涂覆设备机器人、特别是操纵机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在涂装过程期间打开或关闭机动车车身的涂覆设备机器人(1)、特别是操纵机器人(1)，所述涂覆设备机器人包括用于在空间中移动操纵器(14)的机器人运动系统(6‑15)。本发明专利技术提出机器人运动系统(6‑15)具有第一机械臂(8)，所述第一机械臂具有并联运动系统。

A robot, especially a manipulating robot, for coating equipment

The invention relates to a method for coating in the process during the opening of the coating equipment or the robot off vehicle body (1), especially the manipulation robot (1), the coating equipment for mobile robot in space manipulator (14) robot system (6 15). The invention provides a robot motion system (6 15) has a first arm (8), the first mechanical arm has a parallel motion system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆设备机器人、特别是操纵机器人
本专利技术涉及一种用于在涂装过程期间打开或关闭机动车车身的涂覆设备机器人、特别是操纵机器人。
技术介绍
在用于涂装机动车车身单元的现代涂装设备中，门和罩(行李箱罩和发动机罩)在涂装过程期间打开，以便能够在机动车车身的内部进行内部涂装。然后，门和罩必须再次关闭。为此，通常使用操纵机器人，所述操纵机器人通常构造为SCARA机器人(SCARA：选择顺应性装配机械臂)，并且只具有平行或垂直地定向的旋转轴线。这些SCARA机器人通常具有用于打开机动车车身的门的夹具。这种SCARA机器人的缺点是相当低的机械刚度，这在静态负载和动态负载的情况下都可能成为问题。已知的SCARA机器人的另外的缺点是有限的触及范围。这个问题可利用附加的线性移动轴线来解决，SCARA机器人可移位地安装在所述线性移动轴线上。然而，这种线性移动轴线易受污染，并且与额外的投资成本和维护成本相关联。对有限的触及范围的问题的另一个解决方案在于提供附加的关节和机器人元件，由此可增大SCARA机器人的触及范围。然而，该解决方案的一个缺点是SCARA机器人即使在折叠状态下也形成相当大的干扰轮廓，而干扰轮廓代表了在涂装室中对于其他机器人以及对于向下定向的空气流动的障碍。关于现有技术，还参考EP1614480A1和DE102005033972A1。这些文件公开了一种具有机器人运动系统的施涂机器人，所述机器人运动系统将串联运动系统与并联运动系统相结合。但是，这些已知的机器人不涉及操纵机器人，而是涂装机器人。此外，并联运动系统在此布置在近端并安装在涂装室的顶板或壁上。并联运动系统因此并不代表真正意义上的机械臂。此外，关于本专利技术的一般技术背景，参考GB2516545A、DE102011121343A1、US5423648，JP2003089090A和US4342536。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种相对于上述已知的SCARA机器人改进的操纵机器人。该目的可利用本专利技术的根据主权利要求的涂覆设备机器人来实现。本专利技术的涂覆设备机器人根据现有技术主要具有机器人运动系统，以便能够在空间中移动操纵器。操纵器可以是例如操纵机器人的操纵工具(例如夹具)。然而，替代地也存在操纵器是施涂机器人的施涂装置的可能性。所述施涂装置可以是例如旋转雾化器(例如钟形雾化器、盘形雾化器)、空气雾化器、空气混合雾化器、无空气雾化器、超声雾化器或带形施涂器(例如，根据DE102013002412A1)，其中，这些类型的施涂装置本身从现有技术中已知，因此不需要详细描述。因此，本专利技术中使用的涂覆设备机器人的表述包括用于涂覆设备中的所有机器人类型，例如操纵机器人(例如门打开器、罩打开器)，施涂机器人(例如涂装机器人、胶合机器人)。本专利技术的机器人运动系统根据现有技术具有至少一个机械臂。本专利技术的特征在于机器人运动系统的至少一个机械臂具有并联运动系统。在此，本专利技术也与根据EP1614480A1的现有技术不同。该文件还公开了一种将串联运动系统与并联运动系统相结合的机器人运动系统。然而，在该现有技术中，并联运动系统布置在近端，并且位置固定地安装在涂装室的顶板或壁上，由此未形成本专利技术中的机械臂。在本专利技术的一个优选示例性实施例中，具有并联运动系统的机械臂包括至少两个臂部件，每个臂部件具有两个转动关节，使得具有并联运动系统的机械臂形成具有并联运动系统的四连杆机构，从而臂部件分别相对于紧邻的机器人元件可旋转。转动关节在此优选地分别布置在各个臂部件的端部处。还应提到的是，一个臂部件的转动关节与另一个臂部件的转动关节具有不同的旋转轴线。因此，本专利技术不同于具有在相应的端部处具有共同的旋转轴线的并联臂部件的常规工业机器人。另外应提到的是，所述两个臂部件的旋转轴线优选地都彼此平行地延伸。为了使机械臂的臂部件相对于紧邻的机器人元件枢转，机械臂的并联运动系统优选地仅具有一个旋转驱动器。因此，本专利技术的并联运动系统例如与例如从EP1614480A1中已知的常规的并联运动系统不同，因为并联运动系统通常不具有旋转驱动器，而是具有作用在操纵器上的线性驱动器。在本专利技术的优选示例性实施例中，所述两个臂部件的四个转动关节的旋转轴线形成平行四边形、即其中彼此相对的边缘相相应地成对地彼此平行的平面四边形。这意味着并联运动系统的枢转仅产生运动学上随后的机器人元件的空间位置的变化，而运动学上随后的机器人元件的空间定向(角位置)不受并联运动系统的枢转运动的影响。然而，替代地也存在所述两个臂部件的四个转动关节形成梯形、即具有两个平行的相对侧和两个不平行的相对侧的四边形的可能性。所述两个臂部件在此优选地形成梯形的相对的平行侧。在本专利技术的优选示例性实施例中，具有并联运动系统的机械臂在运动学上直接布置在两个相邻的机器人元件之间，其中，并联运动系统的机械臂相对于两个紧邻的机器人元件可枢转。在此，并联运动系统使得紧邻的机器人元件在并联运动系统的枢转运动期间保持彼此成恒定的角度关系。另外应提到的是，在本专利技术的优选示例性实施例中，机器人运动系统不是仅包括具有并联运动系统的一个机械臂，而是包括具有并联运动系统的两个机械臂，其中，具有并联运动系统的所述两个机械臂在运动学上串联地前后布置。在此，具有并联运动系统的所述两个机械臂可在运动学上紧邻地前后地布置。然而，优选地，另外的机器人元件在运动学上串联地布置在具有并联运动系统的所述两个机械臂之间。然而，在优选示例性实施例中，具有并联运动系统的所述两个机械臂的转动关节相对于涂覆设备机器人的位置独立地始终定向成使得转动关节的旋转轴线大致水平。在本专利技术的优选示例性实施例中，机器人运动系统具有布置在近端的第一机器人元件、相对于第一机器人元件可枢转的第二机器人元件、具有并联运动系统的第一机械臂、第三机器人元件、相对于第三机器人元件可枢转的第四机器人元件、具有并联运动系统的第二机械臂、第五机器人元件和相对于第五机器人元件可枢转的第六机器人元件。在本专利技术的优选示例性实施例中，可枢转的第二机器人元件布置在第一机器人元件的下方并且绕第一枢转轴线可枢转。而具有并联运动系统的第一机械臂相对于第二机器人元件绕优选地水平的第二轴线可枢转。而第四机器人元件相对于第三机器人元件绕优选地竖直的第三枢转轴线可枢转。此外，具有并联运动系统的第二机械臂相对于第四机器人元件绕优选地水平的第四枢转轴线可枢转。最后，第六机器人元件相对于第五机器人元件绕优选地竖直的第五枢转轴线可枢转。还应提到的是，近端的第一机器人元件优选地位置固定地布置，使得可省去附加的线性移动轨道。这是有利的，因为涂覆设备机器人的投资成本和维护成本因此而较低，并且也不会发生线性移动轴线的污染。然而，替代地在本专利技术中也可使近端的第一机器人元件在移动轨道上可移动。在本专利技术的优选示例性实施例中，涂覆设备机器人是操纵机器人，操纵器是操纵工具、特别是夹具或钩，所述操纵工具构造成能够在涂装过程中打开或关闭机动车车身。例如，操纵机器人可以是门打开器，所述门打开器构造成能够在涂装过程中打开或关闭机动车车身的门。然而，操纵机器人也可以是罩打开器，所述罩打开器构造成能够在涂装过程中打开或关闭机动车车身的罩(例如发动机罩、行李箱罩)。本专利技术的操纵机器人优选地位置固定地布置，但操纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在涂装过程期间打开或关闭机动车车身的涂覆设备机器人(1)、特别是操纵机器人(1)，所述涂覆设备机器人包括用于在空间中移动操纵器(14)的机器人运动系统(6‑15)，其特征在于，机器人运动系统(6‑15)具有第一机械臂(8)，所述第一机械臂(8)具有并联运动系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.14 DE 102015009163.81.一种用于在涂装过程期间打开或关闭机动车车身的涂覆设备机器人(1)、特别是操纵机器人(1)，所述涂覆设备机器人包括用于在空间中移动操纵器(14)的机器人运动系统(6-15)，其特征在于，机器人运动系统(6-15)具有第一机械臂(8)，所述第一机械臂(8)具有并联运动系统。2.根据权利要求1所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，a)具有并联运动系统的第一机械臂(8)包括至少两个臂部件(8.1、8.2)，每个臂部件具有两个转动关节，使得具有并联运动系统的第一机械臂(8)形成四连杆机构，从而所述两个臂部件(8.1、8.2)都相对于紧邻的机器人元件(7、10)能够旋转，以及b)一个臂部件(8.1)的转动关节与另一个臂部件(8.2)的转动关节具有不同的旋转轴线，c)所述两个臂部件(8.1、8.2)的旋转轴线优选地都彼此平行地延伸，d)为了使第一机械臂(8)的臂部件(8.1、8.2)相对于紧邻的机器人元件(7、10)枢转，并联运动系统仅具有一个旋转驱动器。3.根据权利要求2所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，所述两个臂部件(8.1、8.2)的四个转动关节的旋转轴线位于平行四边形(P)或梯形(T)的拐角处。4.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，a)具有并联运动系统的第一机械臂(8)在运动学上直接布置在两个相邻的机器人元件(7、10)之间，b)具有并联运动系统的第一机械臂(8)相对于所述两个相邻的机器人元件(7、10)能够枢转，以及c)具有并联运动系统的第一机械臂(8)在枢转运动期间将紧邻的机器人元件(7、10)保持为相对于彼此成恒定的角度。5.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，a)机器人运动系统包括具有并联运动系统的第二机械臂(12)，其中，具有并联运动系统的第一机械臂(8)和具有并联运动系统的第二机械臂(12)彼此串联地前后布置，和/或b)具有并联运动系统的第一机械臂(8)的转动关节和/或具有并联运动系统的第二机械臂(12)的转动关节相对于涂覆设备机器人(1)的位置独立地始终定向成使得转动关节的旋转轴线大致水平。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，所述机器人运动系统包括：a)布置在近端的第一机器人元件(6)，和/或b)第二机器人元件(7)，其在运动学上布置在第一机器人元件(6)的后方并且相对于第一机器人元件(6)能够移动，和/或c)在运动学上布置在第二机器人元件(7)的后方并且相对于第二机器人元件(7)能够移动的具有并联运动系统的第一机械臂(8)，和/或d)第三机器人元件(10)，其在运动学上布置在具有并联运动系统的第一机械臂(8)的后方并且相对于具有并联运动系统的第一机械臂(8)能够移动，和/或e)第四机器人元件(11)，其在运动学上布置在第三机器人元件(10)的后方并且相对于第三机器人元件(10)能够移动，和/或f)在运动学上布置在第四机器人元件(11)的后方并且相对于第四机器人元件(11)能够移动的具有并联运动系统的第二机械臂(12)，和/或g)第五机器人元件(13)，其在运动学上布置在具有并联运动系统的第二机械臂(12)的后方并且相对于具有并联运动系统的第二机械臂(12)能够移动，和/或h)第六机器人元件(15)，其在运动学上布置在第五机器人元件(13)的后方并且相对于第五机器人元件(13)能够移动。7.根据权利要求6所述的涂覆设备机器人(1)，其特征在于，a)第二机器人元件(7)相对于近端的第一机器人元件(6)绕优选地竖直的第一枢转...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·伊姆勒，
申请(专利权)人：杜尔系统股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE