專利名稱：馬達(dá)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如專利權(quán)利要求1前序部分中所述類型的用于噴涂心軸的設(shè)備。在此，噴涂心軸首先意味著用于涂料場(chǎng)合的噴涂心軸，但是這并不排除除涂料之外的其它介質(zhì)與本發(fā)明一起使用的可能性。為了簡(jiǎn)單起見，本發(fā)明的描述將參照噴涂心軸。
背景技術(shù)：
目前，這種噴涂心軸最普通的應(yīng)用場(chǎng)合是對(duì)車體進(jìn)行噴涂，但是心軸當(dāng)然可用于許多其它情形——只要認(rèn)為其是適合與可能的?？紤]到噴涂心軸的構(gòu)造和工作，心軸安裝在托架裝置上，所述托架裝置通常是位于機(jī)器人手中或門架中的工具，所述機(jī)器人手或門架使得心軸可相對(duì)于待噴涂物件移動(dòng)。原理上，噴涂心軸包括一如名稱所述的心軸，在該心軸的驅(qū)動(dòng)端附接有一指向外側(cè)的圓錐形的鐘形件。心軸軸桿連同其鐘形件例如以6000到130000轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)，且鐘形件的開口的直徑在25毫米到80毫米之間。涂料饋送經(jīng)過心軸而抵達(dá)鐘形件的錐頂、并通過離心力而沿著鐘形件的內(nèi)側(cè)離開其邊緣、并從該處向前射出。為了將這些涂料的小滴施加到例如車體的物件上，涂料微粒帶上靜電且物件接地。相對(duì)于地線(待噴涂物件)而言，所帶靜電電勢(shì)的范圍通常落在30000到130000伏之內(nèi)。因?yàn)槲锛蛧娡课⒘Ｖg的電勢(shì)差，離開鐘形件的噴涂微粒由待噴涂物件吸附住。為了偏轉(zhuǎn)帶電的涂料微粒——所述涂料微粒因?yàn)殓娦渭霓D(zhuǎn)動(dòng)而將沿徑向離開鐘形件，從外側(cè)于鐘形件的后方提供一個(gè)成形氣流，該氣流大致上沿著軸向、從而迫使涂料微粒流從鐘形件朝著物件偏轉(zhuǎn)。靜電荷通常由帶靜電的心軸形成，這意味著涂料微粒也是帶電的?？蛇x地，涂料微?？梢栽陔x開鐘形件之后通過一桿狀天線帶上電，桿狀天線例如呈圓形設(shè)置在一個(gè)部分的周圍——涂料微粒在通往待噴涂物件的路徑上將通過這個(gè)部分。為了使得涂料微?？杀淮龂娡康慕拥匚锛阶。衅渌挥趲щ娡苛衔⒘８浇奈锛急仨毰c這些涂料微粒具有相同的電勢(shì)。這意味著例如心軸和其附接件——例如機(jī)器人手——與涂料微粒具有相同的電勢(shì)，這還意味著在心軸及其附接件和設(shè)備的其余部分之間必須設(shè)有電絕緣的部件，以保持噴涂心軸和待噴涂物件之間的電勢(shì)差。
由于軸桿直徑、轉(zhuǎn)速和對(duì)清潔度的要求，空氣軸承是目前主要的軸承技術(shù)。采用了一個(gè)通常置于心軸后邊緣處或者直接位于噴涂鐘形件后方的電勢(shì)消除器，以消除軸桿和心軸殼體之間的電勢(shì)差、以及防止因?yàn)殡娀鸹ǖ男纬啥赡馨l(fā)生于軸承表面中的損傷。為了驅(qū)動(dòng)心軸軸桿，因?yàn)樗枰母咚?，目前采用了空氣渦輪機(jī)。這使得壓縮空氣形式的所需能量可以被傳遞到帶電的心軸單元，而不會(huì)影響電絕緣。隨著生產(chǎn)量要求的提高(500-2000毫升/分種的涂料)，需要對(duì)渦輪機(jī)供應(yīng)更多的能量，因?yàn)閷?shí)際的因素，其通常通過增加渦輪機(jī)中的壓降來實(shí)現(xiàn)。這樣的一個(gè)效果是渦輪機(jī)中空氣的膨脹使得溫度下降的幅度增大，這導(dǎo)致心軸殼體的溫度降低，導(dǎo)致周圍空氣中的水分在冷的表面上冷凝，該冷凝會(huì)對(duì)噴涂效果形成不利的影響。在一些情形中，溫度的降低甚至?xí)?dǎo)致在渦輪機(jī)中和附近形成冰，這會(huì)危及渦輪機(jī)的性能和工作。為了減輕心軸的這些冷卻問題，目前通常對(duì)供應(yīng)的空氣進(jìn)行預(yù)加熱，從而使得可以基本上實(shí)現(xiàn)所期望的溫度，且避免了冰和冷凝的問題。除了形成冰和冷凝的問題之外，與空氣的使用相關(guān)的另一個(gè)問題是所供應(yīng)的能量和涂料最后接收到的能量之間的能量效率很低。
為了克服與由空氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的噴涂心軸相關(guān)的背景技術(shù)中的問題，作為代替，嘗試用電動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)這種心軸。在此所指類型的噴涂心軸通常設(shè)置在機(jī)器人臂的外端處，其意味著噴涂心軸必須制造得盡可能小和輕以增加噴涂過程中的可達(dá)性和可用性。此外，噴涂心軸必須易于安裝、維修和操作。
目前，還沒有有效的解決方案把電動(dòng)馬達(dá)用作驅(qū)動(dòng)源而將必須的控制信息傳遞到噴涂心軸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過將控制信息簡(jiǎn)單地傳遞到噴涂心軸來解決問題，可通過本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的特征在于專利的權(quán)利要求中所述的特征。


為了清晰起見，將參照附圖對(duì)噴涂心軸進(jìn)行更詳細(xì)的全面描述，其中圖1示意性地示出了一個(gè)機(jī)器人，其在外機(jī)器人外臂的端部處承載有一個(gè)噴涂心軸；圖2示出了一個(gè)剖切依據(jù)本發(fā)明噴涂心軸的示意性剖視圖；圖3A示出了一個(gè)噴涂鐘形件，該圖為從噴涂鐘形件與軸桿相鄰的一側(cè)觀察；圖3B示出了一個(gè)剖切噴涂鐘形件和心軸軸桿的縱向剖視圖，其中噴涂鐘形件和心軸軸桿彼此分開；圖4示出沿圖2中IV-IV線的剖視圖，但是僅僅示出了轉(zhuǎn)子和定子；圖5和圖6示出了噴涂心軸殼體端部的兩種不同實(shí)施方式；圖7示意性地示出了在使用時(shí)位于噴涂心軸外部的空氣湍流；圖8示出了一種用于減輕湍流的設(shè)計(jì)；圖9示出了另一種用于減輕湍流的設(shè)計(jì)；圖10示意性地示出了所需要的能量和控制信息向噴涂心軸的傳送；圖11示出了設(shè)置安全變壓器位置的一個(gè)示例；
圖12示意性地示出了將能量和控制信息傳遞到噴涂心軸的另一種設(shè)計(jì)；圖13示出了組合的安裝螺栓和電連接；圖14示出了組合的空氣連接和電連接；圖15示意性地示出剛好在心軸軸桿一端部外側(cè)處剖切噴涂心軸的剖視圖；圖16和17示出了心軸軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)固定裝置的兩個(gè)不同位置。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出了一個(gè)機(jī)器人1，機(jī)器人1在機(jī)器人外臂的外端部處安裝有噴涂心軸2。
在圖2、3中示出了用于噴涂心軸的心軸殼體，該心軸殼體容置一轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿4，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿4又容置一個(gè)不轉(zhuǎn)動(dòng)的管5。轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿4通過兩個(gè)徑向空氣軸承6、以及在所示出的示例中還通過兩個(gè)軸向空氣軸承7安裝在殼體3中，并且在一端處——圖中的左端處——承載一個(gè)截頭圓錐體狀的漏斗8，該漏斗被稱作是噴涂鐘形件、與軸桿4一起轉(zhuǎn)動(dòng)。靜止的管5通過管道5a將涂料向漏斗8輸送，并在轉(zhuǎn)動(dòng)軸桿4的端部處及鐘形件8的內(nèi)側(cè)處開口，如同可以在圖中看到的那樣。目前，軸桿4通常以6000到130000轉(zhuǎn)/分鐘的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。標(biāo)號(hào)9指代一個(gè)布置在心軸殼體中的空氣管道，其產(chǎn)生一個(gè)成形氣流10，導(dǎo)致在鐘形件的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中被射出鐘形件8的涂料微粒沿軸向偏轉(zhuǎn)而朝向待噴涂的物件(未示出)。物件的電勢(shì)是地電勢(shì)，而心軸與噴涂微粒相對(duì)于物件而言具有一個(gè)范圍在30000到130000伏的電勢(shì)，其意味著噴涂微粒將由待噴涂物件吸附。
軸桿4由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，該電動(dòng)馬達(dá)包括定子鐵心11、定子繞組12和固定在軸桿4上的轉(zhuǎn)子13。到目前為止所描述的內(nèi)容屬于現(xiàn)有技術(shù)，因此不需要進(jìn)一步的解釋。
除了通過安全變壓器連接到電源——該安全變壓器在不同電勢(shì)等級(jí)之間(30000到130000伏)形成必須的電隔離，還可以將儲(chǔ)存能量或產(chǎn)生能量的單元用做電動(dòng)馬達(dá)的能量來源，例如與待噴涂的物件電隔離的電池、電容器或燃料電池。
將噴涂鐘形件安裝到心軸軸桿上圖3B以剖視方式示出了轉(zhuǎn)動(dòng)心軸軸桿4，其中固定有噴涂管5。14指代心軸軸桿4的一個(gè)部分錐形表面，而標(biāo)號(hào)15指代軸桿的內(nèi)螺紋。噴涂鐘形件8還具有一與部分錐形表面14相互作用的部分錐形表面16、以及與心軸軸桿的螺紋15相互作用的外螺紋17。
為了防止噴涂鐘形件8在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從心軸軸桿4上意外地松脫，依據(jù)本發(fā)明，噴涂鐘形件8的螺紋部分17設(shè)置有形成段節(jié)19的軸向槽縫18，在所示的情形中有6個(gè)段節(jié)。這意味著當(dāng)噴涂鐘形件牢固地?cái)Q緊在軸桿4上時(shí)，鐘形件8的螺紋段節(jié)19將抵接著軸桿4螺紋部分15上的螺紋和螺紋側(cè)表面而徑向朝內(nèi)地屈服，這意味著當(dāng)軸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)段節(jié)19將因?yàn)殡x心力而被迫向外側(cè)或張開、且噴涂鐘形件8的段節(jié)19將產(chǎn)生一徑向往外的力，該徑向往外的力又被傳遞到在心軸軸桿4和鐘形件8之間相互作用的螺紋側(cè)表面上，這也意味著形成了一個(gè)軸向力，該力導(dǎo)致部分錐形表面14和16彼此“鎖住”。
從而，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，由離心力在螺紋段節(jié)19上產(chǎn)生的張開將把噴涂鐘形件8牢固地鎖在軸桿4上、并防止噴涂鐘形件8松脫。螺紋段節(jié)19的彈性性能還可確保噴涂鐘形件8由錐16和14而不是由螺紋15和17導(dǎo)引到鎖住位置，這減少了在噴涂鐘形件8和心軸軸桿4的對(duì)應(yīng)的錐和螺紋之間的公差要求。
定子的冷卻當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)11、12、13(見視圖2)被用作心軸軸桿4的驅(qū)動(dòng)源時(shí)，除由摩擦損失產(chǎn)生的熱量之外，還在馬達(dá)的定子鐵心11、定子繞組12和轉(zhuǎn)子13中產(chǎn)生了熱損失。為了不危及心軸軸桿4的功能——其原因例如為過度加熱以及從而不能處理的膨脹，必須散掉足夠多的產(chǎn)生的熱損失，即對(duì)軸桿4進(jìn)行冷卻。
這通過在壓縮空氣的幫助下來排出過多的熱量而實(shí)現(xiàn)，所述壓縮空氣用于成形氣流10并被供應(yīng)到設(shè)備內(nèi)。依據(jù)在圖2中示出的示例，此壓縮空氣、或者至少部分壓縮空氣被導(dǎo)引經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)位于殼體3中、與電動(dòng)馬達(dá)的定子繞組12相接觸的管道9。借助于箭頭，該圖示出壓縮空氣經(jīng)過定子繞組12而進(jìn)入到位于其后方的管道20中。
圖4示出了一個(gè)剖切圖2中定子的IV-IV剖視圖，其中定子的繞組由標(biāo)號(hào)12指代。這些繞組設(shè)置有相鄰的貫通管道20以使得壓縮空氣(成形空氣)可以穿過定子，并且依據(jù)這個(gè)圖，這些貫通管道布置在繞組背離轉(zhuǎn)子13的那一側(cè)上；管道20當(dāng)然可以設(shè)置在繞組的內(nèi)部、或者設(shè)置在位于定子相應(yīng)繞組槽中的繞組線之間。由此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)定子的有效冷卻以及對(duì)轉(zhuǎn)子的部分冷卻。然而，為了使冷卻空氣不會(huì)滲漏到所述轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙內(nèi)，定子覆有防滲漏的襯里21(視圖2和4)。
成形氣流10在定子11內(nèi)在繞組端部之間離開管道20，在圖2中以由位于定子繞組12端部處的箭頭標(biāo)出。
心軸軸桿相對(duì)于心軸殼體轉(zhuǎn)動(dòng)固定而不產(chǎn)生未限定的徑向載荷一個(gè)問題是從心軸軸桿4上拆除噴涂鐘形件8(或者將噴涂鐘形件8安裝到心軸軸桿4上)(見視圖2、15-17)而不損壞心軸軸桿的位于心軸殼體3中的軸承6。鐘形件8通常擰到心軸軸桿4上，為此，需要一個(gè)扭矩來拆除和安裝鐘形件，這意味著必須對(duì)心軸軸桿施加一個(gè)反抗扭矩。目前，通常通過在心軸軸桿背離鐘形件的端部處設(shè)置一個(gè)扭矩臂(其為一個(gè)銷)來產(chǎn)生此反抗扭矩，該銷手動(dòng)地使用、或者在起到阻擋作用的止擋件的幫助下使用。這意味著在施加用于拆除和安裝的扭矩時(shí)，在此工作過程中，心軸軸桿4將受到一個(gè)徑向力的作用，這導(dǎo)致心軸軸桿4以不受控制的支承載荷而不受控制地支撐抵靠在軸承表面上，從而，會(huì)導(dǎo)致對(duì)軸承的損害。
圖15-17示出了一種設(shè)備，其中在施加拆除和安裝鐘形件8的扭矩時(shí)，軸承表面不會(huì)由心軸軸桿4以不受控制的方式徑向地加載，因?yàn)樵撛O(shè)備如此地設(shè)計(jì)允許心軸軸桿4在徑向平面X-Y中的由平移、但心軸軸桿4不能相對(duì)于心軸殼體3轉(zhuǎn)動(dòng)，以此方式反抗扭矩被傳遞到心軸殼體3。
所述設(shè)備包括環(huán)形的鎖定墊片53，其內(nèi)直徑略大于心軸軸桿4的外直徑。鎖定墊片53設(shè)置有第一對(duì)徑向相對(duì)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)銷54、以及第二對(duì)彼此徑向向外地指向的驅(qū)動(dòng)銷55，所述驅(qū)動(dòng)銷55設(shè)置成與驅(qū)動(dòng)銷54成直角。心軸軸桿4的端部設(shè)置有多個(gè)槽56(在圖中所示出的示例中設(shè)置有8個(gè)槽)。槽56的尺寸如此地限定其可以容置驅(qū)動(dòng)銷54，而第二驅(qū)動(dòng)銷55容置在位于心軸殼體3內(nèi)的槽57中。鎖定墊片53相對(duì)于心軸軸桿4可沿軸向有限地移動(dòng)，從而使得當(dāng)驅(qū)動(dòng)銷55置于槽57中時(shí)，驅(qū)動(dòng)銷54可以與槽56接合及脫開接合(參照?qǐng)D16和17)。在鎖定墊片53的軸向外側(cè)設(shè)置有一呈半圓形延伸的軛形件58(為了清晰起見，在圖16和7中沒有剖切軛形件58)，該軛形件也類似地可沿軸向有限地移動(dòng)。軛形件58的自由端接合于鎖定墊片53的外側(cè)，且依據(jù)所示出的示例，其接合在第二驅(qū)動(dòng)銷55的頂部。通過軛形件58，鎖定墊片53可以在一個(gè)位置(見視圖16)和第二位置(見視圖17)之間軸向地移動(dòng)，在圖16的位置中，鎖定墊片53通過凹入在心軸殼體3內(nèi)的彈簧59而保持移位，使得驅(qū)動(dòng)銷54脫離與心軸軸桿的接合；在所述的第二位置中，鎖定墊片53抵抗彈簧59的作用而保持被壓下，同時(shí)驅(qū)動(dòng)銷54和55分別與心軸軸桿的槽56和心軸殼體3的槽57接合。軛形件58在操作裝置61的幫助下工作，該操作裝置61可抵抗彈簧60而軸向地移位。操作裝置61設(shè)置有一接合于軛形件58下方的傾斜或楔形表面62，適合地，其位于圖16和17中所指示的跟部63的下方。當(dāng)操作裝置61由彈簧60保持在依據(jù)圖16的導(dǎo)出位置上時(shí)，鎖定墊片53由彈簧59導(dǎo)出到一個(gè)位置——在該位置，驅(qū)動(dòng)銷不與心軸軸桿中的槽接觸。通過克服彈簧60的力而按壓操作裝置61，在軛形件58繞心軸殼體的阻擋64樞轉(zhuǎn)的同時(shí)，跟部63將被壓向上方，該阻擋64使得軛形件58如杠桿一樣操作——杠桿的支點(diǎn)位于阻擋64處，從而壓下鎖定墊片53，使得驅(qū)動(dòng)銷54接合到槽56內(nèi)。從而，心軸軸桿不能相對(duì)于心軸殼體轉(zhuǎn)動(dòng)、但是可以沿徑向自由地移動(dòng)。如果釋放操作裝置61，則該操作裝置被推出，而軛形件及鎖定墊片53受彈簧59的力的導(dǎo)引而脫出所述的槽。當(dāng)然，操作裝置61的向外運(yùn)動(dòng)適當(dāng)?shù)厥艿较拗啤?br> 保護(hù)徑向軸承的出口不會(huì)被噴涂污染目前的一個(gè)重大問題是在徑向空氣軸承6之一或兩者處，涂料積聚在心軸軸桿4上(見視圖2、5、6)。在一段時(shí)間之后，這導(dǎo)致在徑向軸承中工作的空氣不能自由地離開軸承間隙，其對(duì)軸承的承載能力以及冷卻均造成負(fù)面效應(yīng)，明顯地降低了噴涂心軸2的性能并減少了其壽命。
為了防止涂料在心軸軸桿4上的這種積聚——其妨礙了前和/或后徑向空氣軸承6的工作，一個(gè)腔22緊接地設(shè)置在軸承或多個(gè)軸承的外側(cè)并鄰近軸承間隙，該腔延伸一整圈、并通過間隙23而通向心軸軸桿4。以正壓工作并離開軸承間隙而流入到腔22中的軸承空氣在所述的腔內(nèi)形成一定的正壓，其導(dǎo)致一小部分的軸承空氣被用作屏障空氣并流出而進(jìn)入到位于心軸軸桿4和唇形件——該唇形件于腔22和空間25之間在心軸軸桿周圍延伸——之間的間隙中，防止涂料進(jìn)入到腔內(nèi)，而大部分的軸承空氣以傳統(tǒng)的方式(未示出)從所述的腔排出，其避免在軸承中形成不利的反壓。
還可以構(gòu)想在所示腔22的外側(cè)設(shè)置另外的第二腔26，如圖6所示。以正壓將保護(hù)空氣供應(yīng)到腔26。此保護(hù)空氣一方面被排到腔22中，另一方面被排到空間25中(用于將保護(hù)空氣供應(yīng)到腔26的管道沒有示出)。
在心軸殼體延伸并包繞噴涂鐘形件、且于該噴涂鐘形件外周與心軸殼體之間形成間隙的實(shí)施方式中(見視圖6)，獨(dú)立的額外管道(未示出)可導(dǎo)向空間25，以可以在空間25中形成期望的壓力。心軸軸桿的表面處理為了防止涂料在徑向空氣軸承6之一或兩者附近粘附和積聚在心軸軸桿4(視圖2)上，一個(gè)與上述不同的方法、或者是對(duì)上述的補(bǔ)充方法是這樣的心軸軸桿4在其軸向長(zhǎng)度的至少一部分上涂覆有表面涂層，這減少了涂料粘附在心軸軸桿上的可能性；否則，軸承空氣從軸承6的流出受到影響，這減少了軸承的承載能力并影響了其冷卻。
表面涂層的一個(gè)示例為Teflon。
控制成形氣流(圖7、8和9)如上所述，成形氣流10大致沿軸向以高速供應(yīng)向噴涂鐘形件8，從而通過與靜電力相互作用而將由鐘形件射出的涂料微粒偏轉(zhuǎn)向待噴涂的物件。成形氣流10將涂料微粒偏轉(zhuǎn)向物件的功能不是完全有效的，相反地，在成形氣流流出鐘形件并拉動(dòng)其周圍空氣與之一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，在鐘形件8的外側(cè)形成有一定的湍流，湍流也試圖拉動(dòng)噴涂微粒與其一起運(yùn)動(dòng)，然后涂料微粒會(huì)沉積在設(shè)備的外側(cè)上。這在圖7中以箭頭27示出。
為了防止這個(gè)在目前的噴涂心軸中所發(fā)生的不便，設(shè)置了一個(gè)導(dǎo)流片裝置28(圖8和9)，該導(dǎo)流片裝置在噴涂心軸2的外側(cè)延伸并鄰近鐘形件8以及成形氣流10從所述設(shè)備中出來的出口9(也參照?qǐng)D6)。在圖8中以示例形式示出的導(dǎo)流片裝置對(duì)被成形氣流10拉動(dòng)的周圍空氣進(jìn)行導(dǎo)引，使其以大致上呈空氣層流的形式流經(jīng)鐘形件8，由此，位于鐘形件8外側(cè)附近的湍流27(圖7)得以減輕或者消除。導(dǎo)流片裝置28的形狀可以是一個(gè)延伸一整圈的“環(huán)”、或者被分成為多個(gè)部分。標(biāo)號(hào)29指代用于導(dǎo)流片裝置28的支撐凸緣，適當(dāng)?shù)?，其?shù)量可以是兩個(gè)或者更多個(gè)。導(dǎo)流片裝置28與其支撐凸緣29沿軸向安裝在心軸殼體3上以及沿軸向從心軸殼體3上拆除，支撐凸緣29于凹入部分中牢固地卡合在心軸殼體3上，其與心軸的安裝螺絲(未示出)一起提供。
圖9示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中過濾器30設(shè)置成心軸殼體3的一部分，其在鐘形件8的周圍上延伸，由此，在從殼體過渡到鐘形件處，與依據(jù)圖8的實(shí)施方式相比，由成形氣流所拉動(dòng)的空氣更平穩(wěn)地流動(dòng)。
在圖中，標(biāo)號(hào)31指代噴涂心軸的一個(gè)附件。適當(dāng)?shù)貥?gòu)造過濾器30的外形，使得其順著導(dǎo)流片裝置28的內(nèi)側(cè)。
軸向空氣軸承的設(shè)置為了獲得盡可能短和緊湊的噴涂心軸、從而獲得盡可能短和緊湊的噴涂裝備——這對(duì)于其使用簡(jiǎn)便來說是非常重要的，通常為兩個(gè)的軸向空氣軸承的定位是非常重要的。
在這個(gè)方面，一個(gè)最佳的解決方案是在轉(zhuǎn)子13的兩側(cè)并鄰近轉(zhuǎn)子13將兩個(gè)軸向空氣軸承7設(shè)置在心軸軸桿4上(見視圖2)。軸向軸承7的安裝是緊湊的，同時(shí)，轉(zhuǎn)子將對(duì)軸向空氣軸承提供一個(gè)沿軸向的天然支撐。軸向空氣軸承——其延伸了心軸軸桿4——不需要特別的安裝措施。
可以采用單動(dòng)式的軸向軸承，其中沿相反方向的軸向力由磁場(chǎng)產(chǎn)生(未示出的實(shí)施方式)。當(dāng)軸向空氣軸承不工作時(shí)，軸桿在磁場(chǎng)作用下所抵壓的表面可用作摩擦表面，以對(duì)心軸軸桿進(jìn)行制動(dòng)防止其轉(zhuǎn)動(dòng)。
噴涂心軸的編碼在實(shí)際中，越來越普遍地將盜版構(gòu)件與原裝產(chǎn)品一起使用。在某些情形中這是危險(xiǎn)的并會(huì)引起毀滅性的后果——如果盜版構(gòu)件并不具有原裝產(chǎn)品所需要的質(zhì)量(尺寸、材料的選擇，等等)。
為了防止使用盜版制造的噴涂心軸2(見視圖2)——例如更換依據(jù)本發(fā)明的原裝設(shè)備的原裝心軸的情形，建議所制造的噴涂心軸設(shè)置有一個(gè)編碼，該編碼由設(shè)備的控制裝備所讀取，并且能夠使得在原裝設(shè)備中只能使用正確編碼的噴涂心軸2。沒有編碼、或者編碼不正確使得噴涂心軸的控制裝備作出反應(yīng)，并例如通過切斷電動(dòng)馬達(dá)的電源供應(yīng)而使得設(shè)備不能使用。
通過對(duì)噴涂心軸進(jìn)行編碼，還可以在設(shè)備操作期間跟蹤和收集數(shù)據(jù)、并且從此數(shù)據(jù)獲得基本信息，以增加產(chǎn)品的可靠度和性能。這可以例如通過由包括在設(shè)備中的控制系統(tǒng)對(duì)每個(gè)噴涂心軸進(jìn)行識(shí)別并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦?yīng)商處的心軸監(jiān)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，以此方式可以收集這個(gè)心軸的歷史操作數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的心軸的速度控制(見視圖10、11、12)如圖1所示，在此所述類型的由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的噴涂心軸通常承載于噴涂機(jī)器人臂的外端部處。考慮到機(jī)器人臂的快速運(yùn)動(dòng)以及帶來的作用在機(jī)器人上的扭矩和載荷，努力使噴涂心軸2的重量最小。
在圖12中，標(biāo)號(hào)32指代一個(gè)交流電源，其頻率可以變動(dòng)。從電源32饋入的交流電流輸送到安全變壓器33，在該處，交流電流被轉(zhuǎn)變成低壓——例如40伏——的直流電流，該直流電流將具有一疊加的頻率，該頻率與用于控制馬達(dá)速度的頻率成比例。此頻率由集成在噴涂心軸中的控制電子設(shè)備34(也參見視圖13、14)所探測(cè)，在該處，直流電流通過疊加的交流電壓轉(zhuǎn)變成期望的饋入頻率，其導(dǎo)致噴涂心軸(見視圖2)的電動(dòng)馬達(dá)(11、12、13)以期望的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
將安全變壓器33在控制單元34之前連接到電源的優(yōu)點(diǎn)在于安全變壓器33能夠以比馬達(dá)所需頻率要高得多的頻率工作。這又意味著變壓器可如期望地那樣體積更小、重量更輕地造得很緊湊——如可從圖11中所看到的那樣，以將安全變壓器33設(shè)置在機(jī)器人臂中。當(dāng)然，如果需要的話，還可以將變壓器33和控制單元34組合起來而形成單個(gè)單元。
借助于以光線、聲波、無線電通訊傳遞的信息、或者所傳遞能量的信息、或者兩者的結(jié)合，在電源和馬達(dá)控制之間的信息交換——其目的是為了實(shí)現(xiàn)期望的例如加速、減速和速度的操作特征——通過與連接到變壓器初級(jí)側(cè)或次級(jí)側(cè)的單元的通訊而實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速例如可通過光學(xué)手段或聲脈沖而讀取，該方法的使用不需要影響電絕緣。
安全變壓器33被適當(dāng)?shù)仞佉越涣麟妷?，其頻率是心軸軸桿4期望速度的倍數(shù)，例如是速度的12-9倍。由此，可使得變壓器的物理體積和重量最小。在控制電子設(shè)備(圖12中以標(biāo)號(hào)34指代)中所接收到的交流電壓的頻率比饋送到安全變壓器33中的頻率要低，以形成所需要的頻率、從而以期望的速度驅(qū)動(dòng)心軸軸桿4。通過變動(dòng)從電源32饋送到安全變壓器33的交流電流的頻率，從而可以改變心軸軸桿4的速度。
圖10示意性地示出了一個(gè)與圖12中所示相反的構(gòu)造，其具有設(shè)置在機(jī)器人旁側(cè)的控制電子設(shè)備35和電源單元32，而三個(gè)安全變壓器33設(shè)置在機(jī)器人臂中并且在此實(shí)施方式中將以馬達(dá)所需的頻率工作，從而要重得多。
圖12示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中控制電子設(shè)備34構(gòu)建在噴涂心軸2的實(shí)際殼體內(nèi)。當(dāng)然，圖中所示出的電源32和安全變壓器33可組合在一起而形成一個(gè)單元。
用于電連接的連接裝置的使用為了工作，由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的噴涂心軸需要用于操作馬達(dá)的電連接(通常是三相的、因此需要三個(gè)連接；在控制電子設(shè)備集成在心軸內(nèi)的情形中，需要兩個(gè)用于直流電的連接)、以及一方面用于冷卻空氣而另一方面用于成形空氣的連接。此外，需要將噴涂心軸安裝在機(jī)器人臂端部處的螺栓。因此，在三個(gè)安裝螺栓的情形中，為了對(duì)噴涂心軸進(jìn)行調(diào)節(jié)和變換需要處理三個(gè)電連接、一個(gè)用于控制信息的纜線、以及兩個(gè)空氣連接和三個(gè)螺栓連接。
在從機(jī)器人臂上拆除噴涂心軸以及將噴涂心軸安裝到機(jī)器人臂上時(shí)，這八個(gè)彼此不同的連接導(dǎo)致了不必要的費(fèi)時(shí)工作。因此，試圖減少連接的數(shù)量，并且同時(shí)使得安裝螺栓也起到電連接的作用、或者使得空氣連接也起到電連接的作用、或者是兩者的組合——其中安裝螺栓和空氣連接都可同時(shí)起到電連接的作用。
圖13示意性地示出了一個(gè)噴涂心軸，其例如通過三個(gè)安裝螺栓36(僅示出了一個(gè))、通過固定到機(jī)器人臂上的安裝凸緣31而安裝到例如機(jī)器人臂的端部上。對(duì)于每個(gè)螺栓，安裝凸緣31都設(shè)置有一個(gè)凹入部分37，在該凹入部分37中容置有一個(gè)青銅螺母38，該青銅螺母38通過一絕緣件39與凹入部分37的壁電隔離、從而與安裝凸緣31電隔離。安裝螺紋件36的頭部40支撐在噴涂心軸殼體3的肩部上，該安裝螺紋件絕緣地延伸通過殼體3并牢固地?cái)Q入到青銅螺母38中。電纜41(導(dǎo)體之一)導(dǎo)電地連接到螺母38。在附圖中，標(biāo)號(hào)34示意性地指代馬達(dá)的控制電子設(shè)備，在所示出的示例中，控制電子設(shè)備通過導(dǎo)電橋42接收電能，該導(dǎo)電橋與噴涂心軸殼體3電絕緣(在圖13中以參考標(biāo)號(hào)44指代)，但是其一方面通過安裝螺栓36的頭部40、另一方面通過螺紋件43而導(dǎo)電地緊固，在所示出的示例中，所述螺紋件43延伸穿過控制電子設(shè)備34、并且通過螺紋連接而導(dǎo)電地緊固橋42。
如果噴涂心軸2的安裝螺栓以在此所述的方式設(shè)計(jì)，容易理解將噴涂心軸安裝到安裝凸緣31上、以及從安裝凸緣31上拆除噴涂心軸僅通過松開螺栓36就簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭諝膺B接(未示出)由平面形成，在安裝上心軸時(shí)，所述平面嚴(yán)密地閉合。
圖14示出了空氣連接如何以相應(yīng)的方式也形成用于噴涂心軸電子控制設(shè)備和馬達(dá)的電連接。噴涂心軸中的空氣線路以標(biāo)號(hào)45指代。如結(jié)合圖13所描述的，安裝凸緣31在此情形中也設(shè)置有凹入部分37。第一刷39裝配在凹入部分37內(nèi)。所述刷39包繞第一導(dǎo)電套筒46、并使此第一導(dǎo)電套筒46與安裝凸緣絕緣。電纜47導(dǎo)電地連接到此套筒46。
以對(duì)應(yīng)的方式，第二絕緣刷48包繞著第二導(dǎo)電套筒49，第二導(dǎo)電套筒49通過電纜50導(dǎo)電地連接到噴涂心軸的電子控制設(shè)備34或馬達(dá)，該第二絕緣刷48設(shè)置在噴涂心軸的殼體3中。
與連接到安裝凸緣31的空氣線路51相類似，空氣線路45由例如不導(dǎo)電的軟管組成，每個(gè)空氣線路都部分地延伸入貫穿刷46、49的孔中，如可從圖14中看到的那樣。在軟管51和45的位于刷46和49中的端部之間，刷的通孔的直徑較小、對(duì)應(yīng)于軟管的內(nèi)直徑，從而，刷46、49本身形成空氣線路的一部分。一個(gè)防止空氣泄漏的密封環(huán)繞著所形成的孔而設(shè)置在刷46和49的導(dǎo)電接觸表面之間。
由此，可以看出一旦噴涂心軸安裝到安裝凸緣31上，就同時(shí)自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)了噴涂心軸與空氣和電之間的連接。
權(quán)利要求
1.一種用于以微粒涂覆表面的設(shè)備，其包括心軸軸桿(4)，所述心軸軸桿由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并設(shè)置有在所述心軸軸桿(4)轉(zhuǎn)動(dòng)期間輸送微粒的裝置(8)，其特征在于集成在噴涂心軸(2)中的馬達(dá)控制(34)包括一個(gè)單元，該單元能夠探測(cè)疊加在電源中的頻率，所述頻率為電動(dòng)馬達(dá)所需饋入頻率的倍數(shù)，從而能夠獲得所需的速度。
2.如權(quán)利要求1所述的用于以微粒來涂覆表面的設(shè)備，其特征在于所述電動(dòng)馬達(dá)的控制電子設(shè)備(34)在物理上與所述噴涂心軸(2)設(shè)置在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述控制電子設(shè)備(34)設(shè)置在承載著所述噴涂心軸(2)的機(jī)器人臂上。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述控制電子設(shè)備(34)設(shè)置在所述噴涂心軸的殼體(3)中。
全文摘要
一種用于以微粒涂覆表面的設(shè)備，其包括心軸軸桿(4)，所述心軸軸桿由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)并設(shè)置有在所述心軸軸桿(4)轉(zhuǎn)動(dòng)期間輸送微粒的裝置(8)。該設(shè)備的特征在于集成在噴涂心軸(2)中的馬達(dá)控制(34)包括一個(gè)單元，該單元能夠探測(cè)疊加在電源中的頻率，所述頻率為電動(dòng)馬達(dá)所需饋入頻率的倍數(shù)，從而能夠獲得所需的速度。
文檔編號(hào)B05B5/04GK1953811SQ200580015774
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者比約恩·林德 申請(qǐng)人:林德金融與發(fā)展公司