专利名称：在喷涂涂料的设备内改变涂料的方法和操作台的制作方法
技术领域：
本发明涉及在一喷涂涂料的设备内改变涂料的方法和操作台。
例如从EP-A-0274322已知，可使用一个装在多轴机器人臂端的储罐来将涂料供应给由这个臂支承的喷涂器，特别是在该设备使用静电型喷涂器来喷涂导电涂料的情况下。技术的现状为将一个固定的喷涂器装在机器人臂上并根据需要清洗该喷涂器和用新的涂料填充。根据一种变型，储罐可取走地装在喷涂器上并根据所选涂料使用多个储罐。根据第二种变型，交替使用两个储罐。
在所有情况下都必需清洗永久地装在机器人臂上的喷涂器并为它填充新的涂料。这种冲洗和填充操作的时间是比较长的，而分配给改变涂料的时间趋向于减少。实际上，在汽车生产线上的趋势是提高生产率，因此要提高传送带的前进速度，这样涂料的变换都须在相应于两个接续车身间隔的时间内进行，在传送速率提高的情况下可供使用的时间越来越短。
本发明的一个目的就是要解决这些问题，为此为改变涂料提出一种新的方法和新的操作台，可使涂料快速改变而实行的清洗质量仍保持最佳。
为此目的，本发明涉及在喷涂涂料的设备内改变涂料的方法，该设备具有至少一个机器人，它适宜将与其连结的第一喷涂器和第一储罐运动到与要喷涂的物件相对，该方法包括一个将这个储罐移向清洗/填充操作台的一个合适区域的工步(步骤)，其特征在于还包括下列工步—使具有第一储罐和第一喷涂器的组件与机器人脱离；—给这个机器人连接上具有第二储罐和第二喷涂器的第二个类似的组件，这个第二组件适宜在第一储罐和第一喷涂器清洗及/或填充时用来喷涂涂料；和—在所说区域内进行第一储罐和第一喷涂器的清洗及/或填充。
由于本发明，第一储罐能在掩蔽的时间内被清洗并用新的涂料填充。喷涂器也可在掩蔽的时间内被清洗并填充好的新的涂料，结果在清洗/填充过程中在计算改变涂料所需时间时，唯一必须改虑的步骤就是使第一组件脱离和使第二组件连上机器人臂的步骤。换句话说，迄今为止被耗用在清洗喷涂器并为它提供新涂料的时间现在可供第二组件喷涂之用，因为上述这些为第一组件所进行的操作现在都可在第二组件使用时在掩蔽的时间内进行。
按照本发明的第一有利方面，该方法包括在第一组件脱离机器人之前，在清洗/填充操作台的合适区域内将空气、清洗产品及/或涂料供应给第一组件。这样，喷涂器及/或储罐的某些功能可被保持，包括在这个组件和机器人的分离期间。
按照本发明的另一个有利方面，用两个活动单元将空气、电流、清洗产品及/或涂料供应给组件，第一单元在组件脱离机器人之前就被连接在组件上，而第二单元在组件脱离机器人之后被连接在组件上，代替机器人的连接部件。
特别是可这样安排，将空气永久地供给喷涂器，以便在其相对运动的部件之间形成一个轴承(支承)，这对旋转喷涂器证明特别有效，因为连续提供这种轴承可防止轴承锁住或咬住的危险。
本发明还涉及喷涂涂料设备内的一个实现上述方法的涂料改变操作台(工位)。该操作台具有至少两个储罐清洗/填充区域，其特征在于这些区域适宜各自接纳一个由储罐和喷涂器构成并脱离了机器人的组件，备有可在这些区域中的每一个区域清洗及/或填充储罐和喷涂器的装置。
这样，当一类似的组件在机器人上被使用时，每一个组件都可在掩蔽的时间内被清洗及/或填充。
按照本发明的第一有利方面，储罐和喷涂器的清洗/填充装置具有两个活动单元，它们适宜独立地偶联在组件的两个连接区域内，第一单元适宜被连接到装在机器人上的组件上，而第二单元适宜替代机器人的连接部件被连接到组件上。有利的是，第一单元具有用于在一压缩空气源和一在喷涂器内两个相对运动的部件间形成的轴承(支承)之间构成连接的装置。这样便可永久地提供这种轴承而可防止轴承锁住或咬住的危险。
特别是第二单元可具有一个推顶器，其杆适宜操纵储罐的活塞，特别是用于泄放储罐。
按照另一个有利的方面，该操作台具有将组件锁紧在每一个清洗/填充区域内的装置，为此环绕这个组件转动一个环，该环由于与组件上的突起配合，因此可使组件相对于机器人而旋转。推顶器可有效地控制这个环，使它在组件的锁紧位置和不锁位置之间转动。
下面结合附图只是以举例的方式就本发明的产品改变操作台及其使用方法进行说明，阅后当可较容易地理解本发明，在附图中
图1概略地示出一个喷涂涂料的设备在操作时的原理。
图2为图1中设备的产品改变操作台在本发明的方法的第一工步时部件被剖开的透视图。
图3为在本发明的方法的第二工步时与图2相似的视图。
图4为沿图3中平面IV剖开的剖面图。
图5为在本发明方法的第三工步时与图4相似的剖面图。
图6为在本发明方法的第四工步时与图2相似的视图。
图7为在本发明方法的第五工步时与图2相似的视图。
图8为在本发明方法的第六工步时与图2相似的视图。
图9为在本发明方法的第七工步时与图2相似的视图。
图10为沿图9中平面X剖开的剖面图。
图11为在本发明方法的第八工步时与图2相似的视图。
现在参阅图1，一个自动机或机器人1被安排在一条传送带2的附近，该传送带运送要被涂覆的物件，在本例中为汽车车身3。机器人1属于多轴型并具有一个可在平行于传送方向X-X′延伸的轨道5上运动的底盘4。一个臂6被底盘4支承并具有多个铰接的臂段6a、6b、6c。底盘4类似地由部件4a和4b环绕一条基本垂直的轴线Z互相铰接而成。
臂6的臂段bc支承着一个组件7，在组件7内设有一个涂料储罐8和一个喷涂器9。喷涂器9属于静电旋转型，其上装有一个碗状件(喷碗)9a，预定将被设在喷涂器9内的空气涡轮以高速驱动。
当汽车车身3处在机器人1的高度位置上时，组件7被设置成与车身相对，开动喷涂器9用储罐8内所含涂料喷车身。在储罐8内存在的涂料数量须适合要被涂覆的车身的表面。
当车身涂覆操作结束而第二个车身向机器人1前进时，后者转向喷漆间内在其附近的清洗填充操作台10。
如在图2中清楚可见，这个操作台10设有两个区域11和12用来接纳象组件7那样型式的组件。更精确地说，区域11是空的，准备接纳组件7，而区域12含有一个相似的组件7′，该组件7′具有与组件7相似的储罐8′和喷涂器9′。组件7和7′可交替安装在臂6的臂段6c上，如从下面的说明可见。
在图2所示方法的工步中，臂6处在将组件7带到操作台10区域11之上的接近阶段。从图2所示位置，臂6给予组件7一个如箭头F1所示的下降的垂直运动，使该臂能带着组件7进入到区域11，如图3所示。
有一推顶器13控制着一根杆14，该杆固定地连接着两根连杆15和16，这两连杆又固定地连接着两个环17和18，这两环分别设置在区域11和12的两个开孔11a和12b的周围。实际上，区域11和12是由两个接受器11b和12b形成的，其内部形状与组件7和7′的外部形状适配，并且接受器通过排泄管道11c和12c被连接到泄放口(未示出)。
组件7装在臂6的臂段6c上，由于环7a使它能绕组件7的轴线X1转动。
当组件7被放置在区域11内时，驱动推顶器13，使杆14沿轴向移动，如图3中箭头F2所示，从而驱动连杆15和16并使两个环17和18绕区域11和12的轴线X11和X12转动。环17和18在其各自的内表面上分别设有凸部17a和18a。这些凸部适宜与组件7和7′的环7a和7′a上所设的相应凸部7b和7′b配合。这样，操纵推顶器13就可使区域11内的组件7的环7a绕轴线X1旋转，而这样就可使组件7与机器人1的臂6脱离连接。
这样我们就可在了图6的位置上，此时臂6的臂段6c被升起，如箭头F3所示，然后向区域12的方向移动，如箭头F4所示，再向组件7′下降，如箭头F5所示。这样便能再一次操纵推顶器13，使环18绕轴线X3旋转，如图7中箭头F6所示，结果环7′a便能使组件7′锁紧在臂6的臂段6c上，于是组件7′便能被机器人1使用来在离开操作台10后喷涂新的车身，如图8中箭头F7所示。
组件7和7′的上表面7c和7′c实际上构成连接平面，使这些组件能交替地装到机器人1的臂6上。特别是设有用来通过流体的孔眼7d和7′d，以及电气连接器7e和7′e，并且在中心部还有一孔7f或7′f用来通过储罐8的活塞8a的操纵杆。
如从图4可见，当组件7被接受在区域11内且推顶器13驱动操纵之前，有一可相对于轴线X11沿经向运动的单元21位在离开组件足够距离d之处，为的是不会干扰将组件7引入到接受器11b内的运动。这个单元21然后被一推顶器22移动，如图4中箭头F8所示，结果该单元可被连接到组件7的连接区7g上，如图5所示。
单元21通过供应管道24连接到涂料改变块23上。单元21还通过供应管道25连接到压缩空气源(未示出)，并且通过导线26连接到未被示出的电子控制单元上。这样，当单元21被连接到组件7的连接区7g上时，如图5所示，它便可使储罐8和喷涂器9供上涂料、电流和空气。特别是，在喷涂器9内形成的空气轴承在臂段6c与组件7脱离连接之前就能供上空气，使空气轴承能永久地足够“坚挺”，以将运动部件间隔开防止互相干涉。
还有一个与单元21相似的第二单元27设在对面的区域12内。
另外，在操作台10的结构中还包括一个滑座30，该滑座30可在一个与含有轴线X11和X12的平面平行的方向上移动。滑座30支承在两条基本上水平的轨道31和32上并承载着一个推顶器33，该顶重器适宜在垂直方向即与滑座30的移动成直角的方向上移动一块板34，该板本身支承着一个连接板35，在该连接板上设有孔眼35d和连接器35e，可与组件7和7′的孔眼7d、7′d和连接器7e和7′e配合。实际上，元件35d和35e被设置成具有与臂6的臂段6c内相应元件相同的形状。连接板35还承载着一个推顶器36，用来驱动一根杆37，该杆适宜穿入到组件7或7′的孔眼7f或7′f内。
这样，当滑座30如图9中箭头F9所示已移向区域11，及当板34已如图9中箭头F18所示下降时，孔眼35d和连接器35e通过从松卷机39接受的管子和柔性电缆38被连接到供应系统(未示出)，以替代机器人控制组件7。特别是，杆37适宜穿入到组件7内，如图11所示，这样可以推动储罐8的活塞8a以泄放储罐。
储罐8和喷涂器9可按预先建立的操作程序清洗，特别是通过单元21，储罐8和喷涂器9的操作参数通过连接板35被监控，其方式如同当组件7装在机器人1上时那样。例如，喷涂器9的涡轮的转速可用测速计来监控。
储罐8由单元21填充，由于在图11的位置中单元21最靠近储罐的下部，这意味着连接区7g的内部管道可短。单元21还可清洗喷涂器9，为此可使冲洗剂在其内循环，然后为喷涂器注入新涂料，为此可使少量新涂料在其内循环，然后注入到接受器11b的底部并通过管道11c抽走。
当这些操作终止时，如图11所示，便可使连接板35与组件7脱离，将板34升起，如箭头F11所示，并使滑座30向区域11和12的中间位置返回，如箭头F12所示，同时机器人1的臂6使组件7′向接受区12返回，如箭头F13所示。
考虑上述这些情况，可供清洗和填充包括在组件7内的储罐8和喷涂器9的时间短于或等于使用组件7′的时间，或者在用设备给前进的汽车车身喷涂涂料情况下，这个时间约为1分钟。
这个时间大大大于通常可获得的时间，结果这些清洗、填充储罐和为喷涂器提供涂料的操作就可较细致地进行，而如图6和7所示组件的改变可特别快地完成，因此能够提高生产率。
权利要求
1.在喷涂涂料的设备内改变涂料的方法，该设备具有至少一个机器人(1)，它适宜将与其连结的第一喷涂器(9)和第一储罐(8)运动到与要喷涂的物件(3)相对，该方法包括一个将这个储罐移向清洗/填充操作台(10)的一个合适区域(11)的工步，其特征在于还包括下列工步—使具有第一储罐(8)和第一喷涂器(9)的组件(7)与机器人脱离；—给这个机器人连接上一个具有第二储罐(8′)和第二喷涂器(9′)的第二个类似的组件(7′)，这个第二组件适宜在第一储罐和第一喷涂器清洗及/或填充时用来喷涂涂料；—在所说区域(11)内进行第一储罐和第一喷涂器的清洗及/或填充。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，该方法包括在第一组件脱离所说机器人(1)之前，在所说区域(11)内将空气、清洗产品及/或涂料供应给所说第一组件(7)。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，该方法包括用两个活动单元(21、35)将空气、电流、清洗产品及/或涂料供应给所说组件(7)，第一单元(21)在所说组件脱离所说机器人(1)之前就被连接在所说组件上，而第二单元在所说组件脱离所说机器人(1)之后被连接在所说组件上代替所说机器人的连接部件(6c)。
4.按照以上权利要求中任一项的方法，其特征在于该方法包括将空气永久地供给所说喷涂器(9)，以便在其相对运动的部件之间形成一个轴承。
5.在喷涂涂料设备内的一个涂料改变操作台(10)，所说设备具有至少一个机器人(1)，适宜将与其连结的喷涂器(9)和储罐(8)运动到与要喷涂的物件(3)相对，所说操作台具有至少两个所说储罐(8)的清洗/填充区域(11、12)，其特征在于，所说区域适宜各自接纳一个由储罐(8，8)和喷涂器(9，9′)构成并脱离所说机器人(1)的组件(7，7′)，设有可在所说区域中每一个区域内清洗及/或填充储罐和喷涂器的装置(21、27、35)。
6.按照权利要求5的操作台，其特征在于，所说装置包括两个活动单元(21、27、35)，它们适宜独立地连接在所说组件(7)的两个连接区域内，第一单元(21、27)适宜被连接到装在所说机器人(1)上的所说组件上，而第二单元(35)适宜被连接到所说组件上替代所说机器人的连接部件(6c)。
7.按照权利要求6的操作台，其特征在于，所说第一单元(21、27)具有在一压缩空气源和在所说喷涂器(9)内两个相对运动的部件间形成的轴承之间的连接装置。
8.按照权利要求6或7的操作台，其特征在于，所说第二单元(35)承载有一个推顶器(36)，其杆(37)适宜操纵所说储罐(8)的活塞(8a)，特别是用来泄放所说储罐。
9.按照权利要求5到8中任一项的操作台，其特征在于，具有通过环绕所说组件(7、7′)转动一个环(17、18)而将组件锁紧在每一个所说区域内的装置，该环适于与所说组件上的突起(7b、7′b)配合，以便使组件相对于所说机器人转动(F6)。
10.按照权利要求9的操作台，所说环(17，18)在所说组件的一个锁紧位置和一个不锁位置之间的转动由一个推顶器(13)控制。
全文摘要
本发明涉及一个方法,该方法包括一个将第一储罐(8)移向清洗/填充操作台(10)的一个合适区域(11)的工步,还包括下列工步:使具有第一储罐(8)和第一喷涂器(9)的组件(7)脱离机器人(1);给这个机器人连接上具有第二储罐(8′)和第二喷涂器(9)的第二个类似的组件(7′),这个第二组件可在第一储罐(8)和第一喷涂器(9)清洗及/或填充时用来喷涂涂料;及在所说区域(11)内进行所说第一储罐(8)和所说第一喷涂器(9)的清洗及/或填充。所说操作台(10)具有至少两个储罐(8)的清洗/填充区域(11、12),所说区域各能接纳一个由储罐(8、8′)和喷涂器(9、9′)构成并脱离机器人的组件(7、7′),设有可在每一个区域内清洗及/或填充储罐和喷涂器的装置(21、27、35)。清洗/填充操作能在掩蔽的时间内进行。
文档编号B05D1/02GK1371308SQ0081219
公开日2002年9月25日 申请日期2000年8月11日 优先权日1999年8月30日
发明者C·托玛, P·普罗韦耐兹, L·桑蒂斯 申请人:萨姆斯技术公司