CN1140645A - 汽车喷漆生产线的机器人安置方法及其安置布局 - Google Patents

Abstract

本发明提供可以被使用于在汽车喷漆和封缝生产线中高效地安置机器人的一种安置方法及安置布局。本发明涉及在其内建有一下冲流通体系的汽车喷漆生产线中安置机器人。一封缝机器人之主体被安置在一位置上，在此位置上该机器人不会对沿汽车车体侧面的下冲流通体系产生大的干扰，而一个用于对汽车车体底板下表面喷漆之机器人则置于封缝机器人下方。下表面之封缝和喷漆被同时进行。

Description

汽车喷漆生产线的机器人安置方法 及其安置布局

本发明涉及在汽车喷漆生产线中安置机器人的方法及其布局。本发明涉及到一种能使汽车生产线，尤其是将一种防锈材料施加于汽车车体的封缝生产线和喷漆生产线之总长度减半的机器人安置方法及安置布局。

在传统的汽车生产线中，多种机器人如点焊机器人、封缝机器人和喷漆机器人根据它们所做的工作被依次安置、分阶段进行、以这方式将机器人分入各工作阶段并依次安置它们的优点是无需考虑每个人机器人作业时会对别的阶段产生的影响，且有于工作，如工作管理，阶段管理，和机器人控制。

在喷漆生产线内用于将防锈材料和修整防护施加于汽车车体B底盖被掩盖的在反面的下表面上的机器人的安置与封缝生产线中用于汽车车体防水连结之机器人的安置展示于图7-15，根据上述的设计概念，这种安置是在电附着喷漆生产线之后进行的。在这些附图中，P代表喷漆机器人，S代表封缝机器人，F代表盖操作机器人，G代表行李箱操作机器人(用于启闭汽车行李箱室的机器人)。

但是，如果将机器人按上述布局布置形成一制造生产线，该生产线长度必然很长，这会导致下列问题：

1.工厂中需要安放机器人的大面积场地。

2.传送装置会变得更长，从而必须增加传送线长度及增加相应的支架和垫盘。

3.用于空调(包括温度、湿度和净度控制)的安装及运行成本也随之增加。

4.难以再循环流通未被附着的喷涂材料(它们是环境污染物)，而且要使用大量的油渣处理水。

5.每辆汽车工作节拍(加工作业)所需的总时间加长。

6.由于汽车生产线的大多数问题均涉及传送装置，生产线的加长会增多由于传送装置中产生问题而使制造生产线中断的可能性。

7.当制造生产线被中断时，喷漆生产线中的喷涂层质量会变差。制造生产线加长增大了使大批汽车喷漆质量变坏的缺点。

应该注意到：一种现有的有关用于汽车制造生产线之机器人安置的方案在日本公开NO 6-654号专利(KOKAI)中已被公开。其目的是在一辅助的焊接(加工)生产线之起始端在一焊接工位上对整个汽车车体实现均匀的辅助焊接，以便防止在该汽车制造生产线的辅助焊接阶段出现焊接变形。如图16所示，每个均有上平台面111和下平面台112的侧架110被配置在焊接工位100之每一侧。汽车车体B之侧板和底板之间的连接部份用机器人120进行辅助焊接。机器人120置于下平台112上，而且可以作趋近和远离汽车车体B此侧面的运动。对汽车车体B的顶和侧板之间的连接部份用安装在上平台111上的机器人120进行辅助焊接，机器人120可作趋近和远离汽车车体B侧面的运动。此外，两个悬置的机器人140沿纵长方向安置在焊接工位100之顶蓬支架130上，其安置方式使之可沿水平面自由移动并可垂直运动。机器人140用于对挡泥板一类的汽车车体的其它结构件之连接部份进行辅助焊接。

但是，一个下冲流通体系被建立于这种喷漆生产线中以防止飞尘及废屑附着于汽车车体B，在一个大体积的机器人被垂直地在汽车车体上方移动时，对下冲流通体系产生大的干扰(扰动)，导致飞尘和废屑进入空气气流中并能附着于喷涂层，使喷漆质量变坏。与之相类似的，在汽车附近，大体积的机器人朝汽车车体移动时，此机器人的移动在下冲流通体系中引起大的干所并如上述那样使飞尘和废屑进入流通体系中，并能粘附于喷漆层上，使喷漆质量变坏。为此，由上述公开出版的专利所提出的机器人安置布局不能被使用于喷漆或封缝生产线。

本发明产生于对现有技术生产线之上述问题的解决之中，它的一个主要目的是提供一种安置方法和安置布局，它们能有效地用于车漆和封缝生产线。

本发明的用于汽车喷漆生产线的机器人安置方法之第一方面涉及一种将机器人安置于其内建有下冲流通体系的汽车喷漆生产线中之方法。用于封缝的机器人主体安放于一位置上，在此位置上，机器人不会对在汽车车体侧面上的下冲流通体系产生大的干扰，而且一个用于对下表面件进行喷漆的机器人被安置于汽车车体下面。

本发明的用于汽车喷漆生产线之机器人安置方法的第二方面也涉及一种在其内建有一下冲流通体系的喷漆生产线中安置机器人的方法。用于对上表面件喷漆的机器人主体置于一个位置上，在该位置上，机器人不会在汽车车体上方的下冲流通体系中产生大的干扰，而且，一个用于对侧表面件喷漆的机器人主体被置于使它不会对在汽车车体侧面的下冲流通体系产生大的干扰的位置上。

根据本发明的用于汽车喷漆生产线之机器人安置方案的第一方面涉及到一种布置，在此布置中，机器人安置于其内建有一下冲流通体系的汽车喷漆生产线中。此汽车喷漆生产线中配置有用于封缝的机器人，该机器人安置的方式使机器人之主体处于一个位置上，在此位置上，机器人不会对在汽车车体侧面的下冲流通体系产生干扰，用于对下表面件喷漆的机器人被安置于汽车车体下面。

根据本发明的用于汽车喷漆生产线之机器人安置布局的第二方面涉及一种布局，在此布局中，多个机器人安置在其内建有一个下冲流通体系的汽车喷漆生产线中。此汽车喷漆生产线配置有用于对上表面件喷漆的机器人，该机器人安置在一个位置上，在此位置上，机器人不会对汽车车体上方的下冲流通体系产生干扰，及用于对侧表面件喷漆的机器人，此机器人安置的方式，使机器人主体安置在一个位置上，在这位置上，机器人不会对在汽车车体侧面处的下冲流通体系产生干扰。

根据本发明的用于汽车喷漆生产线之机器人安置布局的第三方面涉及一种布局，在此布局中，机器人被安置在具有多个工位，其内建有一下冲流通体系的汽车喷漆生产线中。此汽车喷漆生产线配置有用于封缝或喷漆的机器人，此机器人之安置方式使该机器人之主体安置在一个位置上，在此位置上，机器人不会对在汽车上方的下冲流通体系产生干扰；还配置了置于低于此喷漆或封缝用机器人的位置上的喷漆机器人，此喷漆机器人能沿穿越多个工位延伸的一横轴移动。在此情况下，安置于上方位置处之封缝或喷漆机器人是一个用于对上表面件喷漆的机器人，而置于下方位置的喷漆机器人则是用于对侧表面件或下表面件喷漆的机器人。

在根据本发明的用于汽车喷漆生产线中的机器人安置布局中被推荐的是，每个封缝和/或喷漆机器人臂是一种由其移动对下冲流通体系产生的干扰被减至最小的形式的臂，在其中机器人用软管与空心肘腕连通。

由于本发明的第一方面是如上述那样构成的，建于此喷漆生产线内的下冲流通过体系不会受到大的干扰，因此喷漆质量不会恶化。这就使得对汽车车体封缝可与对下表面的喷漆，如与以一种防锈材料对底板的被遮挡的反面的下表面喷涂那样，同时进行，从而使喷漆和封缝生产线之长度可被减半。因此，喷漆和封缝生产线之制作及维修成本可被大大地降低，而且由于喷漆和封缝可同时进行，故喷漆和封缝所要求的时间也可以被减半而提高其生产率。

由于本发明的第二方面如上所述那样构成，建于此喷漆生产线中的下冲流通体系不会由此而受到大的干扰，而且从机器人臂上落散下的喷漆碎屑不会被粘附于喷漆层上，所以不会使喷漆质量变坏。因此，如汽车顶那样的上表面件可以与如汽车侧面那样的下表面件同时被喷漆，从而使喷漆生产线本身之长度减半。因此，喷漆生产线之构造及维护成本可被显著降低。而且由于对上表面件如顶，盖和行李箱等的喷漆可与对下表面件如侧边和门等的喷漆同时进行，故喷漆要求的时间可被减半，从而可改善其生产率。

由于本发明的第三方面如上所述那样构成，故喷漆可以在喷漆机器人沿公共横轴的移动时，在各个工位上均可进行喷漆。

对附图简要说明如下。

图1是本发明第一实施例之平面图。

图2是沿图1之II-II线剖切之剖视图。

图3是沿图1之III-III线剖切之剖视图。

图4是沿图1之IV-IV线剖切之剖视图。

图5是本发明安置布局第二实施例之平面图。

图6是图5中布局之一侧视图。

图7是传统生产线中安置布局的平面图，展示汽车传送入底板下表面喷漆生产线之前的状态。

图8是传统底板下表面喷漆生产线中的安置布局的平面图，展示生产线之第一步骤。

图9是传统底板下表面喷漆生产线的安置布局的平面图，展示生产线之第二步骤。

图10是传统底板下表面喷漆生产线中的安置布局的平面图，展示生产线之第三步骤。

图11是传统底板下表面喷漆生产线的安置布局的平面图，展示生产线之第四步骤。

图12是传统底板下表面喷漆生产线的安置布局的平面图，展示生产线之第五步骤。

图13是传统底板下表面喷漆生产线的安置布局的平面图，展示此生产线之第六步骤。

图14是传统封缝生产线的安置布局平面图，展示此生产线之第一步骤。

图15是传统封缝生产线的安置布局平面图，展示此生产线之第二步骤。

图16是在日本专利公开NO 6-654中展示的机器人安置布局的说明性视图。

下面结合附图对本发明的推荐实施例进行介绍。应该明白，本发明并不只限于在此介绍的那些实施例。

第一实施例

采用本发明机器人安置方法的机器人安置布局的一个实施例展示于图1-4。第一实施例的机器人安置布局L设计得与一喷漆和封缝生产线结合在一起，一些喷漆机器人P(位于汽车车体B下面，并用于将防锈材料和防划伤涂层施加于车体)和封缝机器人S(置于车体B之两侧，用于将封缝材料施加于车体接头处)是此生产线之基本结构设备。图1-4中展示的机器人安置布局具有4个工位1，2，3，4。下面的介绍分成4部份，每个机器人安置布局L之1-4个工位均有一份介绍。

如图1，2所示，第一工位配置有置于喷漆和封缝生产线之基座K上的沿汽车车体B纵长方向设置的横轴12；机器人基座11和13；配置于各横轴12及机器人基座11和13上的喷漆机器人P；以及与汽车车体B以预定间距配置于梁(为清楚起见，各梁在图上未有示出)上的工作台14，15，工作台置于喷漆和封缝室T两侧基座K上方之合适高度处；横轴16，17，其安置的位置使它们不会因各机器人在工作台14、15上的移动而对下冲的流通体系产生大的干扰(换言之，其安放的位置使它们不会对喷漆层产生坏影响)；沿横轴16、17横向移动之封缝机器人S；以及后门操作机器人D，这些机器人D置于工作台14和15上，并用于对汽车车体B之后门进行开闭作业。

在此情况下，喷漆机器人P，封缝机器人S和门操作机器人D均制成本领域熟知的铰接型机器人臂。换句话说，每个喷漆机器人P均配置有置于机器人座或横轴上的一机器人主体，其配置方式使机器人主体可沿座或横轴移动；一个连接于机器人主体上的臂；以及一连接于该臂自由端的喷枪。每个封缝机器人S均配置有可沿按要求设置的横轴移动的一机器人主体，一连接于机器人主体上的臂，以及连接于该臂自由端的封缝枪。应该指明，一种推荐的结构可以不配置横轴，因而对之配置横轴并非绝对必须。每个门操作机器人D也同样包括一机器人主体。一连接于机器人主体的臂，以及连接于该臂自由端用以启、闭的真空吸盘。每个机器人臂均长到足以使之能够从机器人主体所在位置处完成其预定的工作，如喷漆或封缝。由于在此生产线上建立有一下冲流通体系，故如上所述，每个机器人的形式最好尽可能地窄和精简，从而确保该机器人不会对下冲流通体系引起大的干扰，在流通体系中还包括用软管连通空心肘腕的机器人。

如图1，3所示，第二工位2配置有一置于喷漆和封缝生产线基座K上沿汽车车体B长轴方向设置的横轴22；机器人基座21，23；配置在每个横轴22及机器人基座23，21上的喷漆机器人P；以及与汽车车体以一预定间距配置于梁(为了清楚起见，梁在图上没有示出)上的工作台24，25，工作台置于喷漆和封缝室T两侧基座K上方之合适高度处；置于工作台24，25之一上的(例如汽车车体右侧上的)一横轴26；一封缝机器人S，它可沿横轴26移动且用于对前底板之右侧封缝；一前右侧门操作机器人D，它用于为该前底板右侧封缝之机器人S启、闭前右侧门；一用于启、闭汽车盖的盖操作机器人F(参看图4)和用于启、闭行李箱之行李箱操作机器人G(参看图1)，这些机器人置于另一个工作台(24，25)(例如置于汽车车体B左侧的一个工作台)上；以及包括置于每个工作台(24，25)上的封缝机器人S，每侧一个用于对行李箱室封缝，以及每测一个用于对发动机室封缝。

每个盖操作机器人F，每个行李箱操作机器人G及门操作机器人D均由公知的铰接型机器人臂构成。即，盖操作机器人F配置有一机器人主体，一连接于此机器人主体上的臂及一连接于此臂自由端、用于启闭盖的真空吸垫。与此相似，行李箱操作机器人G也配置有一机器人主体，一连接于此主体上的臂及一连接于此臂自由端、用于启、闭行李箱的真空吸垫。盖操作机器人F及行李箱操作机器人G的臂最好做得尽可能的窄及精简，其方式与前述的相似。

如图1和4所示，第三工位3配置有两个安放于第四工位4内之喷漆和封缝生产线基座K上的机器人基座31，32；安置于机器人基座31，32上的喷漆机器人P；以及与汽车车体B有一预定间距地置于梁(为了楚起见，梁未示于图上)上的工作台34，35，此工作台配设于喷漆和封缝室T两侧基座K上方之合适高度处；一横轴35安置于工作台33，34之一上(例如置于汽车车体左侧的一个工作台上)；一个可沿横轴35移动的封缝机器人S，它用于对前底板左侧封缝；一用于为该前底板左侧封缝之封缝机器人S启、闭前左侧门的前门操作机器人D；一用于启闭汽车盖的盖操作机器人F及一用于启、  闭行李箱的行李箱操作机器人G，这些机器人安置于工作台33，34中的另一个上(例如汽车车体B右侧的一个工作台)；及包括安置于工作台33，34中每一个上的封缝机器人S，每侧一个用于对行李箱室封缝，每侧一个用于对发动机室封缝。

如图1所示，第四工位4配置有置于梁(为清楚起见，梁在图中未被示出)上且与汽车车体B有一预定间隔的工作台41，42，这些工作台置于喷漆和封缝室T两侧底座K上面一合适高度处；配置于工作台41，42两侧的横轴43，44；用于对后门封缝、可在横轴43，44上移动的封缝机器人S；用于为后门封缝的封缝机器人S启、闭后门的后门操作机器人D；安置于工作台41和42中之一(例如汽车车体B右侧之一)上，用于闭、启汽车盖的盖操作机器人F，以及安置于每个工作台41，42上，用于对汽车发动机室封缝的封缝机器人S。

本发明第一实施例之安置布局，具有如上所述的结构：一部份后门在第一工位上，在以防锈材料一类的材料对一下表面件(汽车车体之基座)喷漆之同时被封缝；一部份后门，一部份行李箱室，及一部份发动机室在第二工位上，在以防锈材料对该下表面喷涂的同时被被封缝；后门的余下部分、行李箱的余下部分、以及一部份发动机室在第三工位上，在以防锈材料对该门被掩盖的翻边下表面喷涂的同时封缝；后门的余下部份和发动机室剩余部份在第四工位上同时被封缝。在此情况下，在每个工位上完成封缝要求汽车传送暂时停止，但是用防锈材对底板下表面之喷涂在汽车输送中止或被传送时均可以进行。

采用这种方式，本发明第一实施例之安置布局把封缝机器人放置于防锈层喷涂生产线内。在现有技术中由于担心对下冲流通体系的干扰，是不可能配备封缝机器人的。因此，本发明中封缝可以在以防锈材料一类的材料对汽车下表面元件进行喷涂的同时进行，因而本布局可以大致将喷漆和封缝生产线长度减半。

虽然，对第一实施例的介绍涉及到在相应于第一、二及三工位的生产线的部份基座上的单个机器人底座及横轴，然而应该指明，配置在单个工位上的那些横轴亦可以组合成一个公共横轴，而且相同的机器人可以被使用于第一至第三工位中的喷漆。根据所采用的方案，可以在汽车被传送时更为有效地完成喷漆。换句话说，该方案可以是：喷漆可用单个喷漆机器人在一组工位中进行，并可在固定工位间的移动空间中进行。

此外，在第一实施例所介绍的安置布局是一种分层的布局，处于不同高度的封缝和喷漆机人被组合在在此布局中，但是，本发明也能很好地被应用于别种形式的分层安置布局中，例如应用的封缝机器人与用于施加面层的机器人或剥离面层的机器人组合。

第二实施例

采用本发明的机器人定位方法的机器人安置布局另一实施例之基本组成件展示于图5、图6中。第二实施例之机器人安置布局的主结构组成件是上表面喷漆机器人P₁和侧表面喷漆机器人P₂。上表面喷漆机器人P₁被置放成从汽车车体B之两侧或一侧上方的壁上悬垂下来，它们用于对形成汽车车体B上表面元件如顶盖、盖及行李箱(行李箱室)进行喷漆。侧表面喷漆机器人P₂安置于车体B侧旁及上表面喷漆机器人P₁之下面，用于对汽车车体B之侧表面件如门等进行喷漆。本布局被设计得用来建立只有喷漆步骤的一条短生产线。

在这种情况下，每个上表面喷漆机器人P₁和侧表面喷漆机器人P₂的机器人主体在离汽车车体预定距离处安置，其安置方式使它对安置于其附近的下冲流通体系不产生干扰。每个上表面喷漆机器人P₁用合适的装置固定于在喷漆室T之两壁或一壁之基座K上方一预定高度处的梁H上。每个侧表面机器人P₂沿一组公共横轴(在图6中只展示其中的两个)51之一上移动，横轴51以合适的机构沿汽车车体的纵方向固定于梁H(为了清晰起见，在图5中未示出)，此梁被放置在低于其上安置了上表面喷漆机器人P₁的梁H。在此情况中，其得固定上表面喷漆机器人P₁的各梁被设计得具有足够的强度，以使在侧表面机器人P₂移动时，不会在上表面喷漆机器人P₁中产生不想要的震动。

以与封缝工艺中所用的相同方式，本实施例被设计得能够确保整个汽车车体B的内部可以用上、侧表面喷漆机器人P₁、P₂在同一工位进行喷漆。这可以通过配设门操作机器人或行李箱操作机器人而成为可能，这类机器人是一类用于开、闭汽车车体B的部件如门、盖、行李箱等部件的机构。

应该指明，每个上、侧表面喷漆机器人P₁，P₂也可以是类似于第一实施例喷漆机器人P那样的铰接型机器人。

以与第一实施例相似的方式，本发明第二实施例之定位布局把用于对汽车车体B之上表面元件如车体的顶、盖及行李箱等喷漆的机器人放在一个可以对汽车车体B侧表面喷漆的基座上，在现有技术中为了防止干扰下冲流通体系和防止油漆碎片弄脏油漆层，该位置是不可能配置这种机器人的。由于对于汽车体B之上表面件的喷漆可以与对侧表面件喷漆同时进行，因而本布局大致可以将喷漆阶段中的生产线长度减半。

如上所述，本发明的第一方面采用一种分层的布局。在此布局中，封缝机器人被置于喷漆生产线中的汽车之侧边区域，而将喷漆机器人置于汽车下面，在以前为了避免对在此生产线中确立的下冲流通体系产生干扰而不能被利用，这种措施有使喷漆和封缝生产线总长度减半的效果。喷漆和封缝生产线长度减半具有惊人地降低喷漆和封缝生产线制造和运行成本的效果。此外，由于喷涂和封缝被同时进行，故喷漆和封缝所需的总时间可以减半，从而也提供了提高生产率的效果。

本发明的第二方面采用了一种分层布局。在此布局中，侧表面喷漆机器人被置于喷漆生产线中的汽车之侧面区域，上表面喷漆机器人则被置于该汽车之上方。由于为了避免对在生产线中确立的下冲流通体系产生干扰，在光前是不能采用这种措施的。这一措施的效果是使整个喷漆生产线长度减半成为可能。喷漆生产线长度减半具有惊人地降低喷漆生产线建造成本和运行成本之效果。此外，由于喷漆可以同时进行，这些喷漆所需要的总时间可被减半，从而提供了提高生产率之效果。

本发明的第三方面使一个喷漆机器人可以在包括各固定工位之间的空间在内的多个工位上进行喷漆，故具有大大减少其安装成本之效果。

Claims (7)

1.一种用于在其内建有一下冲流通体系的汽车喷漆生产线的机器人安置方法，其特征在于，一用于封缝的机器人之主体安放在一个位置处，在此位置上，该机器人主体不会对汽车车体两侧的下冲流通体系产生大的干扰，而且用于对下表面件喷漆的一机器人安置在汽车车体下面。

2.一种用于在其内建有一下冲流通体系之汽车喷漆生产线的机器人安置方法，其特征在于，用于对上表面件喷漆的一机器人的主体安放在一位置上，在此位置上，该机器人主体不会对汽车车体上的下冲流通体系产生大的干扰；而用于对侧表面件喷漆的一机器人主体则安放在一位置上，在此位置上，该机器人主体不会对汽车车体侧边的下冲流通体系侧边产生大的干扰。

3.一种用于在其内建有一下冲流通体系之汽车喷漆生产线的机器人安置布局，其特征在于，汽车喷漆生产线配置有用于封缝的一机器人，此机器人以此方式安置：其机器人主体安置于一位置处，在此位置处，该机器人主体不会对在汽车车体侧边的下冲流通体系产生大的干扰，并且汽车车体下面还配置一个用于对汽车下表面件喷漆的机器人。

4.一种用于其内建有一下冲流通体系之汽车喷漆生产线的机器人安置布局，其特征在于，汽车喷漆生产线配置有一个用于给上表面件喷漆的机器人，其安置方式使此机器人之主体安放在一位置上，在此位置上，该机器人主体不会对汽车车体上方的下冲流通体系产生大的干扰；还配置一个用于对侧表面件喷漆的机器人，此机器人安置方式使得该机器人之主体安放在一个位置上，在此位置上，该机器人主体不会对在该汽车车体侧面的下冲流通体系产生大的干扰。

5.一种用于其内有多个工位且建有一下冲流通体系的汽车喷漆生产线之机器人安置布局，其特征在于，汽车喷漆生产线配置有一用于喷漆或封缝的机器人，该机器人之安置方式使机器人主体安置于一个位置上，在该位置上，机器人的主体不会对在汽车车体侧面的下冲流通体系产生大的干扰；还在比上述封缝或喷漆机器人更低的一位置上安置一喷漆机器人；以及

所述喷漆机器人可以沿穿越上述多个工位的横轴移动。

6.如权利要求5所述安置布局，其特征在于，安置在上方位置的封缝或喷漆机器人是用于对上表面件喷漆之机器人；而安置于下方位置的喷漆机器人是用于对侧表面件或下表面件喷漆的机器人。

7.如权利要求3-6之一所述安置布局，其特征在于，封缝机器人和/或喷漆机器人的臂所成的形式使机器人臂的移动对下冲流通体系的干扰被减至最小。

Images