eingekoppelten Signals.

7. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Beschichtungseinrichtung (1) einen Beschichtungsroboter (1) aufweist mit einem proximalen Roboterarm (4) und einem distalen Roboterarm (5), b) dass der Schutzbereich (8) mindestens teilweise in dem distalen Roboterarm (5) angeordnet ist, und c) dass der ungeschützte Bereich (9) mindestens teilweise in dem proximalen Roboterarm (4) angeordnet ist.

8. Beschichtungseinrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass in dem distalen Roboterarm (5) eine Isolierstrecke zwischen dem Schutzbereich (8) und dem ungeschützten Bereich (9) angeordnet ist, insbesondere als Trennwand aus Kunststoff, und/oder b) dass das Übertragungssystem (17, 21) mindestens teilweise in dem distalen Roboterarm (5) angeordnet ist, insbesondere mit folgenden Komponenten: bl) der Sendespule (22), b2) dem Oszillator (26), b3) dem senderseitigen Resonanzkreis (24), b4) dem empfängerseitigen Resonanzkreis (25), b5) der Empfangsspule (23), und/oder b6) dem Gleichrichter (27), und/oder c) dass die Beschichtungseinrichtung (1) zur elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung eine Hochspannungskaskade aufweist, die vorzugsweise in dem proximalen Roboterarm angeordnet ist, und/oder d) dass in dem ungeschützten Bereich (9) ein Sensor (18) angeordnet ist, insbesondere ein Schwingungssensor.

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9. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (10-13) mindestens einen der folgenden Sensoren (10-13) umfassen: a) Drucksensor, insbesondere an einer Dosierpumpe, die das Beschichtungsmittel dosiert, b) Strömungssensor, c) Drehzahlsensor, d) Kraftsensor, e) Beschleunigungssensor, f) Vibrationssensor, g) Temperatursensor,

10. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Datenschnittstelle (16) mindestens eine der folgenden Schnittstellentypen bereitstellt: a) Ethernet-Schnittstelle, b) Bluetooth-Schnittstelle, c) USB-Schnittstelle, d) IO-Link, e) Lichtwellenleiter-Schnittstelle, f) eine Analog-Schnittstelle, insbesondere zur Übertragung von Temperaturmesswerten, g) einen Digital-Schnittstelle, h) Ethernet-basierende Feldbussysteme, i) analoge In/Out-Schnittstellen, j) digitale In/Out-Schnittstellen.

11. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Sammeleinrichtung (14) digital mit den einzelnen Sensoren (10-13) kommuniziert, und/oder b) dass in dem ungeschützten Bereich (9) eine Stromversorgung (19) für die Datenschnittstelle (16) angeordnet ist, wobei die Stromversorgung (19) in dem ungeschützten Bereich (9) zur Gewährleistung eines Explosionsschutzes eigensicher ist, insbesondere gemäß den technischen Normen IEC/EN 60079-11-Teil 11, IEC/EN 60079-25-Teil 25 und/oder IEC/EN 60079- 14 -Teil 14.

12. Beschichtungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

16 dadurch gekennzeichnet, a) dass die Beschichtungseinrichtung (1) eine Dosierpumpe (28) aufweist, die das Beschichtungsmittel dosiert und im Betrieb einen Eingangsdruck und einen Ausgangsdruck aufweist, b) dass die Dosierpumpe (28) in dem Schutzbereich (8) angeordnet ist, c) dass einer der Sensoren (10-13) ein Drucksensor ist, der den Ausgangsdruck der Dosierpumpe (28) misst, d) dass einer der Sensoren (10-13) ein Drucksensor ist, der den Eingangsdruck der Dosierpumpe (28) misst, e) dass optional einer der Sensoren (10-13) ein Temperatursensor ist, der eine Beschichtungs- mitteltemperatur misst, vorzugsweise an oder in der Dosierpumpe (28).

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Description:
BESCHREIBUNG

Beschichtungseinrichtung, insbesondere Lackierroboter

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung (z.B. Lackierroboter) zur Beschichtung von Bauteilen (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteile) mit einem Beschichtungsmittel (z.B. Lack).

In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden üblicherweise mehrachsige Lackierroboter eingesetzt, die als Applikationsgerät einen Rotationszerstäuber führen. Zur Erreichung eines hohen Auftragswirkungsgrads bzw. zur Minimierung des sogenannten Overspray wird hierbei in der Regel eine elektrostatische Beschichtungsmittelaufladung eingesetzt. Dies bedeutet, dass der applizierte Lack elektrostatisch auf Hochspannungspotenzial aufgeladen wird, während die zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosserie elektrisch geerdet sind. Der applizierte Sprühstrahl des Lacks wird deshalb elektrostatisch von den elektrisch geerdeten Kraftfahrzeugkarosserien angezogen, wodurch der Auftragswirkungsgrad erhöht und der Overspray entsprechend verringert wird. Problematisch hierbei ist jedoch die elektrische Potenzialtrennung zwischen dem elektrisch geerdeten Teil des Lackierroboters einerseits und dem unter Hochspannung stehenden Teil des Lackierroboters andererseits. Beispielsweise kann diese Potenzialtrennung in einem der Roboterarme des Lackierroboters erfolgen.

Derartige Lackierroboter bzw. die von dem Lackierroboter geführten Rotationszerstäuber weisen üblicherweise mehrere Sensoren auf, wie beispielsweise Drucksensoren oder Drehzahlsensoren. Diese Sensoren sind teilweise auch in dem Teil des Lackierroboters angeordnet, der sich auf Hochspannungspotenzial befindet. Die Datenübertragung der Messwerte von den Sensoren in dem unter Hochspannung stehenden Teil des Lackierroboters zu dem elektrisch geerdeten Teil des Lackierroboters muss deshalb eine Potenzialtrennung beinhalten. Hierfür werden deshalb im Stand der Technik Lichtwellenleiter eingesetzt.

Ein Problem bei solchen Lackierrobotern mit einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung und mehreren Sensoren besteht in der Stromversorgung der elektrisch betriebenen Sensoren in dem unter Hochspannung stehenden Teil des Lackierroboters. Hierzu werden im Stand der Technik jeweils Batterien für die einzelnen Sensoren vorgesehen, was jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden ist. So müssen die Batterien relativ häufig ausgewechselt werden, was mit Kosten für den Batterietausch verbunden ist und auch Ressourcen verbraucht.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die einzelnen Sensoren zur Datenübertragung über den Lichtwellenleiter jeweils einen opto-elektronischen Wandler benötigen, was relativ aufwendig ist., da entsprechend viele opto-elektronische Wandler benötigt werden.

Darüber hinaus benötigen die einzelnen Sensoren üblicherweise jeweils einen Lichtwellenleiter, was ebenfalls aufwendig ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbesserte Beschichtungseinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung gemäß dem Hauptanspruch gelöst.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, in dem unter Hochspannung stehenden Bereich der Beschichtungseinrichtung eine Sammeleinrichtung anzuordnen, die mit den einzelnen Sensoren verbunden ist und die Messwerte der Sensoren sammelt und überträgt. Dies ermöglicht vorteilhaft eine zentrale Stromversorgung der Sensoren durch die Sammeleinrichtung und auch eine gebündelte Datenübertragen der Messwerte der Sensoren durch die Sammeleinrichtung.

Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung umfasst zunächst in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik einen Schutzbereich, der im Betrieb unter Hochspannung steht, wie es beispielsweise bei einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung der Fall ist. So kann der Schutzbereich beispielsweise auf einem Potenzial von mehr als 1 kV, 5 kV, 10 kV, 20 kV oder mehr als 50 kV liegen.

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Schutzbereichs setzt jedoch nicht zwingend voraus, dass der Schutzbereich im Betrieb unter Hochspannung steht. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Schutzbereich um einen explosionsgeschützten Bereich handelt. Der Explosionsschutz für Maschinenteile oder Bereiche von Maschinen ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in den technischen Normen-IEC/EN 60079-11-Teil elf, IEC/EN 60079-25-Teil 25 und IEC/EN 60079-14-Teil 14 normiert. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Schutzbereichs kann jedoch auch solche Bereiche der Beschichtungseinrichtung betreffen, die im Betrieb unter Hochspannung stehen und die zusätzlich auch explosionsgeschützt sind.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik einen ungeschützten Bereich, der nicht explosionsgeschützt ist bzw. im Betrieb auf Erdpotential liegt. Auch der Begriff eines ungeschützten Bereichs kann also im Rahmen der Erfindung verschiedene Bedeutungen haben. So kann der ungeschützte Bereich ein solcher Bereich der Beschichtungseinrichtung sein, der im Betrieb auf Erdpotential liegt, wobei der Explosionsschutz keine Rolle spielt. Es ist jedoch auch möglich, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines ungeschützten Bereichs einen solchen Bereich der Beschichtungseinrichtung definiert, der im Betrieb nicht explosionsgeschützt ist, wobei das elektrische Potenzial des ungeschützten Bereichs keine Rolle spielt. Darüber hinaus besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass der Begriff eines ungeschützten Bereichs solche Bereiche der Beschichtungsanlage definiert, die im Betrieb auf Erdpotential liegen und nicht explosionsgeschützt sind.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik mehrere Sensoren auf, um Prozessgrößen der Beschichtungseinrichtung zu messen, wobei die Sensoren in dem Schutzbereich angeordnet sind. Beispielsweise kann es sich bei den Sensoren um Drucksensoren oder Drehzahlsensoren handeln, wie noch detailliert beschrieben wird.

Ferner weist die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung eine Datenschnittstelle (E/A-Conver- ter) auf, um eine externe Datenkommunikation der Beschichtungseinrichtung beispielsweise mit einer Robotersteuerung zu ermöglichen. Die Datenschnittstelle ist hierbei in dem ungeschützten Bereich angeordnet.

Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen Stand der Technik auch ein Übertragungssystem auf, um Daten zwischen den Sensoren in dem Schutzbereich einerseits und der Datenschnittstelle in dem ungeschützten Bereich andererseits zu übertragen. Beispielsweise kann dieses Übertragungssystem Lichtwellenleiter nutzen, wie bereits eingangs zum Stand der Technik erläutert wurde. Derartige Lichtwellenleiter ermöglichten vorteilhaft eine elektrische Potenzialtrennung zwischen dem Schutzbereich einerseits und dem ungeschützten Bereich andererseits. Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung zeichnet sich nun - wie bereits vorstehend kurz erwähnt - durch eine zentrale Sammeleinrichtung auf, die in dem Schutzbereich angeordnet ist. Einerseits ist diese Sammeleinrichtung mit den Sensoren verbunden und erhält von den Sensoren Messwerte der Prozessgrößen. Andererseits ist die Sammeleinrichtung mit dem Übertragungssystem verbunden, um die Messwerte der Sensoren an die Datenschnittstelle zu übertragen. Die Sammeleinrichtung sammelt also die Messwerte der Sensoren und überträgt diese zu der Datenschnittstelle in dem ungeschützten Bereich.

Zum einen ist diese zentrale Sammeleinrichtung vorteilhaft, weil die einzelnen Sensoren dadurch keine eigene I/O-Schnittstelle (z.B. opto-elektronischer Wandler) benötigen. Es reicht vielmehr aus, wenn die zentrale Sammeleinrichtung eine I/O-Schnittstelle aufweist, die beispielsweise einen opto-elektronischen Wandler enthält und mit einem Lichtwellenleiter verbunden ist.

Zum anderen ist die zentrale Sammeleinrichtung aber auch vorteilhaft, weil dadurch die Stromversorgung der Sensoren vereinfacht werden kann, indem die einzelnen Sensoren von der zentralen Sammeleinrichtung mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt werden. Die einzelnen Sensoren müssen dann - anders als bei dem eingangs beschriebenen Stand der Technik - keine Batterien mehr enthalten, die häufig ausgewechselt werden müssen.

Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass die einzelnen Sensoren in dem Schutzbereich vorzugsweise mit elektrischer Energie betrieben werden, wobei die zum Betrieb erforderliche elektrische Energie von der Sammeleinrichtung bereitgestellt werden kann. Die Sammeleinrichtung kann die zum Betrieb erforderliche elektrische Energie ihrerseits wiederum von dem Übertragungssystem beziehen, das somit zwei Funktionen hat. Zum einen dient das Übertragungssystem hierbei zur Datenübertragung zwischen der Datenschnittstelle in dem ungeschützten Bereich einerseits und der Sammeleinrichtung in dem geschützten Bereich andererseits. Zum anderen dient das Übertragungssystem hierbei aber auch zur Energieübertragung aus dem ungeschützten Bereich zu der Sammeleinrichtung in dem geschützten Bereich, damit die Sammeleinrichtung dann die einzelnen Sensoren mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgen kann.

In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die zum Betrieb der Sensoren erforderliche elektrische Energie dagegen nicht von dem Übertragungssystem zu der Sammeleinrichtung übertragen. Stattdessen kann in dem Schutzbereich eine Stromversorgung (z.B. Batterie) angeord- net sein, welche die Sammeleinrichtung mit der zum Betrieb der Sensoren erforderlichen elektrischen Energie versorgt, wobei die Sammeleinrichtung die Energie dann an die einzelnen Sensoren weiterleitet. Diese Stromversorgung in dem Schutzbereich ist zur Gewährleistung eines Explosionsschutzes vorzugsweise eigensicher ausgeführt, wie es insbesondere in den technischen Normen- IEC/EN 60079-11-Teil elf, IEC/EN 60079-25-Teil 25 und IEC/EN 60079-14-Teil 14 normiert ist.

Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass das Übertragungssystem zur Datenübertragung zwischen der Sammeleinrichtung in dem Schutzbereich einerseits und der Datenschnittstelle in dem ungeschützten Bereich andererseits Lichtwellenleiter aufweisen kann. Der Einsatz von Lichtwellenleitern ermöglicht auch eine elektrische Potenzialtrennung.

Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass das Übertragungssystem vollständig leitungslos arbeitet, um die erforderliche elektrische Potenzialtrennung zwischen dem unter Hochspannung stehenden Schutzbereich einerseits und dem auf Erdpotential liegenden ungeschützten Bereich andererseits zu ermöglichen. Beispielsweise kann das Übertragungssystem hierzu eine induktive Kopplung, einer resonant-induktive Kopplung oder eine kapazitive Kopplung einsetzen, um nur einige Beispiele zu nennen.

Hierbei kann das Übertragungssystem dann folgende Bauteile aufweisen:

• Eine Sendespule zur induktiven Kopplung,

• einen Oszillator zur Ansteuerung der Sendespule mit einem Wechselspannungssignal,

• einen senderseitigen Resonanzkreis, der mit der Sendespule gekoppelt ist,

• eine Empfangsspule zur induktiven Kopplung mit der Senderspule,

• einen empfängerseitigen Resonanzkreis, der mit der Empfangsspule gekoppelt ist, und/oder

• einen Gleichrichter zur Gleichrichtung des in die Empfangsspule eingekoppelten Signals.

Das Übertragungssystem kann also sowohl eine drahtlose Energieübertragung als auch eine drahtlose Informationsübertragung ermöglichen. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass das Übertragungssystem nur zur drahtlosen Energieübertragung dient, während die Messdaten der Sensoren leitungsgebunden übertragen werden. Weiterhin besteht alternativ auch die Möglichkeit, dass das Übertragungssystem nur die Sensordaten drahtlos überträgt, während die zum Betrieb der Sensoren erforderliche Energie leitungsgebunden übertragen wird. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Beschichtungseinrichtung einen Beschichtungsroboter (z.B. Lackierroboter) auf, der üblicherweise eine serielle Roboterkinematik mit einem proximalen Roboterarm ("Arm 1") und einem distalen Roboterarm („Arm 2") hat.

Hierbei ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich des zu applizierenden Beschichtungsmittels nicht auf Lacke beschränkt ist, sondern auch andere Typen von Beschichtungsmitteln umfasst, wie beispielsweise Klebstoff, Dämmstoff, Dichtmittel, etc..

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich der zu beschichtenden Bauteile nicht auf Kraftfahrzeugkarosseriebauteile beschränkt ist. Vielmehr ermöglicht die Erfindung auch die Beschichtung anderer Typen von Bauteilen.

Bei dem vorstehend erwähnten Beschichtungsroboter kann sich in dem distalen Roboterarm eine Isolierstrecke zwischen dem Schutzbereich einerseits und dem ungeschützten Bereich andererseits befinden. Beispielsweise kann eine solche Isolierstrecke als Trennwand aus Kunststoff ausgebildet sein.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass das Übertragungssystem ganz oder teilweise in dem distalen Roboterarm angeordnet sein kann. Beispielsweise können die vorstehend erwähnten Bauteile (Sendespule, Oszillator, senderseitiger Resonanzkreis, empfängerseitiger Resonanzkreis, Empfangsspule, Gleichrichter) ganz oder teilweise in dem distalen Roboterarm angeordnet sein.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Beschichtungseinrichtung zur elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung eine Hochspannungskaskade aufweisen kann, die vorzugsweise in dem proximalen Roboterarm des Beschichtungsroboters angeordnet ist.

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass auch in dem ungeschützten Bereich der Beschichtungseinrichtung mindestens ein Sensor angeordnet ist, wie beispielsweise ein Schwingungssensor.

Hinsichtlich der Sensoren bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass es sich bei den Sensoren um einen Drucksensor oder einen Drehzahlsensor handeln kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass es sich bei den Sensoren um Strömungssensoren, Kraftsensoren, Beschleunigungssensor, Vibrationssensoren, Temperatursensoren handelt, um nur einige Beispiele zu nennen. Weiterhin wurde vorstehend bereits erwähnt, dass die Beschichtungseinrichtung in dem ungeschützten Bereich eine Datenschnittstelle aufweist, um eine externe Datenanbindung zu ermöglichen. Beispielsweise kann diese Datenschnittstelle mindestens eine der folgenden Schnittstellentypen bereitstellt:

• Internet-Schnittstelle,

• Bluetooth-Schnittstelle,

• USB-Schnittstelle,

• IO-Link,

• Lichtwellenleiter-Schnittstelle,

• Analog-Schnittstelle, insbesondere zur Übertragung von Temperaturmesswerten,

• Digital-Schnittstelle,

• Ethernet-basierende Feldbussysteme, z.B. EtherCAT, Sercos III, Profinet.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Sammeleinrichtung digital mit den einzelnen Sensoren kommunizieren kann.

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass in dem ungeschützten Bereich der Beschichtungseinrichtung eine Stromversorgung für die Datenschnittstelle angeordnet ist, wobei diese Stromversorgung zur Gewährleistung eines Explosionsschutzes eigensicher ausgeführt sein kann, wie vorstehend bereits unter Hinweis auf verschiedene technische Normen zum Explosionsschutz erläutert wurde.

Darüber hinaus ist zu bemerken, dass die Beschichtungseinrichtung eine Dosierpumpe aufweisen kann, die das Beschichtungsmittel dosiert und im Betrieb einen bestimmten Eingangsdruck und einen bestimmten Ausgangsdruck aufweist. Die Dosierpumpe kann hierbei in dem Schutzbereich angeordnet sein, wobei Sensoren den Eingangsdruck und/oder den Ausgangsdruck der Dosierpumpe messen. Darüber hinaus kann auch ein Temperatursensor vorgesehen sein, der eine Beschichtungsmitteltemperatur misst, vorzugsweise an oder in der Dosierpumpe.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Lackierroboters.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Lackierroboters aus Figur 1 mit den verschiedenen Komponenten in den Roboterarmen.

Figur 3 zeigt eine Abwandlung von Figur 2.

Figur 4 zeigt eine weitere Abwandlung von Figur 2 mit einem drahtlosen Übertragungssystem.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Abwandlung des drahtlosen Übertragungssystems aus Figur 4.

Figur 6A zeigt eine Perspektivansicht einer Dosierpumpe mit einem Druckmessmodul.

Figur 6B zeigt eine Perspektivansicht des Druckmessmoduls der Dosierpumpe aus Figur 6A.

Im Folgenden wird nun zunächst das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lackierroboters 1 beschrieben, wie er in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.

Der Lackierroboter 1 ist weitgehend herkömmlich aufgebaut und enthält eine serielle Roboterkinematik mit einer Roboterbasis 2, einem schwenkbaren Roboterglied 3, einem proximalen Roboterarm 4 („Arm 1"), einem distalen Roboterarm 5 („Arm 2") und einer mehrachsigen Roboterhandachse 6, wobei an der Roboterhandachse 6 ein Rotationszerstäuber 7 mit einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung montiert ist.

Aufgrund der elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung befindet sich ein Bereich des Lackierroboters 1 im Betrieb auf Hochspannungspotenzial. Figur 2 zeigt einen solchen Schutzbereich 8, der im Betrieb auf Hochspannungspotenzial liegt und sich im Wesentlichen über den distalen Roboterarm 5, die Roboterhandachse 6 und den Rotationszerstäuber 7 erstreckt.

Darüber hinaus weist der Lackierroboter 1 einen Bereich auf, der sich auch im Betrieb auf elektrischen Erdpotential befindet und somit nicht aufgeladen ist. Figur 2 zeigt einen solchen ungeschützten Bereich 9, der auf Erdpotential liegt und im Wesentlichen den proximalen Roboterarm 4, das schwenkbare Roboterglied 3 und die Roboterbasis 2 umfasst. In dem Schutzbereich 8 befinden sich mehrere Sensoren 10, 11, 12, 13, wobei es sich beispielsweise um Drehzahlsensoren, Drucksensoren, Strömungssensoren oder Temperatursensoren handeln kann, um nur einige Beispiele zu nennen. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Sensoren 10-13 elektrisch betrieben sind und die zum Betrieb erforderliche elektrische Energie von einer zentralen Sammeleinrichtung 14 erhalten, die in dem Schutzbereich 8 angeordnet ist.

Weiterhin befindet sich in dem Schutzbereich 8 eine eigensichere Stromversorgung 15, die beispielsweise eine elektrische Batterie aufweisen kann. Die eigensichere Stromversorgung 15 liefert Energie an die zentrale Sammeleinrichtung 14, die wiederum die Sensoren 10-13 mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt. Dies ist vorteilhaft, weil die einzelnen Sensoren 10-13 dann keine eigene Stromversorgung in Form einer Batterie benötigen, die häufig ausgetauscht werden muss.

In dem ungeschützten Bereich 9 des Lackierroboters 1 befindet sich eine Datenschnittstelle 16 (E/A- Converter), die über einen Lichtwellenleiter 17 mit der Sammeleinrichtung 14 verbunden ist. Die Sammeleinrichtung 14 und die Datenschnittstelle 16 enthalten also jeweils einen opto-elektroni- schen Wandler, um eine Datenübertragung über den Lichtwellenleiter 17 zu ermöglichen.

Im Betrieb sammelt die Sammeleinrichtung 14 die Sensordaten von den Sensoren 10-13 und überträgt diese zentral über den Lichtwellenleiter 17 an die Datenschnittstelle 16.

Die Datenschnittstelle 16 ermöglicht eine externe Datenanbindung über die dargestellten Schnittstellenarten, wie analoge und/oder digitale Schnittstellen (z.B. Ethernet-Bus, Bluetooth, IO-Link, analoge Schnittstelle Al-T, AI, AI/AO, digitale Schnittstelle DI) zur Übertragung von Temperaturdaten.

Ferner kann die Schnittstelle 16 einen Schwingungssensor 18 und eine eigensichere Stromversorgung 19 enthalten.

Figur 3 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in dem Schutzbereich 8 die in Figur 2 dargestellte eigensichere Stromversorgung 15 fehlt. Stattdessen ist die eigensichere Stromversorgung 19 in dem ungeschützten Bereich 9 über eine Stromleitung 20 mit der Sammeleinrichtung 14 verbunden. Die Sammeleinrichtung 14 erhält die zum Betrieb der Sensoren 10-13 erforderliche elektrische Energie hierbei also über die Stromleitung 20 von der eigensicheren Stromversorgung 19.

Figur 4 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 2 und 3, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Datenschnittstelle 16 durch ein Übertragungssystem 21 mit einer induktiven Kopplung mit der Sammeleinrichtung 14 verbunden ist. Die Übertragungseinrichtung 21 weist eine Sendespule 22 und eine Empfangsspule 23 auf, die induktiv gekoppelt sind.

Zum einen ermöglicht das Übertragungssystem 21 eine Energieübertragung von der Datenschnittstelle 16 zu der Sammeleinrichtung 14, damit die Sammeleinrichtung 14 die Sensoren 10-13 mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgen kann.

Zum anderen ermöglicht das Übertragungssystem 21 aber auch eine bidirektionale Datenübertragung zwischen der Datenschnittstelle 16 und der Sammeleinrichtung 14, indem den hochfrequenten Signalen Datensignale aufmoduliert werden. Auf diese Weise kann die Sammeleinrichtung 14 die Sensordaten an die Datenschnittstelle 16 übertragen.

Zu den Figuren 1-4 ist zu erwähnen, dass auch eine Abwandlung ohne eine elektrostatische Beschichtungsmittelaufladung möglich ist. Hierbei ist der Schutzbereich 8 ein explosionsgeschützter Bereich, während der ungeschützte Bereich 9 nicht explosionsgeschützt ist.

Darüber hinaus besteht alternativ auch die Möglichkeit, dass der Schutzbereich 8 unter Hochspannung steht und explosionsgeschützt ist, während der ungeschützte Bereich 9 auf Erdpotential liegt und keinen Explosionsschutz aufweist. Figur 5 zeigt eine Abwandlung des Übertragungssystems 21 aus Figur 4, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass die Sendespule 22 mit einem senderseitigen Resonanzkreis 24 induktiv gekoppelt ist, während die Empfangsspule 23 mit einem empfängerseitigen Resonanzkreis 25 induktiv gekoppelt ist.

Weiterhin ist in der Zeichnung dargestellt, dass die Sendespule 22 von einem Oszillator 26 angesteuert wird, während die Empfangsspule 23 mit einem Gleichrichter 27 verbunden ist.

In diesem Ausführungsbeispiel arbeitet das Übertragungssystem 21 also mit einer resonant-induk- tiven Kopplung.

Die Figuren 6A und 6B zeigen Perspektivenansichten einer Dosierpumpe 28, die in dem Schutzbereich 8 angeordnet ist und den zu applizierenden Lack dosiert.

An die Dosierpumpe 28 ist ein Druckmessmodul 29 angebaut, das Drucksensoren zur Druckmessung am Eingang und am Ausgang der Dosierpumpe 28 enthält.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen. Bezugszeichenliste:

1 Lackierroboter

2 Roboterbasis

3 Schwenkbares Roboterglied

4 Proximaler Roboterarm („Arm 1")

5 Distaler Roboterarm („Arm 2")

6 Roboterhandachse

7 Rotationszerstäuber

8 Schutzbereich im „Arm 2"

9 Ungeschützter Bereich im „Arm 1"

10-13 Sensoren

14 Sammeleinrichtung

15 Eigensichere Stromversorgung im Schutzbereich („Arm 2")

16 Datenschnittstelle

17 Lichtwellenleiter zwischen Sammeleinrichtung und Datenschnittstelle

18 Schwingungssensor im ungeschützten Bereich

19 Eigensichere Stromversorgung im ungeschützten Bereich („Arm 1")

20 Stromleitung von der eigensicheren Stromversorgung im ungeschützten Bereich zu der Sammeleinrichtung in dem geschützten Bereich

21 Übertragungssystem zur Energieübertragung aus dem ungeschützten Bereich zu der Sammeleinrichtung in dem geschützten Bereich

22 Sendespule

23 Empfangsspule

24 Senderseitiger Resonanzkreis

25 Empfängerseitiger Resonanzkreis

26 Oszillator I Gleichrichter

28 Dosierpumpe

29 Druckmessmodul mit Drucksensoren am Eingang und am Ausgang der Dosierpumpe