DE3244053A1

DE3244053A1 - Roboter

Info

Publication number: DE3244053A1
Application number: DE19823244053
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Yokohama Kanagawa Itoh; Hiroshi Hiroshima Kiba; Kiyuji Kawasaki Kanagawa Kiryu
Original assignee: Tokico Ltd; Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp Hiroshima Jp Tokico Ltd Kawa
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1982-11-27
Publication date: 1983-06-16
Also published as: GB2114024A; JPS6251151B2; GB2114024B; CA1204928A; JPS5895558A; DE3244053C2; US4498414A

Description

-A-Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Roboter zur Farbbeschdchtung von Fahrzeugkarosserien, insbesondere einen Roboter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Automation der Arbeitsvorgänge bei der Farbbeschichtung von Fahrzeugkarosoerien wurde Schritt für Schritt mit der Fintwicklung von Besen i chtungsrobotern weitergetrieben, die in der Lage sind, sogar InnenoberfJächen- von Fahrzeugkarosserien sowie relativ schlecht zugängliche Seitenbereiche von fahrzeug türen und ähnlichen Teilen rri.it Farbe zu versehen.

Dennoch müssen die Türen der Fahrzeugkarosserie vor und nach dem Beschichten deren Innenraums und äußerer Bereiche der Türen geöffnet und geschlossen werden. Bei dem bekannten Beschichtungsvorgang werden normalerweise die Türen durch Handarbeit von Arbeitern geöffnet und geschlossen, was eine vollständige Automation des Beschichtungsvorgangs verhindert. Andererseits wurden Roboter oder Vorrichtungen entwickelt, die ausschließlich dafür bestimmt waren, die Türen zu öffnen und zu schließen und in Verbindung mit Beschichtungsrobotern verwendet wurden. Die Bereitstellung solcher Roboter zum Öffnen und Schließen von Türen vergrößerte Beschichtungsanlagen und machte ihre Konstruktion schwieriger, darüber hinaus entstanden mehr Kosten und Unterhalt und die Wartung der Anlage wurden erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Roboter zur Beschichtung von Fahrzeugkarosserien zu schaffen, der zusätzlich zur normalen Beschichtungsfunkt ion die Funktion des Öffnens und Schlioßens der Fahrzeugtüren übern i mmt. .

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Außerdem ist es Ziel der Erfindung, einen Roboter zur automatischen Beschichtung von Fahrzeugkarosserien zu schaffen, die entlang einer Transportstraße befördert werden, der in der Lage ist, vor und nach dem Beschichten

des Innenraums und äußerer Bereiche der Fahrzeugtüren diese selbst zu öffnen und zu schließen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Roboter zum Farbbeschichten von f alir/ougkarosjoer ien /u schaffen, mit dem eine vol 1 <; t jind i qe. Aw-t ornnt. i',-, ierung der . Farbbeschichtung fiiner Fahr /oucjkii ni'-ser io niriüch I iefil ich itiroa Innenraums und der äußeren Here i ehe der I -a.hr/eucj türon -"erreicht werden kann. "

Die Erfindung hat weiter als Ziel, einen Roboter zur Farbbeschichtung von fahrzeugkarosserien zu beschaffen, der die Kosten der Anlage reduzieren kann, indem er selbst die Fahrzeugkaros&erien beschichtet und Fahrzeugtüren öffnet und schließt, und bei dem Unterhaltung und Wartung

erleichtert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Hauplanspruchs angegebenen Merkmale. Mit der Erfindung wird ein Roboter zur Farbbeschichtung von Fahrzeug-

karosserien geschaffen, die entlang einen Transportstraße beförderbar sind; der Roboter umfaßt einen auf einem Sockel angebrachten horizontal und vertikal drehbaren Arm, eine an dem Arm befestigte Farbbeschichtungseinrichtung zum Versprühen von Farbe auf die Fahrzeugkarosserie, einen

an dem Arm angebrachten Türgreifer, der mit der Fahrzeugtür der Karosserie in I ingriff gebracht werden kann, um die Tür zu öffnen und zu schließen. .■

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnun-

gen dargestellten Ausführungsformen erläutert. .- . .

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32U053

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Roboters zur 5

Farbbeschichtung von Fahr/eugkarosserien;

Figur 2 eine Ansicht des Roboters gemäß Figur 1 von der 1inken Seite;

Figur 3 eine Draufsicht des Roboters gemäß Figur 1;

Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht zur Erläuterung

der Arbeitsweise beim Öffnen und Schließen der

Türen; 15

Figur 5 eine ähnliche Ansicht wie Figur 2, die ein zweites Ausführungsbeispiel darstellt;

Figur 6 eine ähnliche Ansicht wie Figur 4, die ein drittes

Ausführungsbeispiel darstellt;

Figur 7 eine vergrößerte Teilaηsieht, die die wichtigsten

Teile eines vierten Ausführungsbeispiels darstellt;

Figur 8 eine Ansicht des Roboters nach Figur 7 von der

.1 inken Sei te ;

Figur 9 eine Draufsicht des Roboters nach Figur 7;

Figur 10 einen Teilschnitt entlang der Linie X-X in Figur

In den Figuren 1 bis 3 sind ein Roboter 3 zur Fahrzeugkarosseriebeschichtung und eine Fahrzeugkarosserie 2 gezeigt. Letztere wird mit Hilfe eines Zubringers 1 von einer Montagestraße kommend mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit

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— γ —

entlang einer Transportstraße einer Farbbeschichtung bewegt. Der Roboter 3 befindet sich in dem Beschichtungsraum nahe der Transportstraße. Der Roboter 3 ist entweder auf dem Boden befestigt oder auf einem Wagen montiert, der entlang der transportstraßen bewegbar ist» Obwohl der Roboter 3 in diesem Ausf üh rung« tu; i t-.p i öl fi 1 s stationär bcuch.r i oben .LoI, kannn er natürl ich auch fahrbar tu: i η.

Der Roboter 3 ist mit einem Drehtisch 4a auf einem Sockel 4 und einem ersten Arm 5 ausgestattet, der auf dem Drehtisch 4a horizontal und vertikal drehbar befestigt ist. An dem vorderen Ende des ersten Arms 5 ist ein zweiter Arm 6 angebracht, der in einer vertikalen Ebene drehbar ist.

An dem vorderen Ende des zweiten Arms 6 ist ein drehbares'

Betätigungsorgan 7 montiert, welches seinerseits an.einem Arbeitsarm eine Farbbeschichtungseinrichtung 8 hält, mit der Farbe auf die fahivcugkarossoric 2 gesprüht wird. Die Fcirbboschichtungo.einrichtung 8 ist in einer horizontalen Ebene drehbar. Auf diese Weise kann die tage der Farbbe-

Schichtungseinrichtung 8 innerhalb des in Figur 3 durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Bereichs verändert werden, indem der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 bewegt werden; die Farbsprühdüse der Farbbeschichtungseinrichtung 8 ist unabhängig von der Lage des ersten Arms 5 und des

zweiten Arms 6 in vorbestimmten Winkeln auf die Fahrzeugkarosserie 2 gerichtet.

Die Fahrzeugkarosserie 2 wird dadurch beschichtet, daß Farbe von der Farbbeschichtungseinrichtung 8 aufgesprüht

wird, indem der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 wie oben beschrieben betrieben werden. Wie oben gesagt, muß die Fahrzeugtür 9 vor dem Farbauftrag auf das Innere der Fahrzeugkarosserie 2 und auf äußere Bereiche der Tür 9 geöffnet werden. Nach Vollendung des Farbauftrag^ muß die Tür ge-

schlossen werden, um das Fahrzeug geschlossen zur/nächsten

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Station zu überführen. Zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtüren 9 ist das drehbare Betätigungsorgan 7 mit einem Türgreifer 10 ausgestattet, der, wie teilweise in Figur 4 gezeigt ist, einen fest auf dem Arbeitsarm des drehbaren Betätigungsorgans 7 befestigten Kolben 11, einen in dem Kolben 11 hin- und herbewegbar befestigten Stab 12, einen im wesentlichen in der Mitte des Stabs 12 befestigten Finger 13 und einen fest am Vorderonde des Stabs 12 befestigten Anschlag 14 /ur Begrenzung der Drücktiefe und der Lage des fingers 13 umfaßt. Zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür 9 werden der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 von dem drehbaren Betätigungsorgan 7 so angetrieben, daß sich der Türgreifer 10 über der Fahrzeugtür 9 befindet, und der Finger 13 wird in einen Schlitz 9a der Fahrzeugtür 9 für einen Fensterheber gedrückt; dann werden der erste Arm 5 und der zweite Arm 6 so angetrieben, daß sie die Fahrzeugtür 9 ziehen oder drücken. Der Finger 13 wird auf diese Weise in den Schlitz 9a des Fensterhebers eingeführt, damit der Türgreifer 10 nicht den auf die Fahrzeugtür 9 aufgetragenen

Farbfilm berührt und zerstört, der noch feucht ist, wenn die Tür direkt nach der Beschichtung geschlossen wird.

Der Roboter 3 öffnet und schließt automatisch die Fahrzeugtür 9, wenn es nötig ist, während die Fahrzeugkarosserie

2 von dem Zubringer 1 durch den Beschichtungsraum geführt

wird. Für diesen Zweck wird unter Verwendung des Roboters

3 vor der wirklichen Beschichtung ein Lehrbetrieb durchgeführt, bei dem in einer nicht dargestellten Speichereinheit der Inhalt des Lehrbetriebs einschließlich der Folge der

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zum Offnen und Schließen der Fahrzeugtür 9 und zur Farbbeschichtung notwendigen Bewegungen. Das Öffnen und Schließen der Tür und die Farbbeschichtung werden durch Wiedergabe der gespeicherten Bewegungen entsprechend dem Inhalt des

Lehrbetriebs ausgeführt.
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Sobald der Zubringer 1 eine Fahrzeugkarosserie mit geschlossener Fahrzeugtür 9 in den Beschichtungsraum bringt, wird der Roboter 3 in Bewegung gesetzt, um den ersten Arm 5 und den /weiten Arm 6 mit der Transport geschwindigkeit der Fahrzeugkciror..?j>er i ο 2 zu synchronisieren und den Finger 13 des T ürgreif erii 10 direkt über den Schiit/ 9 a des ■Fensterhebers zu bringen·. Jetzt kann mit Hilfe des Kolbens 11 des Türgreifers 10 die Feineinstellung des Fingers 13 durchgeführt werden. Dann wird der Türgreifer 10 gesenkt, um den Finger 13 in den Schlitz 9a des Fensterhebers zu drücken und die Fahrzeugtür 9 wird geöffnet, indem eine Zugkraft auf den Türgreifer 10 ausgeübt wird. Da bei der Farbbeschichtung das Türschloß noch nicht in die Fahrzeugtür 9 eingesetzt ist, kann sie geöffnet oder geschlossen werden, indem eine

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leichte Zug- oder Druckkraft ausgeübt wird.

Sobald die Fahrzeugtür 9 geöffnet ist, wird der Finger 13 aus dem Schlitz 9a des Fensterhebers herausgenommen und die Farbbeschichtungseinrichtung 8 wird betätigt, um

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Farbe über die Fahrzeugkarosserie 2 zu sprühen. Damit ist die Farbe im Inneren der Fahrzeugkarosserie 2 und auf der Außenseite der Fahrzeugtür 9 fertig aufgebracht, da diese geöffnet ist.

Nachdem die Fahrzeugkarosserie 2, wie oben beschrieben, beschichtet ist, wird der Türgreifer 10 wieder in Gang gesetzt, führt den Finger 13 in den Schlitz 9a des Fensterhebers ein und drückt die Fahrzeugtür zu, um den Beschichtungsvorgang abzuschließen. Die beschichtete Fahrzeugkarosserie

2 wird weiter zu eine nächsten Station der Transportstraße geführt.

Manchmal wird die Fahrzeugkarosserie 2 mit geöffneter Fahrzeugtür 9 in den Beschichtungsraum 'gebracht. Dann

wird mit der Farbbeschichtung sofort nach Ankunft der

BAD ORiGINAL

Fahrzeugkarosserie 2 begonnen und die Fahrzeugtür 9 am Ende der Beschichtung durch den Türgreifer 10 geschlossen.

p- In den Figuren 5 und 6 werden ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel Jn Figur 5 ist ein Aufsatz 22 mit einem Ring 22a gezeigt, der in einen Schlitz 21a eines Fensterhebers einer Fahrzeugtür 21 eingepaßt ist, um mit einem Türgreifer 26 zusammenzuwirken, der mit einem drehbaren Betätigungsorgan 24 sowie einer f'arbbesch icht ungseinr ichtung 25 am vorderen Ende eines /weiten Arms 23 verbunden ist. Der Türgreifer 26 umfaßt einen Kolben 27 mit einem hin- und herbewegbaren Stab, der nach unten gebogen ist, um einen Finger 28 zu bilden. Die Fahrzeugtür 21 wird dadurch geöffnet oder geschlossen, daß der Finger 28 in den Ring 22a eingeführt wird und danach der Kolben 27 ein- oder ausgefahren wird .

_?n Bei dem dritten Ausführungsbeispiel in Figur 6 setzt sich der Türgreifer 31 aus einem Kolben 32 und einem Sägezahnelement 33 zusammen, das hin- und herbewegbar von dem Kolben 32 gehalten wird. In diesem Fall greift ein Zahn des Sägezahnelements 33 in den oberen Kantenbereich am

_ot- oberen F_nde eines Schlitzes 34a eines Fensterhebers einer Fahrzeugtür 34 ein, wenn die Tür geöffnet oder geschlossen wird .

In den Figuren 7 bis 10 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem ein drehbares Betätigungsorgan 42 am vorderen Ende eines zweiten Arms 41 des Roboters 3 befestigt ist. Der Arbeitsarm 42a des drehbaren Betätigungsorgans 42 weist eine Halteplatte 43 auf, die starr am Betätigungsorgan 42 befestigt ist und die Farbbeschichtungseinrichtung 44 trägt, die starr an der Halteplatte 43

BAD ORIGJNAL

montiert ist. Der Türgreifer 45 umfaßt einen Jm wesentlichen U-fö'rmigen Bügel 46, der fest an der Unterseite der Halteplatte 43 angebracht ist, einen an dem Bügel 46 befestigten Stift 47, einen drehbar an dem Stift 47 festgemachten Finger

48 und eine Feder 49, die den Finger 48 ständig an der Rückseite des Bügels 46 anliegen läßt. Der Bügel 46 ist mit dem Arbeitsarm 42a über eine Versteifungsplatte 43a verbunden, die in einem unteren Bereich der Halteplatte 43 vorgesehen ist. Die Fahrzeugtür 50 wird geöffnet und geschlossen, indem der Finger 48 in den Schlitz 50a des Fensterhebers der Fahrzeugtür 50 eingreift. Für den Fall, daß der Finger 48 nach Betätigung des Türgreifers 45 gegen, die Oberseite der Fahrzeugtür 50 gedruckt wird, ohne in den Schlitz 50a des Fensterhebers einzugreifen, dreht ■

sich der Finger 48 um den Stift 47 entgegen dem Druck

der Feder 49, wie das Fantombild in Figur 7 zeigt. Wenn der Türgreifer 45 gehoben wird, dreht sich der Finger 48 aufgrund der Federkraft der Feder 49 in seine Ausgangslage zurück und liegt an der Rückseite des Bügels 46 an. 20

Wenn die herangef ührto; rahr/eugkarosserie 2 von der normalen Position abweicht oder wenn die Fahrzeugtür 50 der herangebrachten Fahrzeugkarosserie 2 halb offen ist, ist es schwierig, den Finger 48 richtig in den Schlitz 40a des Fenster-

hebers einzuführen. Um dies Problem bei diesem Ausführungsbeispiel auszuschließen, ist zusammen mit dem Türgreifer 45 an der Halteplatte 43 ein Sensor 51 vorgesehen, der die Lage des Schlitzes 50a des Fensterhebers der Fahrzeugtür 50 erfaßt. Der Sensor 51 befindet sich in einer Linie

mit dem Türgreifer 45, die senkrecht die Achse des zweiten Arms 41 schneidet. Der Sensor 51 umfaßt beispielsweise einen Ultraschallgenerator 52 und einen Ultraschallempfänger 53, wie in Figur 10 gezeigt. Der Ultraschallgenerator 52 und Ultraschallempfänger 53 sind auf einer Grundplatte

innerhalb eines Gehäuses 54 montiert, das feat an der

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Halteplatte angebracht ist. Eine Ultraschallwelle, die eine erste Öffnung 56 in der Grundplatte 55 passiert hat, bewegt sich durch die Gehäuseöffnung 54a am unteren Ende des Gehäuses 54 auf die Fahrzeugtür 50 zu und die vom Boden des Schlitzes 50a des Fensterhebers reflektierte Ultraschallwelle wird von dem Ultraschal1 empfänger 53 durch eine zweite Öffnung 57 in der Grundplatte 55 empfangen, der die Lage des Spalts 50a des Fensterhebers bestimmt, indem er die Zeit zwischen Erzeugung und Empfang der ausgesandten Ultraschall-"¹O welle mißt. Der oben genannte Sensor 51 kann wahlweise durch einen optischen Sensor ersetzt werden.

Wenn der Sensor 51 wie oben beschrieben, nahe der Farbbeschichtungseinrichtung 44 liegt, ist er dauernd dem Farbne-

"15 bei ausgesetzt. Deshalb ist es sehr wahrscheinlich, daß sich Farbe auf dem Ultraschallgenerator 52 und dem Ultraschallempfänger 53 niederschlägt und die Wirkungsweise des Sensors 51 bei der Erkennung der Lage des Schlitzes 50a des Fensterhebers verschlechtert. Um dies zu vermeiden, ist eine Luftzuleitung 58 mit dem Gehäuse 54 verbunden, um Reinigungsluft zuzuführen; die Luftzuleitung 58 bläst Luft in das Gehäuse 54 und durch die Gehäuseöffnung 54a am unteren Ende des Gehäuses 54, um zu verhindern, daß Farbe in das Gehäuse 54 eindringt.

Mit der oben beschriebenen Vorrichtung wird der Finger 48 des Türgreifers 45 sicher in den Schlitz 50a des Fensterhebers eingeführt, und zwar unabhängig davon, ob die Lage der Fahv/eugkarosserie 2 von der normalen abweicht oder die Fahrzeugtür 50 halb offen ist.

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Claims

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-S: rfOLBERG

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

DR. J-D FRHR. von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.ING. JÜRGEN SUOHANTKE DIPL. ING ARNULF HUBER DR ALLARD von KAMEKE DR KARL-HEINZ SCHULMEYER

TOYO KOGYO CO. LTD. Hiroshima

TOKICO LTD.
Kanagawa

Japan

Prio:30.Nov.1981 JP56-193397

(19 210 hu/gl/do) November 1982

Roboter

Ansprüche

Roboter (3) zur Farbbeschjchtung einer Fahrzeugkarosserie (2), die entlang einer Transportstraße befördert wird, gekennzeichnet durch

- einen auf einem Sockel (4) befestigten, horizontal und vertikal drehbaren Arm (5,6);

- eine an dem Arm (5,6) befestigte Farbbeschichtungseinrjchtung (8) zum Versprühen von Farbe auf die Fahrzeugkarosserie (2); und

- einen an dem Arm (5,6) befestigten und mit einer Fahrzeugtür (9) der Fahrzeugkarosserie (2) in Ein- · griff bringbaren Türgreifer (10) zum Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür (9).

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2. Roboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Türgreifer (10) mit einem in einen Schlitz Oa)
eines Fensterhebers der Fahrzeugtür (9) einführbaren Finger (13) versehen ist.
3. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Finger (13) mit Hilfe eines Kolbens (11) axial
bewegbar ist.
4. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Finger (13) verschiebbar auf einem Stab (12) befestigt ist.
5. Roboter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der. Türgreifer (45) mit einem Sensor (51) zur Erfassung der lage des Schlitzes 50a des fensterhebers der Fahrzeugtür (50) ausgerüstet ist.
6. Roboter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (51) berührungslos arbeitet.
7. Roboter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (51) ein Ultraschallsensor ist.
8. Roboter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (51) mit einer Luftzuleitung (58) verbunden ist, um mit Reinigungsluft versorgt zu werden, so daß eine Ablagerung von versprühter Farbe auf Abtastungsvorrichtungen (52,53) des Sensors (51) verhindert ist.
9. Roboter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Türgreifer (26) mit einem in einen Ring (22a) eines in den Schlitz (21a) des Fensterheber^ der- Fahrzeugtür (?1) eingepaßten Aufsatzes (22) einführbaren ringer (PS) ausgerüstet ist.

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10. Roboter nach einem der Ansprüche 1· bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Türgreifer (31) mit einem in den Schlitz (34a) des Fensterhebers der Fahrzeugtür (34) einpaßbaren Sägezahnelement (33) versehen ist.