[发明专利]机器人涂装室及操作方法

说明书

一种具有先进的流体输送系统、增强的运动学和服务性气锁隔室的下一代涂装机器人。涂装机器人包括流体输送系统，该流体输送系统将换色阀和泵送硬件放置在机器人的安装基座的背侧上，在那里，可以在技术人员不必进入喷涂室的情况下对其进行维修。另外，由于简化的外臂设计、改进的原始定位和邻近机器人基座的气锁间，机器人使得能够在没有人员进入喷涂室并且没有停止车辆传送机的情况下执行日常清洁和维护。维修人员可以从气锁间清洁和维修涂敷机和外臂上的其它构件，同时其它机器人继续涂装在传送机上移动的部件，而不允许充满烟雾的蒸汽进入操作者通道。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护申请序列号为62/666,134、名称为下一代涂装机器人、2018年5月3日提交的美国临时专利申请的优先权日的权益。

技术领域

本公开总体上涉及机器人涂装设备领域，更具体地，涉及一种用于涂装汽车车身或汽车零部件的改进的机器人系统。提供这些改进以满足不因设备维护或设备清洁而中断涂装工艺的连续运行的涂装车间的现代需要。流体输送系统包括阀、泵和流体管线，它们被设置成当被安装在喷涂间外时使换色时间和涂料浪费减至最少，在喷涂间(或称涂装室)外，可在不停止涂装操作的情况下对它们进行维修。具有改进的灵活性和可及范围的增强的机器人运动学使得喷涂间占地面积更小并且从流体输送系统到涂敷器的涂装线缩短。从气锁维护隔间提供对机器人涂敷构件的关键元件的接近，以在涂装操作期间在不将漆蒸气排放到操作者通道中的情况下维修和清洁涂敷器端构件。

背景技术

相关技术讨论

现有技术的涂装机器人和喷涂间是公知的。在连续输送和停靠工位系统中，用于对车身外表面进行涂装的典型的现有技术的喷涂间包括喷涂间、多个涂装机器人和布置在其外围的打开/关闭机器人。这些机器人可以安装在地板、墙壁、天花板或侧轨上。涂装机器人携带喷枪或旋转涂敷器，用于将雾化的涂料导向车身。

喷涂间(spray booth)，也被不同地称为涂装间、喷漆室或涂装室(paintingcabin)，具有复杂的环境和空气处理设备，其处理和排出来自喷涂间的充满蒸汽的空气，并且防止涂料蒸汽进入有人的操作者通道。维护工人和设备操作者只能在涂装操作已经停止时进入喷涂间，并且有时必须等待直到充满蒸汽的空气已经被排出并且被新鲜空气替换。停止涂装操作以清洁和维修设备在整个操作过程中周期性地发生。停止周期可以是每四小时三十分钟，这是非常高成本的。

如上所述的涂装机器人系统已经很好地服务于汽车工业，生产了高质量的车辆涂料饰面，同时使人暴露于涂料蒸气最少化，并且限制了涂料浪费和环境影响。然而，在一直存在的提高效率和降低成本和浪费的压力下，目前的涂装机器人在几个方面已经被认为不是最佳的。

当前涂装系统的一个缺点是，换色器和流体泵送装置位于喷涂间内，通常在机器人臂的末端，因此为了维修这些部件，必须关闭自动区域。如上所述，涂装线的停工时间是昂贵的，并且只要有可能就要避免。当前涂装机器人上的流体泵送装置通常位于机器人的外臂上，靠近涂敷器，这意味着技术人员必须进入喷涂间以便维修流体输送设备。此外，流体输送设备在外臂上的传统布置显著地增加了机器人臂的尺寸和重量，因为用于每种颜色的软管和配件必须沿着臂的整个长度布线，并且流体输送设备本身给外臂增加了许多尺寸和重量。

当前涂装机器人的另一个局限性是，由于将流体输送设备放置在移动的机器人手臂上以及将大量的涂料和控制线布设到换色和流体泵送装置上，它们的作用范围和灵活性受到限制。这种构造严重限制了灵活性，尤其是在机器人在靠近其安装点进行涂装且手臂被紧紧折叠的近距范围的情况下。机器人缺乏近距范围的灵活性导致喷涂间被设计成在车辆和喷涂间壁之间具有比期望的更大的间隙，这增加了喷涂间的体积，并因此增加了对其进行环境控制的成本。缺乏近距范围的灵活性还意味着从一个机器人到下一个机器人的下游管线距离大于期望的，这增加了喷涂间的长度，并且因此增加了喷涂间的体积。此外，缺乏灵活性意味着单个机器人可能不能够涂装车辆一侧的所有内表面和外表面，这需要在涂装线上安装更多的机器人。