机器人涂料修复中的擦拭工艺制造技术

提出了一种用于机器人修复单元的擦拭系统，该擦拭系统包括具有马达的机动式机器人手臂

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人涂料修复中的擦拭工艺

技术介绍

[0001]汽车工业通常需要准备用于各种目的
(
例如，涂料
)
的车辆零件或替换零件
(
例如，保险杠
)
的表面，或者由于在涂料或涂装期间引起的缺陷而需要修复汽车零件或替换零件的表面
。
典型的表面准备工艺包括例如物理研磨汽车表面或“刮擦”。
典型的修复操作通常包括例如砂磨和抛光
。
表面准备和表面上的缺陷的修复可利用不同的工具
、
材料和流体
。

技术实现思路

[0002]提出了一种用于机器人修复单元的擦拭系统，该擦拭系统包括具有马达的机动式机器人手臂
、
与该机动式机器人手臂联接的连接机构以及与该连接机构联接的擦拭介质
。
该擦拭介质包括基底层以及从该基底层延伸的多个特征部
。
由该马达提供动力的该机动式机器人手臂使该擦拭介质移动
。
该机动式机器人手臂被构造成使该擦拭介质朝向或远离工作表面移动
。
该机动式手臂被构造成在擦拭操作期间朝向该工作表面按压擦拭介质
。
该擦拭介质在擦拭操作期间被擦拭马达驱动而抵靠该表面
。
[0003]在缺陷修复工艺期间移除工艺流体或淤浆已经表明有益于最终工件产品，并且可以通过在任何研磨处理之后添加流体移除步骤来实现
。
已经表明擦拭效率的限制因素是水的移除
。
擦拭参数应被选择为将水排出垫，使得就保水性而言，垫尽可能长时间地接近稳态操作，同时仍从修复中移除高百分比的淤浆
。
该移除步骤先前需要使用操作员来擦拭工件表面以移除工艺流体
。
通过将第一工具
、
第二工具和流体移除工具全部包括在单个机动式机器人手臂上，并且潜在地具有单个力控制单元，有效地修复汽车表面的工艺被流线化
。
附图说明
[0004]结合附图考虑到以下对本公开的各种实施方案的详细说明可以更全面地理解本公开，其中：
[0005]图1是机器人涂料修复系统的示意图，其中本专利技术的实施方案是有用的
。
[0006]图2是涂料修复机器人的示意图，其中本专利技术的实施方案是有用的
。
[0007]图3是根据本文实施方案的涂料修复机器人的双安装端部执行器系统的示意图
。
[0008]图
4A
和图
4B
是雾度质量实验的图像结果
。
[0009]图
5A
至图
5B
示出了根据本文实施方案的具有流体移除工具的双安装端部执行器系统
。
[0010]图6示出了流体移除工具在双安装端部执行器系统上的可能放置
。
[0011]图7示出了流体移除工具的一个实施方案
。
[0012]图8示出了根据本文实施方案的机器人修复系统的示意图
。
[0013]图9示出了根据本文实施方案的进行缺陷修复操作的方法
。
[0014]图
10A
至图
10C
示出了根据本文实施方案的擦拭介质
。
[0015]图
11A
和图
11B
示出了根据本文实施方案的擦拭系统
。
[0016]图
12A
至图
12D
示出了根据本文实施方案的流体移除系统的真空附接件
。
[0017]在附图中，相似的附图标号指示相似的元件
。
虽然可不按比例绘制的上文标识的附图阐述了本公开的各种实施方案，但还可设想如在具体实施方式中所提到的其他实施方案
。
在所有情况下，本公开以示例性实施方案的表示的方式而非通过表述限制来描述当前所公开的公开内容
。
应当理解，本领域的技术人员可想出许多其他修改和实施方案，这些修改和实施方案落在本公开的范围和实质内
。
具体实施方式
[0018]本公开提供了使用具有手臂端系统的机器人修复单元的自动化系统和方法，该手臂端系统具有用于处理
(
例如，刮擦
、
砂磨
、
抛光等
)
对象表面的安装工具，以及可以在这些处理步骤之前
、
之后和
/
或之间使用的流体
、
淤浆或碎屑移除工具
。
处理工具与流体移除工具一起可安装在机动式机器人手臂的端部处的端部执行器上，使得它们能够在工件上的各种区域之间移动
。
处理工具可包括功能部件，该功能部件被构造成接触并准备对象表面；一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为在功能部件接触并准备对象表面时，检测端部执行器工具
、
用于流体的分配器的工作状态信息；以及
/
或者控制电路，该控制电路用于从传感器接收信号并处理该信号，以生成工具的状态信息
。
控制器还可以计算擦拭的面积，例如使用的总次数
、
使用的持续时间
、
流体移除的饱和度以及用于干燥的休息期
。
流体移除工具还可包括被配置为检测工具的工作状态信息的一个或多个传感器
、
允许流体移除工具抵靠工作表面移动或施加力的力控制单元或端部执行器
。
[0019]图1是机器人涂料修复系统的示意图，其中本专利技术的实施方案是有用的
。
系统
100
通常包括两个单元，视觉检查系统
110
和缺陷修复系统
120
，它们各自可包括子单元
。
两个系统可分别由运动控制器
112、122
控制，该运动控制器可从一个或多个施加控制器
150
接收指令
。
施加控制器可接收输入或者向用户接口
160
提供输出
。
修复单元
120
包括可与端部执行器
126
对准的力控制单元
124。
如图1所示，力控制件
124
可与任一端部执行器
126
联接，每个端部执行器与工具
128
联接
。
在一个实施方案中，工具
128
可被布置成如进一步描述的那样，诸如在
2019
年
11
月2日提交的美国临时专利申请序列号
62/940950
和
62/940960
中描述的那些
。
然而，还明确地设想了其他布置
。
视觉检查单元
110
可检测车辆表面
130
上的缺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于机器人修复单元的擦拭系统，包括：机动式机器人手臂，所述机动式机器人手臂具有马达；连接机构，所述连接机构与所述机动式机器人手臂联接；擦拭介质，所述擦拭介质与所述连接机构联接，其中所述擦拭介质包括：基底层；和从所述基底层延伸的多个特征部；并且其中由所述马达提供动力的所述机动式机器人手臂使所述擦拭介质移动；其中所述机动式机器人手臂被构造成使所述擦拭介质朝向或远离工作表面移动，其中所述机动式手臂被构造成在擦拭操作期间朝向所述工作表面按压所述擦拭介质，并且其中所述擦拭介质在所述擦拭操作期间被擦拭马达驱动而抵靠所述表面
。2.
根据权利要求1所述的系统，其中所述多个特征部中的每一个具有特征部高度和特征部厚度，并且其中所述特征部高度大于所述基底层的厚度
。3.
根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中所述擦拭介质包括微纤维
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述擦拭马达使所述擦拭介质以振荡或振动的运动方式移动
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述擦拭马达与所述马达分离
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述擦拭马达在所述擦拭操作期间以第一速度驱动所述擦拭介质，并且当所述擦拭介质远离或朝向所述工作表面移动时，使所述擦拭介质以第二速度旋转
。7.
根据权利要求6所述的系统，其中所述第二速度高于所述第一速度
。8.
根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述连接机构包括钩环系统
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的系统，还包括力控制单元
。10.
根据权利要求6所述的系统，其中所述擦拭马达使所述擦拭介质以旋转运动方式移动
。11.
根据权利要求6所述的系统，其中所述擦拭马达使所述擦拭介质以轨道运动方式或随机轨道运动方式移动
。12.
根据权利要求1至
11
中任一项所述的系统，其中所述擦拭介质在
10
次砂磨操作之后仍是不饱和的
。13.
根据权利要求1至
12
中任一项所述的系统，其中所述擦拭介质在
50
次砂磨操作之后移除淤浆的
75
％
。14.
根据权利要求1所述的系统，其中所述机动式手臂使所述擦拭介质移动，使得所述擦拭介质的外部区域夹带从表面移除的流体的大部分
。15.
根据权利要求
14
所述的系统，其中所述机动式手臂包括与所述擦拭介质联接的心轴，并且其中所述心轴在所述擦拭介质接合所述表面时使所述擦拭介质旋转
。16.
根据权利要求
14
所述的系统，其中所述机动式手臂在所述擦拭介质上施加抵靠所述工作表面的力，使所述擦拭介质以横向速度移动，并且使所述擦拭介质以旋转速度旋转，并且其中所述力
、
所述横向速度和所述旋转速度使得所述擦拭介质在擦拭循环期间接近于吸水的稳态操作
。17.
一种用于机器人修复单元的擦拭系统，包括：
机动式机器人手臂，所述机动式机器人手臂具有马达；连接机构，所述连接机构与所述机动式机器人手臂联接；擦拭介质，所述擦拭介质与所述连接机构联接，其中所述擦拭介质包括：基底层；和从所述基底层延伸的多个特征部；其中由所述马达提供动力的所述机动式机器人手臂使所述擦拭介质移动；并且其中所述多个特征部中的每一个具有特征部高度和特征部厚度，并且其中所述特征部高度大于所述基底层的厚度；并且其中所述特征部高度是所述特征部厚度的至少两倍；或者其中所述特征部高度小于所述特征部厚度的十倍
。18.
一种用于机器人修复单元的擦拭系统，包括：机动式机器人手臂，所述机动式机器人手臂具有马达；连接机构，所述连接机构与所述机动式机器人手臂联接；顺应层，所述顺应层位于所述擦拭介质与所述机动式机器人手臂之间；擦拭介质，所述擦拭介质与所述连接机构联接，其中所述擦拭介质包括：基底层；和从所述基底层延伸的多个特征部；并且其中由所述马达提供动力的所述机动式机器人手臂使所述擦拭介质移动
。19.
一种机器人涂料修复系统，包括：力控制单元；第一工具系统，所述第一工具系统包括与第一工具联接的第一端部执行器，所述第一工具被构造成接触工件；第二工具系统，所述第二工具系统包括与第二工具联接的第二端部执行器，所述第二工具被构造成接触所述工件；流体移除工具，所述流体移除工具包括擦拭介质，所述流体移除工具与机动式机器人手臂联接，其中所述流体移除工具被构造成从所述工件移除流体；并且其中在第一状态下，所述第一工具处于接触并准备所述对象表面的位置，在第二状态下，所述第二工具处于接触并准备所述工件的位置，并且在第三状态下，所述流体移除工具处于接触所述工件的位置；其中所述机动式机器人手臂被构造成使所述擦拭介质朝向或远离工作表面移动，其中所述机动式手臂被构造成在擦拭操作期间朝向所述工作表面按压所述擦拭介质，并且其中所述擦拭介质在所述擦拭操作期间被擦拭马达驱动而抵靠所述表面
。20.
根据权利要求
19
所述的系统，其中所述第一工具和所述第二工具安装到单个机器人修复单元
。21.
根据权利要求
19
或
20
所述的系统，其中所述第一工具和所述流体移除工具安装到单个机器人修复单元
。22.
根据权利要求
21
所述的系统，其中所述第一工具和所述第二工具相隔至少
90
度定位在所述机动式机器人手臂上
。23.
根据权利要求
22
所述的系统，其中所述流体移除工具安装成垂直于所述第一工具
和所述第二工具
。24.
根据权利要求
19
至
23
中任一项所述的系统，其中所述擦拭介质包括吸水性材料
。25.
根据权利要求
24
所述的系统，其中所述微纤维为至少
300gpsm。26.
根据权利要求
19
至
25
中任一项所述的系统，其中所述擦拭马达使所述擦拭介质以振荡或振动的运动方式移动
。27.
根据权利要求
19
至
26
中任一项所述的系统，其中所述流体移除工具包括顺应装置
。28.
根据权利要求
27
所述的系统，其中所述顺应装置为顺应性材料
。29.
根据权利要求
19
至
28
中任一项所述的系统，其中所述擦拭马达在所述擦拭操作期间以第一速度驱动所述擦拭介质，并且当所述擦拭介质远离或朝向所述工作表面移动时，使所述擦拭介质以第二速度旋转，其中所述第二速度高于所述第一速度
。30.
根据权利要求
29
所述的系统，其中在
10
次砂磨操作之后，所述擦拭介质移除
。31.
根据权利要求
19
至
30
中任一项所述的系统，其中所述流体移除工具直接紧固到所述第一端部执行器
。32.
根据权利要求
19
至
31
中任一项所述的系统，其中所述流体移除工具与力控制单元联接
。33.
根据权利要求
32
所述的系统，其中所述第一工具与所述力控制单元联接
。34.
根据权利要求
19
至
33
中任一项所述的系统，其中使用顺应性紧固件将所述流体移除工具紧固到所述端部执行器系统
。35.
根据权利要求
34
所述的系统，其中所述擦拭介质相对于工件表面成角度
。36.
根据权利要求
35
所述的系统，其中所述连接机构是紧固件
。37.
根据权利要求
35
所述的系统，其中所述连接机构是顺应性的
。38.
根据权利要求
35
所述的系统，其中所述连接机构包括钩环系统
。39.
根据权利要求
19
所述的系统，其中所述流体移除工具包括辊对辊系统，其中所述擦拭介质从第一辊展开并滚卷到第二辊上
。40.
根据权利要求
19
至
39
中任一项所述的系统，还包括：传感器，所述传感器被构造为检测所述缺陷修复系统的工作状态，和控制电路，所述控制电路用于从所述传感器接收信号并处理所述信号，以生成所述缺陷修复系统的状态信息
。41.
根据权利要求
19
至
40
中任一项所述的系统，其中所述缺陷修复系统安装到机动式机器人手臂
。42.
根据权利要求
41
所述的系统，其中所述顺应性紧固件包括气压缸
、
线性伺服驱动器
、
空气力控制器
、
液压缸
、
橡胶垫或弹簧
。43.
根据权利要求
19
所述的系统，其中当所述擦拭介质被驱动而抵靠所述表面时，所述流体移除工具施加抵靠所述擦拭介质的力，其中所述擦拭介质跨所述表面横向移动，并且其中所述力和横向速度足以使得所述擦拭介质在擦拭循环期间接近于吸水的稳态操作
。44.
根据权利要求
43
所述的系统，其中所述擦拭介质在跨所述表面横向移动时旋转，并且其中所述力
、
所述横向速度和旋转速度足以使得所述擦拭介质在擦拭循环期间接近于吸水的稳态操作
。45.
根据权利要求
19
所述的系统，其中所述机动式手臂使所述擦拭介质移动，使得所述
擦拭介质的外部区域夹带从表面移除的流体的大部分
。46.
根据权利要求
19
所述的系统，还包括二次流体移除部件，其中所述二次流体移除部件包括热源<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿龙，
申请(专利权)人：三M，
类型：发明
国别省市：