CN1030369A - 工件批量喷漆的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在批量进行喷漆作业时，例如，在使用喷漆机器 人对汽车车身进行喷漆时，由于汽车车身被运输*** 运送进入喷漆室时所带来的位置偏差导致发生喷漆 缺陷。要解决这个问题，至少须有一个基准点与汽车 车身之间的距离在最初进行喷漆操作期间被测量下 来并被储存起来作为标准测量值。在其后的批量作 业期间，相应的距离被每次测量下来并拿来和标准测 量值相比较。根据由此而确定的偏差值，操作程序就 能作出相应的校正。

Description

本发明的所属技术领域是对表面涂覆液体或其他流体的一般方法及激光定向、定位***。
常见的批量作业的汽车车身的喷漆是使车身通过喷漆室，在这种室内，预先编制好程序的喷漆机器人或类似的装置将喷雾器自动地沿着车身运动。操作程序通常是根据一个为此目的而送入喷漆室内的车身进行喷漆过程的示教方法来编制的。由于在其后的程序控制的批量喷漆作业期间，其先决条件是：运送来的车身在通过喷漆室时，须与原先在示教操作期间具有相同的相对于喷雾器的位置。因此，应尽力使车身的定位尽可能地正确。
可是，在实践中发现有相当大的相对于喷雾器的位置偏差，例如：当车身被装在一种被称作滑行架的地面式运输***的小车上运送时，这种误差是不能避免的或者至少也要付出无法接受的高耗费才能得以避免。如果装在悬挂式运输链上运送时，误差甚至更大。因此，由于所说的位置偏差带来的相应的喷漆缺陷被认为是无法避免的。
本发明创造了一种特别适合于使用喷漆机器人或者类似装置进行汽车车身喷漆的方法。除此以外，还创造了一种喷漆设备，利用这种设备被喷漆的工件相对于喷雾器的位置误差能被轻易地补偿掉。
这项任务是用以下的方法完成的：工件由一个运输装置引导沿着一个预先确定的路线通过一个喷漆工位，在这里，工件的位置是由一个储存的操作程序通过工件和一个最好是装在工业机器人上的喷雾器之间的相对运动来控制的，其中的操作程序是早先在最初一次进行工件的无缺陷的喷漆过程中编制的。在最初的喷漆过程中，喷雾器上至少有一个基准点，工件上至少有一个选择点，这两个点之间的距离被测量下来并被储存起来作为标准测量值。在其后的批量运送工件期间，上述的基准点和选择点之间的距离每一次都被重新测量下来，通过比较便可确定此测量值与已经储存起来的标准测量值之间的偏差。每一次操作程序都可根据这个偏差值来进行调整以致在后来进行喷漆期间也可得到与最初那次进行喷漆期间相同的条件。
本发明具有的优点是能够保证获得稳定的无缺陷的喷漆工作，例如汽车车身，而毋须经常对工件和喷雾器之间的相对位置给予非常密切的注意。这样就有可能减少需要加在所用运输***上的精确性的要求。
本发明将立足于一个实际例子加以详述如下：
在图中：
图1    表示两个汽车车身在喷漆室中的顶视图，
图2    表示车身在喷漆室中被测量时的侧视图，
图3    表示车身在图2所示情况的后视图，
如图1所示，将待喷漆的汽车车身（2，2′），用常见的方式，例如由一条悬挂式运输链运入喷漆室（1），此运输链在图3中以编号（6）示出。这条悬挂式运输链能沿着箭头方向循环运转，使得车身首先到达第一个喷漆工位（2），在这里，它们要停留一段预定的处理时间。其后它们要被运送到第二个喷漆工位（2′），在这里，它们要停留一段同样长的时间。最后，它们从喷漆室（1）的另一端被移出。车身（2）的某些部份在第一个工位上被喷漆机器人（3）进行喷漆，这个机器带有一个静电喷雾器（4），并被安装在运送方向上的一个固定的地方如例中所示。另一方面，另外一个喷漆机器人（3′）被安装在第二个喷漆工位并能在平行于运送方向的轨道（5）或类似装置上沿着停留的车身（2′）移动。当然，喷漆机器人的任何其他的排列方法和更多的喷漆工位也是可能的。再者，在别的情况下，也有可能连续地而不是有节奏地运动车身通过一个或者所有的喷漆工位。
喷漆机器人（3，3′）编程的通常做法是在进行批量作业之前，首先运送一个试样车身进入喷漆室，并将此试样在各个喷漆工位上用人工控制喷漆机器人及其喷雾器进行喷漆，在这个示教方法中，喷雾器完成的动作是就喷雾器相对于一个给定的基准位置测量其相对于试样车身上恰当的选择点的位置，此外还须知道注定要变化的喷漆参数，例如，喷漆的数量，控制气体等等，所有这些，都被储存起来。这样编成的程序就可在随后控制批量喷漆了。
可是，由于运输***中不可避免的允差，在批量作业期间，车身（2，2′）被运送进入喷漆室（1）时，不会恰好到达最初在人工控制喷漆期间相对于喷漆机器人（3，3′）的基准部位应占的正确位置，而是多少带有位置偏差。这些位置偏差可以是横向的，和/或纵向的，同样也可以是相对于长度方向的角度的转动。垂直位移在某种情况下也是可能发生的。
要避免联系到这些偏差所发生的喷漆缺陷，每个进喷漆室（1）的车身（2）的实际位置应按这里描述的方法被测量下来，并与“理论”位置相比较，这个“理论”位置是最初在编制控制程序时定下来的。为了这个目的，从一个，但最好是两个以上，相互空间配置，位置固定的，因而也可定义为相对于喷漆机器人（3，3′）的基准部位来确定的基准点（10，12），从这个点到车身（2）上，经过适当选择的，尽可能具有特征的点或部位（11，13），它们两者之间的距离，在最初进行喷漆期间，首先要用适当的测量***（7，8）测量出来，并作为标准测量值储存起来。
如图1所示并结合图2和图3，为两个测量***（7）和（8）所选用的空间配置，可以看到，测量***（7）位于车身（2）的稍下的地方，并大致在车身后面垂直的中间平面内。测量方向是从测量***（7）上的基准点（10）向上斜向伸展到车身后下边缘中间的特定点（11）。而另一个测量方向则是成直角伸展的，也就是说，从位于车身一侧横向较低角落（13）邻近的基准点（12），亦即测量***（8）伸展到上述车身的角落（13）上。
因此，在所述例子中，既在垂直于运送方向，也在一个运送方向至少近乎平行的平面内进行测量。然而，测量方向的选择在很大程度上是任意的，并和当时的实际情况有关。也有可能测量两个基准点（10，12）和车身上一个共同点之间的距离。另一方面，根据实际情况和可能的位置偏差，使用比所示的两个测量***（7，8）更多的***也许是有利的。
相应于本例所述的最初情况来说，车身的垂直位置假定是不变的。在别的情况下，也许需要不仅决定双向的位置偏差，也要决定三向的，并把它们在程序控制中考虑进去。
在批量作业期间，每次车身（2）被运送进喷漆室（1）时，所说的测量要重复做一次。这样测量出来的距离值和最初储存的距离值相比较，从而车身相对于机器人（3，3′）的准确位置就能从偏差中轻易计算出来，这个工作是由与测量***相连接的计算机（图上未示出）完成的。根据通常所知的计算规则，如果测量方向不同于本例所示，也是可能做到的。如果愿意，在一个组合而成的***中，可为每一个测量***和/或每一个喷漆工位配备一台计算机。
要增加测量的正确性，完成若干个距离测量来确定与标准测量值的偏差并从这些测量出来的偏差计算出一个平均值也许是有利的。这事能用同样的测量***及时地重复测量来完成和/或用不同地方的更多的测量***来完成。
根据已确定的位置偏差，机器人（3，3′）的工作程序现在可以定下来了。从而最初的喷漆状况在批量喷漆期间将重新体现出来。在许多情况下，最好的办法是控制机器人的移动以使喷雾器的基准位置或起始位置和工件之间达到最初的距离。由于在实践中运输***是不能加以校正的，或者说它不能按所需的数量进行校正。所以机器人（3，3′）的基准位置（零位）将被校正以便考虑位置差错。这将采用常见的方式，由机器人的电子控制统根据测量***或其计算机提供的数据自动来完成。这是能够做到的，例如在喷漆开始之前调整给定的运动程序。特别是还有可能把各种不同的运动程序保留在控制***的储存器里以便使用，这些程序能将运输***各种不同的可能的允差考虑进去。根据确定的位置差错，就可选出相应的程序并用作机器人控制单元的运动程序。机器人的运动路线在程序开始之前就应被确定下来，因为在线的改变通常是不可能的。
除了用调整运动过程的方法来补偿位置偏差以外，在某些情况下，只要自动调整喷漆参数也可解决问题，例如，在工件的距离特大和特短时是如此。
距离的测量最好用一个发射和接收的方法，这种方法是测出发射信号和接收从工件反射回来的信号之间的时间。为此目的，最好的办法是将脉冲激光测距***安装在基准点（10）和（11）处的固定位置上，相对于喷漆机器人（3）的底座而言或相对于机器人（3′）的导轨而言。这样一个测量***根据雷达的原理用来测量发射出去和反射回来的信号所经过的时间是常见的。如上所述，本发明不只限于已描述的只是运用于方向相互垂直的双向（x，y）的测量装置上。
这里所述的方法也可用于以地面式运输带装备起来的喷漆设备，因为运输带本身的运动路线在这里被看做是不变的，但是装在滑行架上的工件的位置却不能看做是不变的。

Claims (9)

1、一种工件批量喷漆的方法，工件由一个运输装置引导沿着一个预先确定的路线通过一个喷漆工位，在这里，工件的位置是由一个储存的操作程序通过工件和一个最好是装在工业机器人上的喷雾器之间的相对运动来控制的，其中的操作程序是早先在最初一次进行工作的无缺陷的喷漆的过程中编制的，其特征在于，在最初的喷漆过程中，喷雾器上至少有一个基准点，工件上至少有一个选择点，在两个点之间的距离被测量下来并被储存起来作为标准测量值，在其后的批量运送工件期间，上述的基准点和选择点之间的距离每一次都被重新测量下来，通过比较便可确定此测量值与已经储存起来的标准测量值之间的偏差，每一次操作程序都可根据这个偏差值来进行调整以致在后来进行喷漆期间可得到与最初那次进行喷漆期间相同的条件。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于为了批量作业的需要，在喷漆开始前，最初测量的距离首先要设定下来。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于为了一系列与标准测量值不同的偏差，在最初就储存好各种不同的操作程序，并把相应于实际测出偏差的程序选择出来进行喷漆。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于喷雾器上设置一个或者更多的基准点，工件上设置至少两个选择点，这两种所说的点之间的距离被测量下来，测量时至少在两个相互不同的方向，此测量值用来调整操作程序。
5、根据权利要求1的方法，其特征在于完成的测量应与运送方向成直角以及与运送方向在一个至少是大致平行的平面内。
6、根据权利要求1的方法，其特征在于完成若干个测量，一个平均值可以从这些测量距离中计算出来，而与标准测量值相比的偏差可以从平均值中计算出来。
7、根据权利要求1的方法，其特征在于测量距离是利用一个发射和接收的方法，这个方法确定发射和接收从工件上反射回来的信号之间的时间。
8、为了完成根据权利要求1的方法所使用的喷漆设备，其特征在于为了测量固定的基准点（10，12）和工件（2，2′）之间的距离，配备了一种脉冲激光测距***（7，8）。
9、根据权利要求8的喷漆设备，其特征在于两个或更多的激光测距***（7，8）被安装在喷漆室（1）上或内的相互隔开的地方。
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