機器人布置結構、特別是布置在塗裝室中的機器人布置結構的製作方法

2023-09-16 03:51:35

專利名稱：機器人布置結構、特別是布置在塗裝室中的機器人布置結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機器人布置結構、特別是布置在塗裝室中的機器人布置結構。
背景技術：
由EP 1 609 532 Bl公開了一種用於塗裝機動車車身構件的塗裝設備，其中，塗裝機器人和操控機器人(例如門打開器、罩打開器)可移動地裝配在移動軌(「rails」)上， 其中，機器人分別通過所謂的能量引導鏈被供應對於運行所需的介質(例如漆、溶劑、驅動空氣、脈衝空氣、高電壓等)。在此，給每個移動軌配置一個用於裝配在該移動軌上的能量引導鏈的軌跡。這意味著，屬於確定的移動軌的能量引導鏈前後相繼地在同一軌跡上延伸。這種布置結構中的缺點是下述事實同一移動軌上的能量引導鏈會彼此衝突，由此限制了配屬的機器人的運動間隙。

發明內容
因此，本發明的任務是提供一種相應地改進了的機器人布置結構。所述任務通過一種根據主權利要求的機器人布置結構解決。本發明包括的一般技術教導是，使配置給同一移動軌上的機器人的能量引導鏈至少部分地在分開的軌跡中延伸。本發明的機器人布置結構同樣具有移動軌，所述移動軌可以按傳統方式構成並且優選允許線性運動。由EP 1 609 532 Bl和US 2008/0184932 Al例如公開了這種移動軌， 因此將所述公開文獻中關於移動軌設計結構方面的內容納入到本說明書中。此外，本發明的機器人布置結構具有多個機器人，所述機器人可沿著所述移動軌移動，從而使得所述移動軌對多個可沿著移動軌移動的機器人進行導向。優選所述機器人是塗裝機器人和/或操控機器人(例如罩打開器、門打開器)，就像它們例如由EP 1 609 532 Bl公開的那樣，因此將所述公開文獻中關於機器人的功能和設計結構的內容納入到本說明書中。所述機器人優選是多軸的並且例如連線性軸在內包括3、4、5或6個可動軸。此外， 所述機器人操縱優選具有2、3或4個軸的多軸機器人手軸。此外，在機器人手軸上或在遠端機器人臂上優選裝配有工具——例如噴霧器(例如旋轉式噴霧器、空氣噴霧器、無空氣器具、空氣混合器具、超聲波噴霧器等)或者用於打開機動車車身的罩或門的抓手。此外，本發明的機器人布置結構還具有多個能量引導鏈，所述能量引導鏈分別對所述機器人之一進行供給並且配置給所述機器人，其中，所述能量引導鏈中的每一個沿著所述移動軌在確定的軌跡中延伸。在本發明的範圍內使用的術語「能量引導鏈」應該在一般意義上理解並且並不局限於引導能量管路例如電流管路的能量引導鏈。相反，本發明的能量引導鏈可以引導氣動、 液壓和/或電管路。這種能量引導鏈例如可以從德國Igus有限責任公司、Kabelschl印P有限責任公司和Murrplastik系統技術有限責任公司得到。但是本發明的能量引導鏈優選涉及二維的能量引導鏈，這種能量引導鏈僅僅允許二維的展開運動。本發明的機器人布置結構的特徵是，配置給同一移動軌上的機器人的能量引導鏈在分開的軌跡中延伸。在此，存在下述可能性即，對於每個能量引導鏈分別設置一個自己的軌跡。但是在本發明的範圍內也存在下述可能性即，對於能量弓I導鏈設置多個分開的軌跡，它們分別由一組能量引導鏈鋪設。例如可以給一個移動軌的兩個機器人分配用於能量引導鏈的第一軌跡，而用於同一移動軌上的第三機器人的能量引導鏈具有單獨的軌跡。在本發明的範圍內使用的術語「用於能量引導鏈的軌跡」應在一般意義上理解並且優選表示長形延伸的、用於相應能量引導鏈的展開面，也就是能量引導鏈在其上展開並且然後用能量引導鏈下側支撐在展開面上的面。在本發明的一個優選實施例中，至少三個機器人可在移動軌上移動，給所述機器人分別配置一個能量引導鏈，其中，中間的機器人的能量引導鏈為一方並且兩個外側的機器人的能量引導鏈為另一方在分開的軌跡中延伸。優選用於能量引導鏈的不同軌跡豎直地分隔開。這意味著，不同的軌跡在不同的高度上延伸。例如，一個軌跡可布置在移動軌上方延伸並且另一軌跡可布置在移動軌下方。 在此，分隔開的軌跡優選在共同的垂直平面內(該垂直平面優選也包含移動軌)延伸，這有利地允許小的結構寬度。在本發明的範圍內存在下述可能性即，同一移動軌的能量引導鏈在縱向方向上相同地定向。這意味著，能量引導鏈在同一方向上展開。但是替代地也存在下述可能性即， 配置給確定移動軌的能量引導鏈不同地定向並且相應地在不同的方向上展開。在將三個可移動的機器人布置在一個移動軌上的情況下例如有意義的是，兩個外側的機器人具有相反定向的能量引導鏈，而中間的機器人具有可任意定向的能量引導鏈。此外，在本發明的範圍內存在下述可能性即，能量引導鏈在縱向方向上相同的定向並且彼此插入。這意味著，能量引導鏈以其位置固定的連接點上下疊置並且然後上下疊置地展開。在一個優選的實施例中，本發明的機器人布置結構具有多個移動軌，所述移動軌上下疊置地布置並且分別引導多個機器人。這種機器人布置結構例如由EP 1 609 532 Bl 公開，因此將該公開文獻的內容完全納入到本說明書中。例如可以在上移動軌上在外側布置兩個塗裝機器人並且在中間布置一個罩打開器，而下移動軌在中間承載門打開器並且在外側承載兩個塗裝機器人。在這種具有多個移動軌的布置結構中有利的是，下能量引導鏈中的至少一個布置在下移動軌下方。這特別是在塗裝設備的情況下是有意義的，所述塗裝設備不是具有傳統的溼式分離(沉積)裝置而是具有乾式分離(沉積)裝置，因為在塗裝室的格柵下面存在足夠的空間以便在那裡安置能量引導鏈。因此在本發明的機器人布置結構中優選下能量引導鏈中的至少一個布置在機器人工作平面下方，其中，所述機器人工作平面形成底部並且例如可具有前面提及的格柵。此外有利的是，能量引導鏈中的至少一個受保護地布置在盒中，所述盒沿著相應地移動軌延伸。這種盒可以布置在移動軌下面並且優選也布置在機器人工作平面下方，因為如果不是採用溼式分離裝置而是採用乾式分離裝置的話在那裡存在足夠的空間。
此外需指出的是，在本發明的機器人布置結構中，機器人優選布置在基本上封閉的室內，就像例如由用於機動車車身構件的塗裝設備的傳統塗裝室公開的那樣。用於以保護的方式安置能量引導鏈的盒在此優選這樣布置，使得該盒以其內壁或以其外壁與側面的室壁基本上處於共同的平面中。在此，用於以保護的方式接收能量弓I導鏈的盒從內部或從外部緊鄰室壁。此外，在本發明的範圍內存在下述可能性，S卩，下能量引導鏈中的至少一個向下自由地懸置。即下能量引導鏈可以向下懸垂到室底部下方的空間中。為了實現所謂的淨壁理念此外有利的是，所有的能量引導鏈並且優選所有的移動軌布置在室外部，從而使得機器人從移動軌穿過室壁向內伸入到室中。此外有利的是，能量引導鏈可以在維護人員無需進入到室內的情況下從室外部為了維護工作和維修工作的目的而接近。最後需指出的是，本發明不僅包括前述機器人布置結構，而且也要求保護用於具有這種機器人布置結構的完整塗裝設備的保護裝置。


本發明的其他有利的進一步方案在從屬權利要求中表徵，或者在下面藉助附圖結合本發明的優選實施例的說明詳細地解釋。附圖包括圖1示出本發明的塗裝室的橫截面圖，所述塗裝室具有兩個上下疊置布置的分別用於兩個塗裝機器人和一個操控機器人的移動軌；圖2示出圖1中實施例的一個變型的橫截面圖；圖3示出圖1或2的塗裝室的透視圖；圖4示出塗裝室的替代實施例的透視圖，其中，能量引導鏈在下移動軌上向下懸掛在；圖5示出另一實施例的透視圖，其中，下移動軌的能量引導鏈彼此插入；圖6和7示出圖1和2的實施例的一個變型的透視圖或橫截面圖；圖8和9示出圖6和7的實施例的一個變型方案的透視圖或橫截面圖，具有向下錯位的下移動軌；圖10和11示出圖8和9的實施例的一個變型方案的透視圖或橫截面圖，在塗裝室的每側具有僅僅一個唯一的下移動軌；
具體實施例方式圖1和3示出本發明的塗裝室1，所述塗裝室布置在用於沿著塗裝流水線塗裝機動車車身構件的塗裝設備中。所述塗裝室1在基座2上具有鋼製承載結構，所述鋼製承載結構具有多個豎直承載件3和各一個橫向承載件4，其中，在豎直承載件3上以上下疊置的方式裝配兩個移動軌 5、60兩個塗裝機器人7、8和一個構造為罩打開器的操控機器人9可移動地安置在上移動軌5上，其中，所述兩個塗裝機器人7、8布置在外部，而所述操控機器人9位於兩個塗裝機器人7、8之間的中部。
給所述塗裝機器人7、8中的每一個並且給所述操控機器人9在此配置能量引導鏈 IOUl或12，以便給相應的塗裝機器人7、8或操控機器人9供給對於運行所需的介質(例如漆、溶劑、驅動空氣、脈衝空氣、高電壓等)。所述兩個處於外部的塗裝機器人7、8的能量引導鏈10、12在此反向地定向。由此所述塗裝機器人7的能量引導鏈10在圖3的附圖中向右展開並且向左捲起。與此相反的是，所述塗裝機器人8的能量引導鏈12在圖3的附圖中向左展開並且向右捲起。相反，布置在中間的操控機器人9的能量引導鏈11具有與塗裝機器人8的能量引導鏈12相同的定向。此外需指出的是，能量引導鏈10-12不是在共同的軌跡中延伸，而是分布在不同的軌跡上。例如兩個塗裝機器人7、8的能量引導鏈10、12在共同的軌跡中延伸，所述共同的軌跡在移動軌5的緊上方延伸。相反，操控機器人9的能量引導鏈11在一個分開的軌跡中延伸，所述分開的軌跡布置在移動軌5的緊下方。下移動軌6同樣承載有兩個塗裝機器人13、14和一個構造為門打開器的操控機器人15，其中，塗裝機器人13、14也布置在下移動軌6的外部，而操控機器人15位於兩個塗裝機器人13、14之間。為了對所述兩個塗裝機器人13、14和所述操控機器人15進行供給，設置三個能量引導鏈16、17、18，其中，塗裝機器人13、14的能量引導鏈16、18在移動軌6的緊下方在一個公共的軌跡中延伸，而操控機器人15的能量引導鏈17在一個分開的軌跡中延伸，所述分開的軌跡布置在下移動軌6的緊上方。此外需指出的是，處於外部的、用於兩個處於外部的塗裝機器人13、14的能量引導鏈16、18不同地定向，就像在上能量引導鏈10、12的情況中那樣。相反，下移動軌6的上能量引導鏈17如塗裝機器人13的能量引導鏈16那樣地定向。此外，從圖1的橫截面圖中可以看出，塗裝室1在側面由室壁19限定邊界，其中， 能量引導鏈10-12、16-18以及移動軌5、6布置在所述塗裝室1內部。此外從所述橫截面圖中可看出，能量引導鏈10-12受保護地在盒20中延伸，以便避免受汙染。以同樣的方式，下移動軌6上的能量引導鏈16-18在盒21中延伸，以便在那裡也防止受汙染。此外，從圖1的橫截面圖中可看出，兩個盒20、21的外壁與室壁形成一個共同的平最後，從所述橫截面圖中還可看出格柵22，在所述格柵下面布置過噴物分離裝置， 但是為了簡化起見沒有示出所述過噴物分離裝置，其中，所述過噴物分離裝置能夠可選地構造為乾式分離裝置或者構造為溼式分離裝置。圖2中的實施例很大程度上與前面描述的實施例一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。該實施例的一個特別之處在於，室壁19相對於豎直承載件3向內錯位，其中，能量引導鏈10-12、16-18和移動軌5、6布置在室壁19外部。塗裝和操控機器人7_9、13-15因而穿過室壁19中的缺口伸入到塗裝室1的內空間中。用於以受保護的方式安裝能量引導鏈10-12、16-18的盒20、21在此以其內壁處於與室壁19共同的平面中。
圖4中的實施例同樣與前面描述的實施例很大程度上一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。在此需指出的是，用於以受保護的方式安裝下能量引導鏈16-18的盒20、21為了簡化起見沒有示出。但是在該實施例中，盒20、21處于格柵22的平面下方。這樣做是可以的，因為在該實施例中採用乾式分離裝置，因此在格柵22下面具有足夠的空間以便在那裡安放盒20,21o該實施例的一個另外的特別之處在於，用於兩個塗裝機器人13、14的下能量引導鏈16、18在下移動軌6上向下懸垂到格柵22下面的空間中。這種布置之所以是可以的特別是因為過噴物分離裝置不是構造為溼式分離裝置， 而是構造為乾式分離裝置，因為這樣會在格柵22下面存在足夠的空間。圖5中的實施例同樣與前面描述的實施例又很大程度上一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。該實施例的一個特別之處在於，所有的能量引導鏈10-12、16_18都彼此插入並且在相同的方向上捲起或展開。圖6和7中的實施例與前面描述的實施例部分地一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。從所述附圖中也可以看出，在塗裝室1上方布置一個所謂的充氣室23，其中，所述充氣室23通過過濾器蓋與位於其下方的塗裝室1分開。空氣通過所述過濾器蓋從充氣室 23中向下導入到塗裝室1中，如圖7中通過向下指向的箭頭所示的那樣，其中，向下指向的空氣流又通過格柵22離開所述塗裝室1。塗裝室1中的向下指向的空氣流用於將所謂的過噴物儘可能快速地從塗裝室1中去除，以便防止塗裝室1或塗裝室1中待塗層的構件通過所述過噴物汙染。此外，從圖7的圖示中可看出，在塗裝室1旁側具有操作平面對，操作人員25可站在所述操作平面上，其中，所述操作平面M相對于格柵22向上錯位。室壁19在此是部分透明的，從而使得操作人員25可以看入到塗裝室1中，以便可視地監控塗裝過程。此外，針對該實施例需指出的是，除了橫向承載件4之外，充氣室23引起塗裝室1 的橫向加強。此外需注意的是，充氣室23同樣由塗裝室1的豎直承載件3承載，從而可對於充氣室放棄單獨的支撐結構。此外，充氣室23的承載功能允許放棄橫向承載件4。圖8和9中的實施例同樣與前面描述的實施例部分地一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。該實施例的一個特別之處在於，下移動軌6相對於操作平面23向下錯位，從而使得下移動軌6位於操作平面M下方。通過該布置可以使得操作平面M與格柵22的高度差最小化到300mm。此外特別是從圖9中看出，操作平面M可一直延伸到直接緊鄰室壁19，因為下移動軌6與配屬的能量引導鏈16-18 —起向下錯位並且處於操作平面M下方。此外，在該布置中存在下述可能性，S卩，下移動軌6與配屬的能量引導鏈16-18 — 起從下面被維護。在該實施例中，塗裝室1具有5000mm的淨寬度，但是其他的室寬度也是可實現的。
最後，圖10和11中的實施例也與前面描述的實施例部分地一致，因此為了避免重複請參閱前面的說明，其中，對於相應的細節使用相同的附圖標記。該實施例的一個特別之處在於，可省略具有配屬的塗裝和操控機器人7-9以及能量引導鏈10-12的上移動軌5。本發明不局限於前面對優選實施例的說明。而是可進行大量改變和改型，它們同樣利用本發明的構思並且落在保護範圍之內。此外，本發明還要求保護無並列權利要求特徵的從屬權利要求的主題。附圖標記表
1塗裝室
2基座
3豎直承載件
4橫向承載件
5移動軌
6移動軌
7塗裝機器人
8塗裝機器人
9操控機器人
10能量引導鏈
11能量引導鏈
12能量引導鏈
13塗裝機器人
14塗裝機器人
15操控機器人
16能量引導鏈
17能量引導鏈
18能量引導鏈
19室壁
20ιπτ.
21ιπτ.
22格柵
23充氣室
24操作平面
25操作人員
9
權利要求
1.一種機器人布置結構，特別是布置在塗裝室(1)中的機器人布置結構，具有a)移動軌(5,6)；b)多個機器人(7-9，13-15)，特別是塗裝機器人或操控機器人，它們能夠沿著所述移動軌(5，6)移動；c)多個能量引導鏈(10-12，16-18)，它們分別對所述機器人(7-9，13-15)中的一個進行供給並且配置給該機器人(7-9，13-15)，其中，所述能量引導鏈(10-12,16-18)中的每一個沿著所述移動軌(5，6)在確定的軌跡中延伸；其特徵在於，d)配置給同一移動軌(5,6)上的機器人(7-9，13-15)的能量引導鏈(10-12，16-18)在分開的軌跡中延伸。
2.如權利要求1所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)至少三個機器人(7-9,13-1 能夠在所述移動軌(5，6)上移動；b)給所述三個機器人(7-9，13-15)分別配置一個能量引導鏈(10-12,16-18)；c)一方面中間的機器人(9，15)的能量引導鏈(11，17)並且另一方面兩個外側的機器人(7,8,13,14)的能量引導鏈(10，12，16，18)在分開的軌跡中延伸。
3.如前面權利要求中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)同一移動軌(5,6)的能量引導鏈(10-12,16-18)的軌跡部分地布置在移動軌(5,6) 上方並且部分地布置在移動軌(5，6)下方，和/或b)同一移動軌(5，6)的能量引導鏈(10-12,16-18)的軌跡基本上在共同的垂直平面中延伸，和/或c)同一移動軌(5，6)的能量引導鏈(10-12,16-18)在縱向方向上不同地定向，從而使得所述能量引導鏈(10-12,16-18)以相反的方向展開並且也以相反的方向捲起，和/或d)同一移動軌(5，6)的能量引導鏈(10-12,16-18)的軌跡上下疊置地延伸，和/或e)能量引導鏈(10-12,16-18)彼此插入。
4.如前面權利要求中任一項所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)設有上移動軌(5)，多個上機器人(7-9)能夠在該上移動軌上移動；b)設有多個用於對所述上機器人(7-9)進行供給的上能量引導鏈(10-12)，其中，給所述上機器人(7-9)中的每一個配置所述上能量引導鏈(10-1 中的一個；c)設有下移動軌(6)，多個下機器人(13-1 能夠在該下移動軌上移動；d)設有多個用於對所述下機器人(13-15)進行供給的下能量引導鏈(16-18)，其中，給所述下機器人(13-1 中的每一個配置所述下能量引導鏈(16-18)中的一個。
5.如權利要求4所述的機器人布置結構，其特徵在於，所述下能量引導鏈(16-18)中的至少一個布置在所述下移動軌(5，6)下方。
6.如權利要求4至5中任一項所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)設置機器人工作平面(22)，該機器人工作平面構成一底部並且特別是具有格柵；b)所述下能量引導鏈(16-18)中的至少一個布置在所述機器人工作平面02)下方。
7.如權利要求4至6中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)所述下能量引導鏈(16-18)中的至少一個受保護地布置在盒中，所述盒沿著下移動軌(6)延伸，和/或b)所述盒布置在所述機器人工作平面0 下面。
8.如權利要求7所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)機器人(7-9,13-1 布置在室(1)中，特別是布置在塗裝室中，所述室在側面通過室壁(19)限定邊界，b)所述盒以其外壁或以其內壁與側面的室壁(19)基本上處於一個共同的平面中。
9.如前面權利要求中任一項所述的機器人布置結構，其特徵在於，所述下能量引導鏈 (16-18)中的至少一個向下基本上自由地懸垂。
10.如前面權利要求中任一項所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)機器人(7-9,13-1 布置在室(1)中，特別是布置在塗裝室中，所述室在側面通過室壁(19)限定邊界，b)所有的能量引導鏈(10-12,16-18)布置在所述室壁(19)外部，和/或c)所有的移動軌(5，6)布置在所述室壁(19)外部，從而使得機器人(7-9,13-1 從處於外部的移動軌(5，6)穿過所述室壁(19)向內伸入到所述室(1)中。
11.如前面權利要求中任一項所述的機器人布置結構，其特徵在於，能量引導鏈 (10-12,16-18)能夠為了維護工作和維修工作的目的在無須進入室(1)中的情況下從室壁 (19)的外部接近。
12.如前面權利要求中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，機器人(7-9，13-15) 是塗裝機器人(7，8，13，14)和/或操控機器人(9，15)，特別是罩打開器(9)或門打開器。
13.如前面權利要求中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，能量引導鏈(10-12， 16-18)包含用於相應機器人(7-9，13-15)的下述管路a)壓力空氣管路；b)塗層介質管路；c)衝洗介質管路；d)電流供給管路；e)控制管路。
14.如前面權利要求中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，單個的能量引導鏈 (10-12，16-18)在一個端部上與位置固定的連接點連接並且在另一端部上與相應配屬的機器人(7-9，13-15)連接，其中，所述能量引導鏈(10-12,16-18)在這之間能夠鏈形地展開。
15.如前面權利要求中任一所述的機器人布置結構，其特徵在於，a)塗裝室(1)在側面通過室壁(19)限定邊界，b)在所述塗裝室(1)旁側布置操作平面(M)，其中，所述操作平面04)對於操作人員 (25)是可接近的，c)所述操作平面04)緊鄰室壁(19)並且能夠一直延伸至室壁(19)緊前面，和/或d)下移動軌(6)與下能量引導鏈(16-18)—起位於所述操作平面04)下面。
16.一種用於對構件、特別是機動車身構件進行塗層的塗層裝置，具有根據前面權利要求中任一所述的機器人布置結構。
全文摘要
本發明涉及一種機器人布置結構，特別是布置在塗裝室(1)中的機器人布置結構，具有移動軌(5，6)；多個機器人(7-9，13-15)，特別是塗裝機器人或操控機器人，它們能夠沿著所述移動軌(5，6)移動；多個能量引導鏈(10-12，16-18)，它們分別對所述機器人(7-9，13-15)中的一個進行供給並且配置給該機器人(7-9，13-15)，其中，所述能量引導鏈(10-12，16-18)中的每一個沿著所述移動軌(5，6)在確定的軌跡中延伸。本發明提出，配置給同一移動軌(5，6)上的機器人(7-9，13-15)的能量引導鏈(10-12，16-18)在分開的軌跡中延伸。
文檔編號B25J5/02GK102341220SQ201080010858
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月3日 優先權日2009年3月6日
發明者A·沙爾, A·邁斯納, D·漢尼希, E·恩德雷加德, F·赫勒, H·舒馬赫, J·哈斯, M·弗賴, M·鮑曼, R·奧斯汀, S·埃斯林格爾, S·貝爾加拉, T·海澤爾 申請人:杜爾系統有限責任公司