改进的机器人喷漆系统和方法技术方案

机器人喷漆系统700包括喷涂器708，与喷涂器708流体连通的第一漆计量装置728，与漆喷涂器708流体连通的第二漆计量装置734和与每个漆计量装置728，734流体连通以为漆计量装置728，734的至少一个灌装希望的漆量的漆供给702，其中每个漆计量装置728，734与漆供给702静电隔离，并且其中颜色变换时间和漆浪费最小化并且系统的清洁操作被优化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2009年4月8日提交的美国临时专利申请系列号61/167,614的权益，其通过引用全文并入本文。
本专利技术涉及将导电的漆喷涂到汽车车体外表面的机器人喷漆系统，特别是涉及导电涂层的静电应用的改进。
技术介绍
现有技术的喷漆室是众所周知的。在连续的传送和制动站系统中对车辆车体外表面喷漆的普通的现有技术的喷漆室包括封闭的房间和多个的漆喷涂器。在一种构造中，将喷涂器安装在倒U形的支持结构上，该结构包括两个垂直支持，在车辆车体运行路径的每一侧上有一个，并用水平的支持结构连接在其上面。该支持结构有利于车辆车体上表面的喷漆，而且可将水平梁固定或者使其有附加的自由度能沿着要喷漆的车辆车体的上表面移动。在同一个喷漆区中使用另一种喷漆装置对车辆车体的侧面喷漆，但通常不能沿着车辆车体的长度侧向移动。这种类型的喷漆装置的缺点是缺乏在车辆车体表面和喷涂器之间提供最优投射距离的灵活性，和使用规定的喷漆循环时间的效率低下。适合对车辆的上表面喷漆的喷漆装置的漆喷涂器是安装在公用梁上。因此，在每个漆的喷涂器和要喷漆表面之间的距离是随着车辆车体的外形而变化。适合对车辆侧面喷漆的喷漆装置的漆喷涂器包括在车辆车体路径的横向不会移动的喷涂器。因此，漆的喷涂器仅可对在该喷涂器前面的车辆车体的一部分喷漆，留下现有的循环时间的很大一部分没有使用。最近的支持结构的一种替代方案是沿着喷漆室的侧边设置地面上安装的机器人。机器人包括安装在其上面的喷枪或旋转的喷涂器（旋杯机）将雾化的漆喷向车辆车体。尽管旋转的喷涂器胜过喷枪，但仍有某些连带的缺点。现有技术地面上安装的机器人，特别是有旋转喷涂器的机器人，造价很高而且对喷漆室仍有有限的可视工作范围。由于取向能力的限制对相同的产量旋杯机需要更多的旋杯。由于在漆的颜色变换操作中每个旋杯还产生浪费，所以附加的旋杯使每辆车使用更多的漆。现有技术地面安装的机器人当安装在现有的喷漆室中时还需要对该室进行很大的修改，从而增加了安装时间和成本，并要求在喷漆室内有更多的地面空间。地面安装的机器人轨道轴线要求在喷漆室的两端开门。地面安装的机器人的机身中部轴线要求在喷漆室两端辅助的安全区，和地面安装的机器人的轨道操纵台侵入到走道的空间。地面安装的机器人还需要经常的清洁，因为漆的喷溅向下流的漆引起在机器人的臂和底座上漆的堆积，从而造成更高的维修和清洁费用。由于水性漆的导电性，需要使接地的大量漆供给系统与带电的局部分配罐和喷涂系统电气绝缘。在现有技术中，如在美国专利5,293,911号和美国专利5,367,944号中所示，将旋杯喷涂器、罐、罐的驱动器、静电格栅、和连接界面全都集成在安装在机器人肘节上的一个单元中。这样的喷涂机有如下的缺点：1）该喷涂器很重、很贵、并可能与喷漆室中物体碰撞而受损；2）喷涂器与连接站的连接必须在喷涂室内固定的位置进行，这限制了工艺的灵活性；3）连接过程因为机器人必须运行到连接站和从那里离开而采取循环的时间，从而使罐直到喷涂器到达连接站才能灌装；和4）连接硬件对水性漆系统很贵且是独特的。为了准备机器人进行喷漆操作，该罐必须用漆充满。为了用漆灌装该罐，将可滑动地设置在罐的活塞拉离气缸的底部并打开喷涂器的阀，因而将少量的空气引入到该罐中。然后使漆从所选颜色的阀中流出，通过隔离线路，流入到罐内。当罐的初始容积通过喷涂器的触发通道被加满时，将空气通过喷涂器压出系统直到该漆到达触发通道中节流。由于漆和被漆代替的空气之间的粘度差节流使罐内流体压力增加。压力增加造成由驱动马达所加的力矩增加，可以感测这种增加并用来调节灌装该罐的速率。一旦该罐和喷涂器被充满，排出罐内的空气。为了从罐排除空气，从罐通过喷涂器喷出一定量的空气和漆直到空气被排净，因此浪费了喷出的漆量。另一种罐装操作称为基于压力通过注射器尖端灌装该罐的灌装模式，使用力矩反馈来决定什么时候漆将充满该罐。对每种颜色的灌装操作通常使用单一的力矩反馈值。但是，因为各种漆随着颜色的变换其粘度和整体压力有变化，而基于时间的灌装操作可能导致浪费漆（时间太长）或者不合适地灌装该系统（时间太短）。可以使用活塞使罐的灌装操作时间最优化。首先，如果已知漆进入该罐的灌装速率或者可以自动地测量该速率，就可以调节将罐活塞机构拉离罐底的速率使流入漆的压力降最小，和减小灌装的时间。通过测量或者伺服误差（正或负）或者加到活塞的马达力矩反馈可以感测灌装速率。第二，可以用已知的略低于系统灌装速率的速率将活塞拉离罐底。但是，当漆迅速充满该罐时，空气可能被俘获在罐内并与漆混合。接地的大量漆的供给源必须与带电的系统部件绝缘以便阻止电压泄漏和静电腐蚀。使大量漆供给系统与带电的漆分配罐绝缘的一种方法是清洁和干燥在供给系统和罐之间的漆传送管线。在汽车型喷漆系统（在连续传送型系统上快速的颜色改变）中，一般将排放管线连接到该罐下游的旋杯喷涂器或系统的其他部分并与它们流体连通。在清洁罐的内部时，从罐底拉离活塞。使活塞循环进出该罐从而将溶剂和空气混合物引入到罐内以便有利于有效地清洁在活塞和罐底之间的区域。在用溶剂和空气混合物清洁该罐的同时，回洗从罐到喷涂机的漆管线。当活塞循环和使其可滑动地进入罐内朝向喷涂机时，迫使溶剂和空气流出该罐和通过排放管线。在清洁该罐之后，该系统准备好用不同颜色的漆进行灌装。这种清洁机器人的方法有多个缺点，包括：1）清洁和干燥管线以及提供高电压绝缘的时间超出了要喷漆的各车辆车体之间规定的停留时间；2）残留在传送管线、排放管线、或该罐内部壁上的漆的残渣可能导致高电压泄漏造成静电腐蚀，这可以在传送管线、分配管线、到喷涂器的供给管线、或废漆收集管线中烧出洞；3）当与其他的绝缘方法比较时留在漆传送管线中废漆的量过大；和4）因为使含有漆残渣的溶剂和空气混合物从混合物入口流过排放管线的下游，所以可能使漆的残渣停留在排放管线和该罐的连接处。随着环境友好的水性涂层变得更常见，使用者要求减小与准备静电喷漆的自动系统相关联的时间和材料浪费。漆流体输送系统是水性涂层喷涂中的关键部件。需要直接带电水性流体输送系统来完成下列目的：清洁喷涂系统并且使其准备好施加下一涂层材料；从大量供给系统（漆循环系统）施加希望的涂层材料；使所施加的漆量与接地的大量供给系统电隔离；并且精确地控制从输送系统到涂层喷涂器的流率（按计量分配）。例如，当喷漆时，汽车表面组件喷漆店中的车体通常频换变换颜色。车体喷漆的典型颜色批次规格是一组1-5车。颜色变换时间范围在6-15秒之间或每辆车可用循环的10-25%。在颜色变换过程中每个机器人浪费的漆量通常在12-5 ml之间或具体机器人使用的漆的5-10%。快的颜色变换和低的再灌注浪费是汽车表面颜色变换系统的重要设计因素。再灌注和颜色变换时间也是重要的。作为进一步的例子，当为塑料添加部分（例如饰带、车体侧镀层）或汽车部件喷漆管线中的仪器面板喷漆时，批次规格较大并且颜色变换较不频繁；然而，每部分的循环时间也较小。部分以10到200部分的批次被喷漆并且希望的是部分连续喷漆并在部分之间没有停歇时间。在这种类型的喷漆系统中，通常在部分的批次之间留下间隙以用于颜色变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.08 US 61/167,6141.一种喷漆系统，包括：
可在喷漆室内运动的外臂；
至少两根轴线的肘节，其一端附接到所述外臂；
漆喷涂器，其附接到所述肘节的另一端；
第一漆计量装置，其安装在所述机器人上并且包括入口和出口，其中所述出口经由第一漆管线与所述漆喷涂器流体连通；
第二漆计量装置，其安装在所述机器人上并且包括入口和出口，其中所述出口经由第二漆管线与所述漆喷涂器流体连通；以及
颜色变换器，其安装在所述机器人上并且与所述漆计量装置的入口的每个流体连通，从而以希望的漆量灌装所述漆计量装置的至少一个，其中所述漆计量装置的每个与所述颜色变换器静电隔离，并且其中真空被施加到所述漆喷涂器，所述第一漆计量装置，所述第二漆计量装置，所述颜色变换器和相关流体连接的内部通道的至少一个，从而在使漆流经其中之前除去空气量。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷涂器包括与所述漆喷涂器的雾化装置流体连通的第一注射器路径和第二注射器路径，其中每个注射器路径是独立的且相互绝缘，并且每个注射器路径能够相互电隔离。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述漆计量装置的至少一个是伺服马达控制的漆罐。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，清洁溶剂和压缩空气被供给到所述漆计量装置的至少一个的出口下游的点，并且其中排放阀位于所述漆计量装置的至少一个的入口上游，使得所述漆计量装置的至少一个和所述颜色变换器之间的流体连接为了静电隔离的目的而在与到所述漆计量装置的至少一个的漆供给流相反的方向上能够被清洁和干燥。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，清洁溶剂和压缩空气被供给到所述漆计量装置的至少一个和所述颜色变换器之间的流体连接中的点，并且其中所述颜色变换器具有排放阀，所述排放阀配置成使得所述流体连接为了静电隔离的目的而在与到所述漆计量装置的至少一个的漆供给流相反的方向上能够被清洁和干燥。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，溶剂用于在漆供给的方向上将来自所述颜色变换器的漆推到漆计量装置入口的至少一个。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述漆计量装置的至少一个的入口和出口之间形成通道，使得在罐活塞被完全向前推动时形成流体路径。
8.如权利要求3所述的系统，其特征在于，来自驱动活塞的伺服马达的电反馈用于关于时间绘出所述活塞上的正力或负力，其中反馈响应的斜率用于确定何时漆到达注射器尖端，由此指示在灌装顺序中在运动到下一步骤之前所述系统已完全准备好。
9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述漆管线的每个能够被隔离以允许所述漆计量装置的相关一个在所述漆计量装置的另一个分配漆时被清洁、干燥和灌装的至少一者。
10.一种喷漆系统，包括：
可在喷漆室内运动的机器人臂；
漆喷涂器，其连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：SJ克利福德，
申请(专利权)人：SJ克利福德，
类型：发明
国别省市：