FR2806012A1

FR2806012A1 - Robotized painting installation for automobile bodywork comprises succession of zones served by conveyor of automobile with two robots either side conveyor

Info

Publication number: FR2806012A1
Application number: FR0003087A
Authority: FR
Inventors: Labourdette Hubert Croly; Michel Astruc
Original assignee: ABB Flexible Automation GmbH; ABB Flexible Automation Inc
Current assignee: ABB Flexible Automation GmbH; ABB Flexible Automation Inc
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: AU2001239362A1; FR2806012B1; WO2001068267A1; EP1263535B1; DE60103983D1; EP1263535A1

Abstract

The robotized painting installation comprises a succession of zones served by a conveyor (1) of the automobile (2). Each side of the conveyor are two robots (10,11,12,13) fitted with tooling specific for working on the automobile during its stay in the zone.

Description

La présente invention concerne une installation robotisée de peinture en ligne d'un produit tel qu'une carrosserie de véhicule automobile. The present invention relates to a robotic installation for in-line painting of a product such as a motor vehicle body.

Une telle ligne de peinture comporte principalement un convoyeur qui transporte le produit au travers les différentes zones (ou postes) de traitement qui se succèdent et dans chacun desquels est exécutée une tâche élémentaire dont la somme constitue le traitement global du produit. Such a painting line mainly comprises a conveyor which transports the product through the different treatment zones (or stations) which follow one another and in each of which is carried out an elementary task the sum of which constitutes the overall treatment of the product.

Le coôt d'une telle ligne, tant en ce qui concerne l'investissement qu'elle requiert qu'en ce qui concerne son exploitation est directement lié à la longueur du trajet parcouru par le convoyeur. I1 convient donc, à performances égales, d'organiser une telle ligne peinture pour que sa longueur soit la plus faible possible. The cost of such a line, both in terms of the investment it requires and in terms of its operation is directly related to the length of the path traveled by the conveyor. It is therefore appropriate, for equal performance, to organize such a paint line so that its length is as short as possible.

La longueur d'une zone dépend du nombre de robots qu'il contient pour exécuter la tâche qui lui est assignée sachant que cette tâche a été rendue la plus élémentaire possible pour pouvoir être exécutée le plus rapidement possible. I1 est cependant des tâches qui demeurent complexes et demandent un outillage important pour les réaliser. Par exemple la peinture intérieure d'un véhicule (notamment la feuillure des dormants d'ouverture) demande qu'une portière soit ouverte, qu'elle soit maintenue ouverte pendant l'opération de peinture et qu'elle soit ensuite refermée pour que la caisse du véhicule puisse être transférée en sécurité à la zone suivante. On comprend qu'il faille donc dans une telle zone un outillage (robot) de manipulation et de maintien par portière et au moins un robot de peinture. The length of an area depends on the number of robots it contains to execute the task assigned to it, knowing that this task has been made as basic as possible so that it can be executed as quickly as possible. There are, however, tasks which remain complex and require significant tools to carry them out. For example, the interior paint of a vehicle (in particular the rebate of the opening frames) requires that a door be opened, that it be kept open during the painting operation and that it be then closed so that the body from the vehicle can be safely transferred to the next area. It is understood that it therefore requires in such a zone a tool (robot) for handling and holding by door and at least one painting robot.

L'organisation de ces outils de chaque côté du convoyeur dans la zone en question, 'évitement nécessaire de l'interférence de leurs mouvements, l'aménagement de volumes d'accès pour procéder à leur maintenance et permettre des interventions en sécurité sur la ligne conditionnent l'emprise au sol et notamment la dimension du poste dans le sens de deplacement du convoyeur. The organization of these tools on each side of the conveyor in the area in question, 'necessary avoidance of interference from their movements, the development of access volumes to carry out their maintenance and allow safe interventions on the line condition the footprint and in particular the size of the position in the direction of movement of the conveyor.

En général dans une ligne de peinture existante, le convoyeur traverse la succession des zones qu'elle comprend et l'ensemble des robots et outillages d'une zone se déplace parallèlement au convoyeur pendant le temps nécessaire à l'exécution des opérations (par exemple ouverture de porte, peinture, fermeture de porte). La longueur d'une telle zone est donc au minimum égale à l'encombrement longitudinal statique des robots et outillages augmenté de la distance parcourue par les robots et outillages pendant le temps de cycle dans la zone. In general in an existing paint line, the conveyor crosses the succession of zones which it comprises and all the robots and tools of an area move parallel to the conveyor for the time necessary for the execution of operations (for example door opening, painting, door closing). The length of such a zone is therefore at least equal to the static longitudinal size of the robots and tools increased by the distance traveled by the robots and tools during the cycle time in the zone.

On propose par la présente invention une organisation de poste d'une ligne de peinture qui permet de diminuer cet encombrement statique donc la longueur de la ligne. The present invention proposes a post organization of a paint line which makes it possible to reduce this static bulk therefore the length of the line.

A cet effet, l'invention a pour objet une installation robotisée de peinture en ligne d'un objet comprenant une succession de zones desservies par un convoyeur transporteur de l'objet, au moins l'un des zones comprenant de chaque côté du convoyeur au moins deux robots équipés d'un outillage spécifique pour intervenir sur l'objet pendant son temps de séjour dans la zone, dans laquelle les robots susdits sont disposés l'un au-dessus de l'autre. To this end, the subject of the invention is a robotic installation for in-line painting of an object comprising a succession of zones served by a conveyor conveying the object, at least one of the zones comprising on each side of the conveyor at at least two robots equipped with specific tools to intervene on the object during its residence time in the area, in which the aforementioned robots are arranged one above the other.

L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-dessus à titre indicatif d'un mode de sa réalisation. The invention will be better understood during the description given above by way of indication of an embodiment.

I1 sera fait reférence aux dessins annexés parmi lesquels . Reference will be made to the accompanying drawings, among which.

- la figure 1 représente, en coupe transversale au travers d'une zone de peinture, une installation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de détail d'un robot mis en oeuvre dans l'installation selon la figure 1. - Figure 1 shows, in cross section through a painting area, an installation according to the invention, - Figure 2 is a detail view of a robot used in the installation according to Figure 1 .

Une ligne selon l'invention comprend un transporteur (convoyeur) 1 qui supporte une carrosserie (caisse) 2 de véhicule automobile. Ce convoyeur est monté sur un plancher 3 claire voie sous lequel est disposée toute une infrastructure 4 (non représentée) d'épuration de l'air chargé de brouillard de peinture. Cette infrastructure, qui est connue en elle-même, est associée à une structure supérieure 5 également connue, qui est essentiellement constituée par un répartiteur de flux d'air en direction verticale vers le plancher 3. Ainsi un flux d'air balaye verticalement la zone représentée entraînant en direction de l'infrastructure 4 toutes les particules de peinture qui n'auraient pas été déposées sur la carrosserie automobile et tous les solvants gazeux qui sont émis par la peinture projetée et la peinture déposée sur l'objet. A line according to the invention comprises a conveyor (conveyor) 1 which supports a body (body) 2 of a motor vehicle. This conveyor is mounted on a clear floor 3 under which is disposed an entire infrastructure 4 (not shown) for purifying the air loaded with paint mist. This infrastructure, which is known in itself, is associated with an upper structure 5 also known, which is essentially constituted by an air flow distributor in a vertical direction towards the floor 3. Thus an air flow vertically scans the represented zone driving towards the infrastructure 4 all the particles of paint which would not have been deposited on the automobile bodywork and all the gaseous solvents which are emitted by the projected paint and the paint deposited on the object.

Avantageusement, ce flux d'air peut avoir dans une section transversale (celle représentée) des vitesses différentes (plus élevées à proximité des parois qu'au voisinage de l'axe médian) afin de mieux protéger les robots et leurs outils de la pollution par la peinture tout en évitant le soufflage de la peinture au voisinage de l'objet afin de ne pas perturber l'application. Advantageously, this air flow can have in a cross section (that shown) different speeds (higher near the walls than in the vicinity of the median axis) in order to better protect the robots and their tools from pollution by painting while avoiding blowing the paint in the vicinity of the object so as not to disturb the application.

De chaque côté du convoyeur 1, au niveau du plancher 3, l'installation comprend un robot 10, 11 dont, par exemple, la fonction dans la zone est de peindre l'intérieur ou l'extérieur de la caisse 2. Cette disposition est identique à celle mise en oeuvre dans les installations connues. Afin de pouvoir être manoeuvrés au mieux pour peindre, ces robots 10 et il sont montés sur des structures (non représentées à cette figure) de guidage de leur mouvement en translation parallèlement au convoyeur. On each side of the conveyor 1, at the level of the floor 3, the installation includes a robot 10, 11 whose function, for example, in the area is to paint the interior or exterior of the box 2. This arrangement is identical to that used in known installations. In order to be able to be maneuvered at best for painting, these robots 10 and it are mounted on structures (not shown in this figure) for guiding their movement in translation parallel to the conveyor.

Selon l'invention, l'installation comprend également de chaque côté du convoyeur mais à un niveau supérieur au-dessus du robot 10 et 11, un robot 12 13. La fonction de ces robots est d'abord de procéder aux opérations de manipulation des portières ou couvercle de malle (à 'abri des pollutions par la peinture) et selon le cas, de peindre aussi l'intérieur ou l'extérieur de la caisse, feuillures de portières.... Bien entendu les fonctions des robots peuvent être distribuées différemment. L'intérêt de cette implantation à un niveau different de celui robots précédents réside dans le gain en encombrement longitudinal. En effet les robots de l'étage supérieur peuvent être à l'aplomb de ceux de l'étage inférieur. Ils peuvent même être déplacés indépendamment l'un de 'autre et se croiser, ce qui ne serait pas possible étant au même niveau. According to the invention, the installation also comprises on each side of the conveyor but at a higher level above the robot 10 and 11, a robot 12 13. The function of these robots is first of all to carry out the operations of handling the doors or trunk lid (protected from paint pollution) and, as the case may be, also paint the inside or outside of the body, door rebates, etc. Of course, the functions of the robots can be distributed differently. The advantage of this implantation at a different level from that of the previous robots lies in the gain in longitudinal dimensions. In fact, the robots on the upper floor can be aligned with those on the lower floor. They can even be moved independently of each other and cross, which would not be possible being at the same level.

Outre le gain d'encombrement qui se traduit par un gain sur la longueur totale d'une ligne de peinture, un autre avantage de cette organisation réside dans la plus grande liberté dans les mouvements relatifs des bras d'un robot inférieur et d'un robot supérieur par rapport à deux robots au même niveau. On comprend en effet qu il y a beaucoup moins de risques de conflit dans ces mouvements, l'espace réservé aux déplacements du robot supérieur étant pour une partie au moins inaccessible au robot inférieur. In addition to the gain in bulk which results in a gain over the total length of a paint line, another advantage of this organization lies in the greater freedom in the relative movements of the arms of a lower robot and of a higher robot compared to two robots on the same level. It is in fact understood that there is much less risk of conflict in these movements, the space reserved for the movements of the upper robot being partly at least inaccessible to the lower robot.

On mentionnera que de manière préférée, robots mis en oeuvre sont des robots 7 axes conférant ainsi une grande souplesse de mouvement et de programmation à ceux- ci. I1 est également préféré d'utiliser des robots, notamment à l'étage supérieur, capables d'évoluer au- dessous de leur plan de base. It will be mentioned that preferably, the robots used are 7-axis robots, thus conferring great flexibility of movement and programming thereon. It is also preferred to use robots, in particular on the upper floor, capable of moving below their basic plane.

On mentionnera aussi, parmi les avantages de l'organisation selon l'invention, celui qui résulte de l'implantation dans chaque zone de deux robots par côté à chaque niveau possibilité de réserver des aires d'intervention en début et fin de zone à chaque étage et de chaque côté du convoyeur. L'incidence de l'espace réservé ces aires sur une longueur de l'installation peut être minimisée. Chaque robot venant se placer dans cette aire située en bout de son déplacement en translation pourra être accessible en toute sécurité, depuis l'extérieur de la zone de travail des robots, par le personnel de maintenance. Ces aires ou sas d'intervention peuvent être accessibles à chaque niveau au moyen de galeries techniques telles que 14 à 17 courant sur l'autre face des parois P de l'installation. One will also mention, among the advantages of the organization according to the invention, that which results from the implantation in each zone of two robots per side at each level possibility of reserving intervention areas at the beginning and end of zone at each floor and on each side of the conveyor. The impact of the space reserved for these areas over a length of the installation can be minimized. Each robot coming to be placed in this area located at the end of its translational movement can be safely accessed from outside the robot work area by maintenance personnel. These intervention areas or airlocks can be accessible at each level by means of technical galleries such as 14 to 17 running on the other face of the walls P of the installation.

Une ligne de peinture robotisée peut fonctionner avec un convoyeur continûment en marche ou actionné pas pas (stop and go). Dans ce dernier cas les dispositions de l'invention sont particulièrement avantageuses car la réduction de longueur de la ligne est très importante cadence de production égale. I1 s'ensuit un investissement fortement diminué et des coûts d'exploitation également réduits notamment en ce qui concerne la consommation d'air circulant verticalement dans la ligne. A robotic paint line can operate with a conveyor continuously running or actuated not (stop and go). In the latter case, the provisions of the invention are particularly advantageous since the reduction in length of the line is very significant, equal production rate. It follows a greatly reduced investment and also reduced operating costs, in particular as regards the consumption of air circulating vertically in the line.

A la figure 2 on a représenté schématiquement la liaison d'un robot, tel que le robot 10 à l'infrastructure de l'installation. Les moyens de guidage du robot sont représentes par un rail 20 qui est solidaire de la paroi P latérale de l'installation. Le robot 10 présente des galets 10a, 10b pour coopérer avec le rail 20 afin d'assurer le guidage et le soutien de ce robot. De même cette paroi sera équipée un rail identique (sauf peut-être en longueur) pour le robot supérieur 12. Ainsi chaque paroi P peut-elle être préfabriquée avec ses galeries techniques et ses rails ce qui conduit à une construction modulaire de l'installation. On peut en effet apporter sur le site des ensembles de la longueur d'une zone (par exemple 8 m) qui vont former la structure latérale de l'installation. Les deux etages pourront être soit monobloc soit en deux parties assemblées sur le site. La partie inférieure 4 peut être menagée en fosse par une construction de génie civil 21 supportant la construction modulaire P, , ou ménagée hors au niveau d'une partie de soubassement de la structure latérale préfabriquée comme les parties de paroi portant rails 20. In Figure 2 there is shown schematically the connection of a robot, such as the robot 10 to the infrastructure of the installation. The means for guiding the robot are represented by a rail 20 which is integral with the lateral wall P of the installation. The robot 10 has rollers 10a, 10b to cooperate with the rail 20 in order to guide and support this robot. Likewise, this wall will be fitted with an identical rail (except perhaps in length) for the upper robot 12. Thus each wall P can be prefabricated with its technical galleries and its rails, which leads to modular construction of the installation. . We can indeed bring to the site sets the length of an area (for example 8 m) which will form the lateral structure of the installation. The two floors can be either in one piece or in two parts assembled on site. The lower part 4 can be formed into a pit by a civil engineering construction 21 supporting the modular construction P,, or formed outside at the level of a base part of the prefabricated lateral structure like the wall parts carrying rails 20.

La zone est ensuite coiffée le caisson répartiteur 5 du flux d'air vertical. On comprend qu'il est alors aisé d'une part de procéder à l'installation de la ligne, de remplacer une ligne existante en en conservant le convoyeur (et le cas échéant l'infrastructure inférieure 4) ou de modifier une ligne existante modulaire pour la faire évoluer en procédant à l'échange d'un ou plusieurs modules.The area is then capped with the distributor box 5 of the vertical air flow. We understand that it is then easy on the one hand to install the line, to replace an existing line while keeping the conveyor (and if necessary the lower infrastructure 4) or to modify an existing modular line to make it evolve by exchanging one or more modules.

Claims

1. Robotic installation of in-line painting of an object (2) comprising a succession of zones served by a conveyor (1) conveying the object, at least one of the zones comprising on each side of the conveyor (1) at at least two robots (10, 11, 12, 13) equipped with specific tools to intervene on the object (2) during its time of stay in the zone, characterized in that the aforementioned robots are arranged one at- above each other.

2. Installation according to claim 1, characterized in that it comprises side walls (P) equipped with guide means (21) of the robots parallel to the prefabricated conveyor and assembled in a modular fashion on each side of the conveyor (1).