用于形成保护层的涂覆系统的制作方法

专利名称：用于形成保护层的涂覆系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂覆系统，该涂覆系统将保护层形成材料主要施加在车辆外表面的、已经完成喷漆的已喷漆区域上，特别是涉及一种施加液体保护层形成材料的涂覆系统，该液体保护层形成材料在干燥后作为可剥离保护层。
背景技术：
车辆(例如，汽车)通常在制造后储存在室外的存车场中，并在交付给消费者之前通过拖车和轮船等运输。在该过程中，可能的是在较长的储存和运输期间，在车辆外表面上的多层漆层的表面层的质量可能由于尘土、金属粉末、盐、油、酸以及直接暴露于阳光等而受到损坏。为了防止发生这种情况，已知这样的方法，即，在运送车辆之前在已喷漆区域上形成可剥离保护层(例如，参见日本特开专利公开No.2001-89697)。可剥离保护层通过施加保护层形成材料然后干燥而形成，该保护层形成材料是液体覆盖材料(也称为可剥去涂料)，从而能够保护喷漆区域。而且，该层能够容易地剥离以便除去，且在正常储存过程中该层将不会自行剥离。
在可剥离保护层干燥之前施加保护层形成材料的过程包括向辊子施加保护层形成材料，多个操作人员使辊子旋转，以便施加保护层形成材料。
为了使该操作自动化以便能够减少操作人员的负担并使得涂覆质量能够一致，已经提出了一种方法，其中，在保护层形成材料已经被提取至车体上之后，通过从空气喷嘴施加空气流而使得保护层形成材料展开(参见日本特开平专利公开No.08-173882)。利用该方法，涂覆处理的很多操作能够自动化，减轻了操作人员的负担，并能够改善花费的时间。
而且，在制造车辆的工厂中，已知为防刮盖的塑料盖可以暂时施加在车体上，以便防止在装配过程中刮伤。防刮盖例如暂时施加在车体的前表面和侧表面上，然后在运送之前除去。对于各种类型的车辆，必须准备不同形状的防刮盖，还必须根据每天在输送线上生产的车辆数量来准备大量防刮盖。
不过，通过在日本特开平专利公开No.08-173882中所披露的方法，保护层形成材料并不总是均匀地散开，从而保护层形成材料不施加在车顶边缘上以便防止材料耗散。
而且，近来的车体有更复杂的结构，具有凹入和凸出的区域以及复杂的弯曲表面。很难利用空气喷嘴来使保护层形成材料分散至这些凹入和凸出区域中以及弯曲表面上。而且，在喷漆质量特别重要的区域还需要施加更厚的保护层形成材料，但是当通过空气喷嘴来分散保护层形成材料时，很难调节所施加涂层的厚度。
因此，在保护层形成材料通过空气喷嘴散开之后，多个操作人员必须通过用辊子将保护层形成材料施加在车顶边缘和复杂区域(例如，凹入和凸出区域)上而进行最后加工。因此，施加保护层形成材料的处理仍然部分依赖于人工操作，这对操作人员是一种负担，且涂覆质量可能根据操作人员的技能而变化。
为了减少操作人员的工作并使得操作质量一致，还研究了使用工业机器人，但是还没有提出能够安装在机器人上的、适于施加保护层形成材料的辊子以及用于该辊子的保持设备。而且，因为近来的车体为如上所述具有复杂曲线的形状，所以必需有专用结构以使得辊子与车体紧密接触。当然，优选是该辊子具有简单的结构。
而且，当辊子被按压在车辆的外表面上并施加保护层形成材料时，优选地辊子的重量有效地用作按压力，且当由辊子重量产生的按压力不充足时由合适的装置来辅助。一方面，当辊子被按压在车辆的外表面上并施加保护层形成材料时，优选地施加路径的自由度较大，这样，辊子能够沿顺时针方向和逆时针方向旋转和运动。
另外，优选地具有促动器，其根据车辆的外表面形状和机器人的动作而停止补偿按压力；以及锁定件，用于防止辊子改变位置。
而且，优选地按压力能够根据施加位置和运动方法而容易地调节。另外，当辊子可运动时，优选地具有锁定件，以便根据使用状态而防止运动。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种涂覆系统，该涂覆系统能够使得将保护层形成材料施加在被涂覆物体的外表面上的处理进一步自动化，并能够使辊子保持与被涂覆物体的外表面紧密接触，以便适当地施加保护层形成材料。
本发明的另一目的是提供一种涂覆系统，该涂覆系统能够根据施加区域和运动方法而容易地调节辊子在待涂覆物体的外表面上的按压力，且该涂覆系统还能够根据使用状况而被锁定。
本发明的又一目的是提供一种涂覆系统，其中，涂覆装置的运动教导(motion teaching)能够容易地进行。
本发明的又一目的是提供一种涂覆系统，该涂覆系统具有简单结构，且它能够使辊子保持与被涂覆物体的外表面紧密接触。
本发明的涂覆系统被布置成邻近用于待涂覆物体的输送线，并包括涂覆装置，其可根据由操作人员教导的信息而运动；以及辊子机构，其具有辊子和缓冲机构。该辊子与涂覆装置连接。该涂覆系统还包括一供给机构，该供给机构向辊子供给液体材料。通过该缓冲机构向辊子施加力，以便使得辊子的运动与物体外表面的不平坦性(凹入和凸出区域)相对应，从而使物体涂覆有液体材料。该液体材料被干燥以便在物体上形成可剥离保护层。
由于辊子机构具有所述缓冲机构，因此辊子能够保持与待涂覆物体的外表面紧密接触，并能够适当地施加保护层形成材料。甚至在具有一些凹入和凸出区域的区域中，辊子也能够保持与外表面紧密接触。因此，将保护层形成材料施加在待涂覆物体的外表面上的处理可以进一步自动化。
在这种情况下，当涂覆装置是机器人且待涂覆物体是车辆时，机器人能够沿车辆的复杂形状适当地运动。
辊子机构可以具有按压力调节机构，该按压力调节机构调节辊子在外表面上的按压力。通过该按压力调节机构，辊子能够以适当的按压力按压待涂覆物体的外表面，能够防止辊子的自由旋转，并且能够防止辊子与凹入和凸出区域作用而跳起和越过。
还有，辊子机构可以具有枢转机构，该枢转机构除了能够绕辊子纵向轴线自由旋转之外，还以能够自由枢转的方式与辊子连接。
通过允许辊子通过枢转机构而自由地枢转，辊子能够通过简单的结构保持与待涂覆物体的外表面紧密接触，并能够适当地施加保护层形成材料。因此，将保护层形成材料施加在待涂覆物体的外表面上的处理能够进一步自动化。
在这种情况下，如果枢转机构被连接成允许辊子沿径向方向自由枢转，则辊子可根据待涂覆物体的外表面的凹入和凸出区域而被动地枢转。辊子可容易地保持与物体表面紧密接触。
而且，辊子机构装备有作为缓冲机构的气压缸，且当辊子根据待涂覆物体的外表面的凸出和凹入区域而被动地升高和降低时，辊子可以通过该气压缸而弹性地按压该外表面。
如果施加保护层形成材料且同时以这种方式利用气压缸向辊子施压，则辊子能够保持与待涂覆物体的外表面紧密接触，且能够适当地施加保护层形成材料。换句话说，即使在有一些凹入和凸出区域的区域中，辊子也能够保持与外表面紧密接触。因此，向待涂覆物体的外表面施加保护层形成材料的处理能够进一步自动化。
在这种情况下，可以设置一调节器以调节供应给气压缸的空气压力。
通过利用调节器来调节供应给气压缸的空气压力，辊子压力就能够根据施加区域和运动方法而容易地调节。而且，辊子能够根据使用状况而被锁定，以防止运动。
如果气压缸的杆的中心轴线与辊子的中心轴线正交，则辊子能够容易按压在待涂覆物体的外表面上。
该气压缸可以包括第一气压缸和第二气压缸，且辊子以能够沿径向方向自由枢转的方式与一枢转部件连接。第一气压缸和第二气压缸分别沿相反的方向在该枢转部件上施加压力。
通过允许辊子以这种方式自由地枢转并通过由第一气压缸和第二气压缸沿相反的方向施加按压力，辊子的重量能够有效地用作按压力，且当由辊子重量产生的按压力不充足时，可以利用第一气压缸进行补偿。而且，第一气压缸和第二气压缸分别沿相反的方向在枢转部件上施加按压力，这样，即使当枢转部件向一侧成角度时也能够适当地运动。
而且，可以设置一控制器用于控制涂覆装置和辊子机构。辊子以能够沿径向方向自由枢转的方式与锁定部件连接，且辊子机构可以包括第一气压缸和第二气压缸，该第一气压缸和第二气压缸相对于枢转部件沿相反方向运动。所述控制器在第一控制状态和第二控制状态之间进行转换操作，在该第一控制状态，第一气压缸和/或第二气压缸的杆产生第一驱动力，该第一驱动力沿倾斜方向按压枢转部件，而在该第二控制状态，第二驱动力使得所述杆与枢转部件分离，从而调节涂覆装置的运动。
这样，对于第一气压缸和第二气压缸通过单独地在第一控制状态和第二控制状态之间转换，可以使向待涂覆物体的外表面施加保护层形成材料的处理进一步自动化。而且，辊子的重量能够有效地用作按压力，且如果有必要，则当辊子重量产生的按压力不充足时，可以利用第一气压缸或第二气压缸进行补偿。而且，通过在第一气压缸和第二气压缸的控制状态之间进行转换，辊子能够沿顺时针方向或逆时针方向旋转。
在这种情况下，为了匹配涂覆装置的运动，所述控制器还通过转换至第三控制状态进行控制，该第三控制状态通过在第一气压缸和第二气压缸上产生第三驱动力来锁定枢转部件，且该第三驱动力应大于第一驱动力。所述枢转部件能够通过第三控制状态而被锁定。
而且，在第一控制状态中，如果控制器使得杆后退，则承压表面面积变成气压缸活塞的总表面积减去杆的表面积，因此第一驱动力能够较小。
另外，可以提供由控制器控制的第一驱动设置部件。该第一驱动设置部件设置第一气压缸的驱动力和驱动方向，第二驱动设置部件由控制器控制，并设置第二气压缸的驱动力和驱动方向。由于第一驱动设置部件和第二驱动设置部件分开提供，因此第一气压缸和第二气压缸能够被独立控制，且控制过程将简化。
如果第一气压缸和/或第二气压缸具有调节器，该调节器设置用于产生第一驱动力和/或第二驱动力的气压，则第一驱动力和/或第二驱动力能够被设置为适当的水平。
然后，辊子机构应具有推力旋转机构，该推力旋转机构以能够通过与辊子的中心轴线正交的中心轴线而自由旋转的方式进行连接。而且，辊子机构应具有纵向枢转机构，该纵向枢转机构以能够沿辊子的纵向方向自由枢转的方式进行连接。
通过这种类型的推力旋转机构或枢转机构，可以使将保护层形成材料施加在被涂覆物体的外表面上的处理进一步自动化。而且，辊子能够总是保持与待涂覆物体的外表面紧密接触，同时涂覆装置的运动教导能够容易地进行。此外，能够防止过度的力作用在辊子上或待涂覆物体的外表面上。
在这种情况下，辊子机构也可以具有一枢转机构，该枢转机构与辊子连接，以便能够沿径向方向自由枢转。由于提供了枢转机构，因此辊子能够进行三维运动，并能够保持与待涂覆物体的外表面更加紧密的接触。
如果保护层形成材料使用丙烯酸基共聚物，则能够更确实地保护待涂覆物体的已喷漆区域，且当除去该层时易于剥离。
通过下面结合附图的说明，将更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，附图中通过说明性示例示出了本发明的优选实施例。


图1是根据本发明实施例的涂覆系统的立体图。
图2是涂覆系统的正视图。
图3是具有涂覆系统和辊子机构的机器人的立体图。
图4是涂覆系统的辊子机构的放大立体图。
图5是辊子机构的局部剖放大正视图。
图6是辊子机构的局部剖放大侧视图。
图7是表示用于液压和气压的涂覆系统的复合回路的线路图。
图8是涂覆系统的气压缸回路的线路图，其中使用粗线表示当机器人在施加保护层形成材料的同时向右运动时的初级空气流(primary flow ofair)。
图9是表示机器人和用于处理的车辆表面的位置关系的示意图，其中，装备有辊子机构的机器人向右运动。
图10是一示意性侧视图，表示当装备有辊子机构的机器人向左运动时机器人和车辆外表面的位置关系。
图11是气压缸回路的线路图，其中使用粗线表示当机器人在施加保护层形成材料的同时向左运动时的初级空气流。
图12是一示意性侧视图，表示当在施加保护层形成材料的同时，在辊子机构上的左、右气压缸的杆都后退时机器人和车辆外表面的位置关系。
图13是一示意性侧视图，表示当在施加保护层形成材料的同时，在辊子机构上的左、右气压缸的杆都伸出时机器人和车辆外表面的位置关系。
图14是气压缸回路的线路图，其中使用粗线表示当辊子机构中的左、右气压缸的杆都伸出时的初级空气流。
图15是一示意性侧视图，表示当在施加保护层形成材料的同时，在辊子机构中的左、右气压缸的杆都以很大的力后退时机器人和车辆外表面之间的位置关系。
图16是气压缸回路的线路图，其中使用粗线表示当辊子机构中的左、右气压缸的杆都以很大的力后退时的初级空气流。
图17是根据本发明的装备有不同结构的销按压部件的辊子机构的侧视图。
图18是表示其中车辆外表面的角度与辊子方向不匹配的状态的示意图。
图19是表示其中辊子绕中心轴线旋转，且车辆外表面的角度与辊子方向匹配的状态的示意图。
图20是表示其中辊子运动且车辆外表面的角度与辊子方向匹配的状态的示意图。
图21是一示意图，表示其中当车辆外表面的角度连续变化，且辊子的底面在与车辆表面接触时通过推力旋转机构和第一枢轴的共同作用而旋转时的状态。
图22是根据本发明第一可选实施例的辊子机构的正视图。
图23是根据该第一可选实施例的辊子机构的示意图，表示其中辊子运动且车辆外表面的角度与辊子方向匹配的状态。
图24是根据本发明第二可选实施例的辊子机构的立体图。
图25是一示意图，表示在进行机器人运动教导的过程中，在辊子机构和车辆外表面之间的位置关系。
图26是根据本发明第三可选实施例的辊子机构的立体图。
图27是根据本发明第四可选实施例的辊子机构的立体图。
图28是一示意图，表示根据该第四可选实施例在进行机器人运动教导的过程中，辊子机构和车辆外表面的位置关系。
图29是根据本发明第五可选实施例的辊子机构的立体图。
图30是一示意图，表示根据该第五可选实施例在进行机器人运动教导的过程中，辊子机构和车辆外表面的位置关系。
图31是根据本发明第六可选实施例的辊子机构的立体图。
图32是根据本发明第七可选实施例的辊子机构的立体图。
具体实施例方式
下面将通过实施例并参考图1至图32来介绍本发明的用于形成保护层的涂覆系统。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的涂覆系统10布置在车辆(待涂覆物体)14的输送线12上，并在完成喷漆后用保护层形成材料涂覆车辆14。该涂覆系统10包括三个工业机器人(涂覆装置)16a、16b、16c；控制器18，该控制器18控制整个系统；储罐20，该储罐20储存保护层形成材料；管22，该管22使得储罐20与各机器人16a、16b、16c连接；以及水管26，该水管26向机器人16a、16b、16c供水。机器人16a、16b、16c由机器人控制器28a、28b、28c控制，这些机器人控制器28a、28b、28c都与控制器18连接。
机器人16a和16c沿车辆14的运动方向布置在输送线12的左侧，而机器人16b在右侧。而且，机器人16a沿运动方向布置在前部，机器人16c布置在后部，且机器人16b布置成接近机器人16a和机器人16c的中间。机器人16a、16b、16c可沿与输送线12平行的滑轨30运动。
泵32沿管22布置，并且从储罐20抽吸保护层形成材料并将该材料供给机器人16a、16b、16c。而且，保护层形成材料通过图中未示出的加热器和温度计而控制为合适的温度。辊子机构34布置在各机器人16a、16b、16c的端部处，并均通过管22而向其供给保护层形成材料。
保护层形成材料包括作为主要成分的丙烯酸基共聚物，且优选地包括两种类型的、具有不同的玻璃态转化温度的丙烯酸基共聚物。具体地，可以使用在日本特开专利公开No.2001-89697中所示的保护层形成材料。而且，保护层形成材料的粘性可以通过改变水的比例和温度来调节，且当干燥时，保护层形成材料紧紧粘附在车辆14上，并能够在化学上和物理上保护车辆14的已喷漆区域，防止灰尘、金属粉末、盐、油、酸、阳光直接照射等。而且，当交付给用户时，该材料能够容易地从车辆14上剥离。
如图3所示，各机器人16a、16b、16c是工业多关节机器人，并包括基座40以及从该基座40顺序开始的第一臂42、第二臂44和第三臂46。辊子机构34布置在第三臂46的末端处。辊子机构34可拆卸地安装在第三臂46上，并能够起到末端执行件的功能。机器人第一臂42能够通过利用相对于基座40水平和垂直的旋转轴线J1、J2而旋转。第二臂44以能够环绕轴线J3旋转的方式与第一臂42连接。第二臂44能够绕轴线J4扭转。第三臂46以能够环绕轴线J5旋转的方式与第二臂44连接。第三臂46能够绕轴线J6扭转。
因为这些六轴线结构的机器人16a、16b、16c的运动，所以与末端连接的辊子机构34能够运动至接近车辆14的任意位置，并能够被设置在任意方向。换句话说，辊子机构34能够以六个自由度运动。机器人16a、16b、16c除了能旋转运动外还可以进行伸缩运动，并可以具有平行连接的活动部分。
如图4至图6所示，辊子机构34安装在第三臂46的末端上，并包括柱形辊子48，其由能够吸收和保持保护层形成材料的材料制成；以及推力旋转机构69，其是用于机器人16a的第三臂46的安装部分。
辊子48的材料例如可以是海绵或绒毛。而且，辊子48可以自由地安装在保持器86上或从其拆卸，并能够更换、清洗或维护。应当知道，辊子48能够安装在辊子机构34a-34g(后面将介绍)上或从其上拆卸。
推力旋转机构69包括用于第三臂46的安装部件70；推力旋转部件74，其以可通过轴承72相对于安装部件70自由旋转的方式被支承；以及基座76，其安装在推力旋转部件74的底部上。
而且，辊子机构34包括第一气压缸78和第二气压缸80，它们布置在基座76的两侧；第一枢转部件84，其以能够自由枢转地方式支承在第一枢轴上，该第一枢轴大致在基座76的下方；以及保持器连接器88，其连接第一枢转部件84和支承辊子48的保持器86。辊子48能够绕第一枢轴82枢转，并能够沿与轴中心C2正交的方向运动。第一枢转部件84具有两个向上延伸的向上延伸件84a，并且第一枢轴82和平行销90大致布置在向上延伸件84a的上方。
销90以能够自由运动的方式插入形成于向下延伸件76a中的长孔91内，该向下延伸件76a位于第一枢轴82的上方。而且，辊子机构34接收来自第一气压缸78和第二气压缸80的杆78a和杆80a的压力，并具有环绕第一枢轴82旋转的两个销按压部件92和94。当杆78a后退时，销按压部件92的按压表面92a按压图6中所示的销90的左侧，而当杆80a后退时，销按压部件94的按压表面94a按压图6中所示的销90的右侧。
两个向下延伸件76a定位成在两个向上延伸件84a之间从基座76向下延伸，且按压表面92a和94a位于这两个向下延伸件76a之间。
推力旋转部件74具有旋转调节部件96，且从安装部件70向下凸出的较小凸起98位于旋转调节部件96的顶表面上的凹入区域96a中。较小凸起98的宽度稍微小于凹入区域96a的宽度，且推力旋转部件74能够沿推力方向在该间隙范围内自由旋转。在本文中，推力的方向是与辊子48的中心轴线正交的方向，并且是环绕第三臂46的中心轴线C1的旋转方向。用于将安装部件70安装在第三臂46上的螺栓100也可以用作较小凸起98。
保持器连接器88具有布置在其顶部和底部上的两个相对夹子102和104。这些夹子102和104支承铝管106，且第一枢转部件84和保持器86通过铝管106而连接在一起。铝管106的表面具有环形槽106a。
辊子48的两端以能够自由旋转的方式由保持器86支承，且管22通过该保持器86的一端与辊子48的内部连接。辊子48可拆卸地安装在保持器86上。
如图7所示，将保护层形成材料供给辊子48(见图8)的液压和气压复合回路(供给机构)150具有压缩机152；空气箱154，其与压缩机152的排出口连接；人工气动开关阀156，其打开和关闭气动空气；调节器158，其根据由控制器18提供的电信号来减小辅助(secondary)压力；以及调节器操作阀160，其通过利用来自调节器158的辅助压力的引导操作来减小管22中的压力。
而且，复合回路150还具有材料控制阀(MCV)162，其通过水管26与在调节器操作阀160的次级侧(secondary side)的的管连接；以及启动阀164，其布置在MCV 162的次级侧和辊子48(见图8)之间。在MCV 162中具有转换阀162a、162b，它们在管22和水管26的开和关之间转换。转换阀162a、162b的次级侧相互连接。应当知道，在图7、图8、图11、图14和图16中，气动管以虚线表示。
MCV 162、启动阀164和调节器操作阀160不限于气动引导类型的阀。或者，可以使用螺线管等。
复合回路150还具有MCV转换电磁阀166，其通过转换由气动开关阀156供给的气动空气的转换而利用引导操作来操作转换阀162a、162b；以及启动转换电磁阀168，其引导启动阀164。MCV转换电磁阀166根据由控制器18供给的电信号而与转换阀162a或162b中的任一个连接，并与另一个断开，且在供给启动阀164的水和保护层形成材料之间转换。启动转换电磁阀168通过由控制器18提供的电信号而在启动阀164的开和关之间转换，并将水或保护层形成材料供给辊子48。
人工截止阀170、172沿管22和水管26布置。通常，阀170和172彼此连通。消声器174布置在复合回路150中的所有气动排出口上，以便减小排气噪音。压缩机152、泵32和水源24都具有释放阀(图中未示出)，以便防止压力过度升高。
在复合回路150中的压缩机152、空气箱154、水源24和泵32对于机器人16a、16b、16c是共用的，而所有其它装置对于各机器人16a、16b、16c分别配备。而且，在图7中的管“α”和“β”分别与图8、图11、图14和图16中所示的气压缸回路180的管“α”和“β”连接。
如图8所示，驱动第一气压缸78和第二气压缸80的气压缸回路180具有调节器182，其将所提供的空气压力减小至指定压力Pa；第一驱动设置部件184，其设置第一气压缸78的驱动力和驱动方向；以及第二驱动设置部件186，其设置第二气压缸80的驱动力和驱动方向。由调节器182设置的压力Pa是在第一气压缸78和第二气压缸80的额定工作压力范围内的相对较高压力。气压缸回路180装备在各机器人16a、16b、16c上。
来自气动开关阀156(见图7)的空气被供给调节器182，且压力通过调节器182减小至压力Pa的空气被引导至第一驱动设置部件184和第二驱动设置部件186。消声器188和190作为空气排出口与第一驱动设置部件184和第二驱动设置部件186连接。
第一驱动设置部件184具有第一杆压转换电磁阀192，其具有转换第一气压缸78的第一腔室78b内部的气压的效果；以及第一底压转换电磁阀194，其具有转换第一气压缸78的第二腔室78c内部的气压的效果。第一腔室78b比气缸筒内的活塞78d更靠近杆78a，并且第二腔室78c相对于活塞78d与第一腔室78b相对。
第一杆压转换电磁阀192、第一底压转换电磁阀194、以及后面将介绍的第二杆压转换电磁阀206和第二底压转换电磁阀208分别装备有五个端口，即，端口A、端口B、端口P、端口R1和端口R2。这些电磁阀通过控制器18来控制和转换，且在未通电状态，端口A与端口R1连接，端口B与端口P连接，而端口R2关闭。而且，在通电状态，端口A与端口P连接，端口B与端口R2连接，而端口R1关闭。各端口R1能够通过消声器188而自由地排出空气，而各端口R2能够通过消声器190而自由地排出空气。
而且，第一驱动设置部件184包括止回阀198，其布置在管196a上，该管196a是将第一腔室78b与第一杆压转换电磁阀192相连的两个管196a和196b中的一个；调节器200，其布置成与止回阀198平行；以及梭阀(shuttle valve)202，其与压力比第一腔室更高的管196a或196b中的一个连接。止回阀198使得空气从第一腔室78b朝着第一杆压转换电磁阀192运动，并阻止空气沿相反方向流动。
第一杆压转换电磁阀192的端口A和端口B分别与管196a和196b连接。第一底压转换电磁阀194的端口A与第二腔室78c连接。第一底压转换电磁阀194的端口B与第一杆压转换电磁阀192的端口P连接。通过调节器182设置成压力Pa的空气被供给第一底压转换电磁阀194的端口P。
第二驱动设置部件186包括第二杆压转换电磁阀206，其具有转换第二气压缸80中的第一腔室80b的气压的效果；以及第二底压转换电磁阀208，其具有转换第二气压缸80的第二腔室80c的气压的效果。第一腔室80b是比气缸筒内的活塞80d更靠近杆80a的腔室，并且第二腔室80c相对于活塞80d与第一腔室80b相对。
而且，第二驱动设置部件186包括止回阀212，其布置在管210a上，该管210a是将第一腔室80b与第二杆压转换电磁阀206相连的两个管210a和210b中的一个；调节器213，其布置成与止回阀212平行；以及梭阀214，其与管210a或210b中的压力比第一腔室更高的一个连接。止回阀212使得空气从第一腔室80b朝着第二杆压转换电磁阀206运动，并阻止空气沿相反方向流动。
第二杆压转换电磁阀206的端口A和端口B分别与管210a和210b连接。第二底压转换电磁阀208的端口A与第二腔室80c连接。第二底压转换电磁阀208的端口B与第二杆压转换电磁阀206的端口P连接。通过调节器182设置成压力Pa的空气被供给第二底压转换电磁阀208的端口P。
通过这种结构的气压缸回路180，第一底压转换电磁阀194和第二底压转换电磁阀208通电，以便供给处于压力Pa的空气，该压力Pa是从调节器182供给到第二腔室78c和第二腔室80c的相对较高的压力。
而且，当第一底压转换电磁阀194不通电时，第一杆压转换电磁阀192能够通过通电而向第一腔室78b供给空气。这时，供给第一腔室78b的空气的压力通过调节器200而设置成较低值。当第二底压转换电磁阀208不通电时，第二杆压转换电磁阀206能够通过通电而向第一腔室80b供给空气。这时，供给第一腔室80b的空气的压力通过调节器213而设置成较低值。
而且，当第一底压转换电磁阀194和第一杆压转换电磁阀192都不通电时，通过调节器182设置为压力Pa的空气能够供给第一腔室78b。当第二底压转换电磁阀208和第二杆压转换电磁阀206都不通电时，通过调节器182设置为压力Pa的空气能够供给第一腔室80b。
下面将介绍使用涂覆系统10将保护层形成材料施加在车辆14上的方法。
首先，预先教导各机器人16a、16b、16c的运动。机器人16a、16b、16c分别分配给车辆14的发动机罩区域14a(见图1)、车顶中心区域14b和车顶后部区域14c。机器人16a、16b、16c被教导成用保护层形成材料涂覆它们的相应区域，且教导数据由控制器18的指定记录器来记录和存储。当车辆14是轿车时，机器人16c分配给车尾行李箱区域。
通过由调节器158来控制压力，能够调节机器人16a、16b、16c的操作速度、加在杆78a和杆80a上的压力、以及在车辆14上的保护层形成材料的厚度。
当然，车辆14可以是没有某些部件的未完成车辆，但至少喷漆已完成。
通过机器人16a、16b、16c而涂覆有保护层形成材料的车辆14，通过输送线12而输送到下一处理。机器人16a、16b、16c后退至等待位置(在该等待位置，机器人16a、16b、16c不会与车辆14干涉)，并一直等候到输送下一辆车辆14。这时，启动阀164关闭，并停止供给保护层形成材料。
已经施加在车辆14上的保护层形成材料自然干燥，或者利用强制通风干燥，以便形成可剥离保护层，并因此保护车辆14的已喷漆区域。
如图9所示，当教导装备有辊子机构34的机器人16a的运动时，在机器人16a的第三臂46和车辆14外表面之间保持合适距离。第一枢转部件84的角度教导为指定角度θ。第一枢转部件84的角度基本保持为角度θ。但是例如，如果第一枢转部件84的角度能够稍微改变，则操作人员可以在教导时忽略凹入区域500和凸出区域502。通过忽略这些较浅的凹入区域500和相对较低的凸出区域502，能够简化机器人16a的运动教导。
对于在输送线12上的各车辆14，将保护层形成材料施加在车辆14上的处理应当教导为在设置时间内完成。
然后，当保护层形成材料施加在车辆14上时，管22被加热至合适温度，且压缩机152、供水源24和泵32工作。而且，机器人16a、16b、16c处于等待位置(在该等待位置，机器人16a、16b、16c不会与车辆14干涉)，且气动开关阀156打开。
然后，已经完成喷漆的车辆14由输送线12传送，并停止在机器人16a、16b、16c附近。控制器18通过由输送线12或传感器(图中未示出)提供的信号而得知车辆14被传送，且机器人16a、16b、16c根据教导数据而运动。
这时，控制器18通过调节器158来调节调节器操作阀160(见图7)，且管22被调节至合适压力。而且，控制器18通过MCV转换电磁阀166来控制MCV 162，从而连接管22同时关闭水管26。另外，控制器18通过启动转换电磁阀168的操作而打开启动阀164。通过控制器18以这种方式的操作，将保护层形成材料保持为合适的压力和温度，同时被供给辊子机构34的辊子48，且从辊子48的后侧透过合适量的保护层形成材料。
然后，当保护层形成材料施加在车辆14上且同时机器人16a向右运动时(见图9)，空气被供给右侧的第二气压缸80(第一控制)，这样，沿着使得杆80a后退的方向产生相对较弱的力(第一驱动力)Fa。而且，空气被供给左侧的第一气压缸78(第二控制)，以便使杆78a伸出。这样，在右侧的销按压部件94的按压表面94a以相对较弱的力按压销90的右表面，且在左侧的销按压部件92的按压表面92a与销90分开。因此，第一枢转部件84和辊子48接收沿逆时针方向环绕第一枢轴82的压力，且辊子48以合适压力按压车辆14的表面，并且当辊子48沿图9中所示的顺时针方向旋转时能够施加保护层形成材料。能够根据辊子48的涂覆位置和辊子48的运动方法而适当地调节压力Fa。
这时，控制器18激励第一底压转换电磁阀194和第二杆压转换电磁阀206，并使得第二底压转换电磁阀208断电。这样，如图8中粗线所示，处于压力Pa的空气被供给第一气压缸78的第二腔室78c，同时，通过调节器213已经减小到较低压力的空气被供给第二气压缸80的第一腔室80b。
而且，第二腔室80c通过第二底压转换电磁阀208而与消声器188连接，并自由排出空气。不管第一杆压转换电磁阀192是否通电，与第一腔室78b连接的管196a和196b与消声器188或190连接，并自由排气。
因此，沿着使杆80a后退的方向产生相对较弱的力Fa，同时相对较大的力(第二驱动力)能够确实使杆78a伸出。这些压力也能够通过调节器182和213来调节。
而且，第二气压缸80是单杆类型缸，且活塞80d的靠近第一腔室80b(该第一腔室80b具有杆80a)的压力接收表面面积小于靠近第二腔室80c的压力接收表面面积。因此，通过向第一腔室80b施加压力而产生的使杆80a后退的力，小于通过向第二腔室80c施加压力而产生的使杆80a伸出的力，从而力Fa能够精确地设置为较小值。而且，施加在辊子48上的力能够被精确地调节。
如图10所示，当机器人16向左运动同时用保护层形成材料涂覆车辆14时，空气被供给左侧的第一气压缸78，以便沿使得杆78a后退的方向产生相对较弱的力Fa(第一控制)。而且，空气被供给右侧的第二气压缸80(第二控制)，以便使杆80a伸出。这样，左侧的销按压部件92的按压表面92a以相对较弱的力按压销90的左表面，且右侧的销按压部件94的按压表面94a与销90分开。因此，第一枢转部件84和辊子48接收沿顺时针方向环绕第一枢轴82的压力，且辊子48以合适的压力按压车辆14的表面，并且当辊子48沿图10中所示的逆时针方向旋转时能够将保护层形成材料涂覆在所述表面上。
这时，控制器18使第二底压转换电磁阀208和第一杆压转换电磁阀192通电，并使得第一底压转换电磁阀194不通电。这样，如图11中粗线所示，处于压力Pa的空气被供给第一气压缸80的第二腔室80c，同时，通过调节器200已经减小到较低压力的空气被供给第二气压缸78的第一腔室78b。
而且，第二腔室78c通过第一底压转换电磁阀194与消声器188连接，并自由排出空气。不管第二杆压转换电磁阀206是否通电，与第一腔室80b连接的管210a和210b与消声器188或190连接，并自由排气。
如上所述，沿着使杆78a后退的方向产生相对较弱的力Fa，同时相对较大的力(第二驱动力)能够确实使杆80a伸出。这些压力也能够通过调节器182和200来调节。
而且，第一气压缸78是单杆类型缸，且活塞78d的靠近第一腔室78b(该第一腔室78b具有杆78a)的压力接收表面面积小于靠近第二腔室78c的压力接收表面面积。因此，通过向第一腔室78b施加压力而产生的使杆78a后退的力小于通过向第二腔室78c施加压力而产生的使杆78a伸出的力，从而力Fa能够被精确地设置为较小值。而且，施加在辊子48上的力能够被精确地调节。
这样，通过根据机器人16a的运动方向来控制供给第一气压缸78和第二气压缸80的气流的压力和方向，辊子48能够适当地按压车辆14的表面。换句话说，辊子48的重量有效地用作按压力，且即使通过施加辊子重量也不足以作为按压力时，该力能够通过第一气压缸78或第二气压缸80来补偿。
因此，当辊子48经过凹入区域500或凸出区域502时，辊子48不会自由旋转，也不会跳起或越过。而且，保护层形成材料容易从辊子48渗出。这时，辊子48能够绕第一枢轴82枢转，这样，辊子48能够与凹入区域500和凸出区域502紧密接触，且这些区域能够涂覆有保护层形成材料。换句话说，当辊子48经过凹入区域500或凸出区域502时，杆78a或80a根据凹入区域500的深度或凸出区域502的高度而伸出或后退。通过使用易于压缩的空气作为驱动流体，第一气压缸78和第二气压缸80能够柔性地运动，并能够容易地吸收外部压力的变化。换句话说，第一气压缸78和第二气压缸80用作缓冲件。
而且，即使因为机器人16a的运动意外地从指定教导路线稍微变化而使得第三臂46靠近车辆14的表面，辊子48也沿着车辆14的表面运动，并且在表面上的力由供给第一气压缸78和第二气压缸80的气压来控制，从而将不会使过大的力施加在车辆14上。特别是，第一和第二气压缸78、80使用可压缩的空气作为驱动流体，从而可以实现柔性运动，且能够容易地吸收外部力的变化。
与第一气压缸78的杆78a连接的销按压部件92以及与第二气压缸80的杆80a连接的销按压部件94，通过销90沿相反的方向向第一枢转部件84施加按压力。因此，不管枢转部件84沿顺时针方向还是逆时针方向成角度，都可以实现合适的运动。因此，可以向左或向右施加保护层形成材料。
而且，如图12所示，第一气压缸78的杆78a和第二气压缸80的杆80a可以后退。例如，当机器人16a向图12中的右侧运动时，沿杆80a后退的方向产生相对较弱的力Fa，同时沿杆78a后退的方向产生比力Fa更弱的力Fb。当力Fa大于力Fb，且力Fa和力Fb都适当地设置时，辊子48能够以适当的力按压车辆14的表面。
而且，如图13所示，还可以使第一气压缸78的杆78a和第二气压缸80的杆80a都伸出。这样，销按压部件92的按压表面92a和销按压部件94的按压表面94a都移离销90，从而力并不施加在第一枢转部件84上。因此，辊子48只通过其自身的重量而按压车辆14的表面。特别是，当辊子48足够重，以至于能够向车辆14的表面施加足够的按压力时，杆78a和杆80a都可以伸出，从而第一枢转部件84能够自由地枢转。
这时，控制器18使第一底压转换电磁阀194和第二底压转换电磁阀208通电。因此，如图14中粗线所示，处于压力Pa的空气被供给第一气压缸78的第二腔室78c以及第二气压缸80的第二腔室80c。
而且，不管第一杆压转换电磁阀192是否通电，与第一腔室78b连接的管196a和196b都与消声器188或190连接，从而能够自由地排出空气。另一方面，不管第二杆压转换电磁阀206是否通电，与第一腔室80b连接的管210a和210b都与消声器188或190连接，从而能够自由地排出空气。因此，如上所述，杆78a和杆80a能够可靠地伸出。
另外，如图15所示，当保护层形成材料施加在较窄且相对较深的槽504上时，杆78a和杆80a都将以较强的力(第三驱动力)Fc后退(第三控制)。在这种情况下，第一枢转部件84将被设置成沿与中心轴线C1(见图6)机械平衡地匹配的方向。这时，第一枢转部件84将几乎不能沿向左或向右的方向枢转，或者换句话说，第一枢转部件84将被锁定。这样，通过锁定的第一枢转部件84，辊子48以相对较强的力被压入槽504中，从而保护层形成材料从辊子48渗出，且槽504能够被涂覆有保护层形成材料。
而且，当辊子48在不与车辆14的表面接触的情况下运动相对较长距离时，第一枢转部件84应被锁定。通过锁定第一枢转部件84，将不会发生无意的枢转，且辊子能够以高速运动较长距离。
这时，控制器18并不使第一杆压转换电磁阀192、第一底压转换电磁阀194、第二杆压转换电磁阀206和第二底压转换电磁阀208都通电。因此，如图16中粗线所示，处于压力Pa的空气顺序通过第一底压转换电磁阀194、第一杆压转换电磁阀192和梭阀202而供给第一气压缸78的第一腔室78b。另一方面，处于压力Pa的空气顺序通过第二底压转换电磁阀208、第二杆压转换电磁阀206和梭阀214而供给第二气压缸80的第一腔室80b。
而且，第二腔室78c通过第一底压转换电磁阀194而与消声器188连接，因此自由地排出空气。第二腔室80c通过第二底压转换电磁阀208而与消声器188连接，因此自由地排出空气。
因此，如上所述，杆78a和杆80a能够以较强的力Fc可靠地后退。
然后，如图17所示，在辊子机构34中的销按压部件92和94(见图4)可以由销按压部件306和308代替。
销按压部件306和308分别接收来自杆78a、80a的力，并环绕第一枢轴82旋转。当杆78a伸出时，销按压部件306的按压表面306a按压图16中销90的右表面，而当杆80a伸出时，销按压部件308的按压表面308a按压图17中销90的左表面。通过这种类型的结构，能够控制使杆78a和杆80a伸出的力，并能够调节在辊子48上的按压力。在这种情况下，施加在杆78a和杆80a上的力的方向与当使用销按压部件92和94时相反。
而且，在气压缸回路180(见图8)(该气压缸回路驱动辊子机构34的第一气压缸78和第二气压缸80)中，与第一腔室78b连接的管和与第二腔室78c连接的管可以反向连接，并且连接第一腔室80b的管和连接第二腔室80c的管也可以反向连接。因此，施加在杆78a和杆80a上的压力可以沿相反的方向。
如上所述，在本优选实施例的涂覆系统10中，装备有辊子48的辊子机构34或34a通过机器人16a、16b、16c来操作，且保护层形成材料被供给辊子48。涂覆保护层形成材料的处理能够自动化，且能够获得一致的涂覆质量。
而且，与传统技术相比，在车辆14的表面上涂覆保护层形成材料的处理能够进一步自动化，且辊子48能够总是保持与车辆14的表面紧密接触。而且，能够容易地教导机器人16a、16b、16c的运动。
另外，辊子机构34、34a具有这样的功能，即，当辊子48运动时根据不平坦性来将辊子48按压在车辆14的表面上，从而辊子48能够保持与车辆14的外表面紧密接触，并能够适当地涂覆保护层形成材料。
而且，因为通过自动化而消除了通过操作人员来涂覆保护层形成材料的处理，所以处理的数量降低，并提高了生产效率。另外，能够省略用于操作人员的空调设备。因此，能够通过减少空调所需的电能而节约能源，从而在降低操作成本的同时工厂能够对环境更友好。
一方面，由保护层形成材料形成的可剥离保护层能够在运送时保护车辆14的已喷漆区域，且在工厂中该层还作为能够保护已喷漆表面的防刮盖。因此，可以省略用于各车辆类型的、具有不同结构的多个防刮盖。
车辆14的减振器可以被上色的，或者可以不需要喷漆，但是保护层形成材料也可以施加在例如减振器的未喷漆区域上。
而且，待由保护层形成材料涂覆的物体当然也可以是诸如路标或广告牌的物体。用于涂覆保护层形成材料的设备不限于机器人16a、16b、16c，当然可以使用其运动可以被教导的任意装置。
而且，辊子48作用在车辆14的表面上的按压力通过供给第一气压缸78和第二气压缸80的气压来设置。因此，通过使气压保持不变，可以防止在经过一定时间后按压力的变化，且能够防止保护层形成材料的涂覆质量的变化。
接下来，将参考图18至图21来介绍推力旋转机构69的作用。
如图18所示，当车辆14的表面的倾斜角度不与辊子48的方向匹配时，如果不提供包括轴承72和推力旋转部件74(见图4)的推力旋转机构69，则只有辊子48的底部的中心点P与车辆14的表面接触，且辊子48的两端将沿水平方向与车辆14的表面分开距离H，否则将发生干涉。
不过，因为辊子机构34装备有推力旋转机构69，如图19所示，所以辊子48将环绕中心轴线C1旋转，且辊子48的底面将自动与车辆14的表面紧密接触。因此，保护层形成材料能够更准确地涂覆在车辆14的表面上。而且，辊子48将不会过度地按压车辆14的表面，并能够防止在辊子48和车辆14的表面上产生过大力。
而且，考虑到第一枢转部件84(见图4)绕第一枢轴82成角度，如图20所示，辊子48的底面将沿车辆14的表面进行三维运动，并与该表面紧密接触。换句话说，通过一起操作推力旋转机构69和第一枢轴82，辊子48的底面能够保持与车辆14的表面紧密接触。
如图21所示，即使当车辆14的表面角度连续变化时，因为推力旋转机构69和第一枢轴82的协调运动，所以辊子48的底面也能够在与车辆14的表面接触的同时旋转。在图18、图19、图20、图21以及后面所述的图23中所示的车辆14的表面上添加了轮廓线，从而能够容易地理解三维表面的倾斜。
这样，即使当车辆14的表面倾斜角度不与辊子48的方向匹配时，辊子48的底面也将自动与车辆14的表面紧密接触，这样，保护层形成材料可以更准确地涂覆在车辆14的表面上，且可以相对粗略地设置机器人16a的运动。因此，机器人16a的运动教导能够更容易进行，且可减少教导所需的时间。
下面，将参考图22至图32来介绍根据辊子机构34的第一至第七可选实施例的辊子机构34a至34g。与辊子机构34相同的组成元件以相同附图标记来标记，并将省略对它们的说明。
首先，将参考图22来介绍根据辊子机构34的第一可选实施例的辊子机构34a。辊子机构34a与具有推力旋转机构69的辊子机构34(见图4)类似，但是区别在于推力旋转机构69由枢转机构(纵向锁定机构)310代替。
枢转机构310包括安装部件312，用于将枢转机构310安装在机器人16a的第三臂46上；以及第二枢转部件316，该其通过轴承314由安装部件312的第二枢轴313可枢转地支承。基座76安装于第二枢转部件316的底部。
第二枢轴313与第三臂46的中心轴线C1正交，并与第一枢轴82的方向垂直。换句话说，如果中心轴线C1、第一枢轴82和第二枢轴313在几何上平行运动以相交，则这些轴将相互正交。因此，辊子48能够由于枢转机构310而自由地沿纵向方向枢转。
旋转调节部件318布置在第二枢转部件316的顶部部分上，且从安装部件312向下凸出的较小凸起320定位在旋转调节部件318的顶表面上的凹入区域318a处。较小凸起320的宽度稍微小于凹入区域318a的宽度，且在该宽度差范围内，第二枢转部件316能够绕轴承314自由旋转。较小凸起320也可以如将安装部件312安装在第三臂46上的螺栓100一样起作用。
下面，将介绍当利用辊子机构34a施加保护层形成材料时的动作。
如图23所示，如果车辆14的表面倾斜角度不与辊子48的方位匹配，且假定并没有提供枢转机构310，则只有辊子48的底部的中心点P与车辆14的表面接触，且由双点划线所示的辊子48的两端将沿垂直方向与车辆14的表面分开距离H，否则将产生干涉。
不过，因为辊子机构34a包括枢转部件310，所以辊子48绕第二枢轴313旋转，且辊子48的底面自动保持与车辆14的表面紧密接触。因此，保护层形成材料能够更准确地施加在车辆14的表面上。辊子48并不强行按压车辆14的表面。不会向辊子48和车辆14的表面上施加过大的力。
而且，当考虑到第一枢转部件84(见图22)绕第一枢轴82倾斜时，辊子48的底面沿车辆14的表面紧密接触地进行三维运动。换句话说，第一枢轴82和第二枢轴313协调运动和作用，这样，辊子48的底面能够保持与车辆14的表面紧密接触。
即使当车辆14表面的斜率连续变化时(见图21)，与辊子机构34的作用类似，第一枢轴82和第二枢轴313也可以协调运动和作用，从而辊子48的底面能够在与车辆14的表面接触的同时旋转。
这样，即使车辆14的表面倾斜角度和辊子48的方向不匹配，辊子48的底面也将自动保持与车辆14的表面紧密接触。因此，保护层形成材料能够准确地施加在车辆14的表面上，且机器人16a的运动教导不需要详细的设置信息。因此，机器人16a的运动教导能够简单、容易地进行，从而能够减少运动教导所需的时间。
下面，将参考图24和图25来介绍根据辊子机构34的第二可选实施例的辊子机构34b。
如图24所示，辊子机构34b与第三臂46的末端连接，并包括辊子48；管50，该管50支承辊子48；第三气压缸(缓冲机构)52，其使得管50伸出和后退；连接部件54，其使得第三气压缸52的杆52a与管50连接；以及导轨56，该导轨56支承连接部件54，并垂直地引导连接部件54。
第三气压缸52的一端固定在第三臂46上，且通过调节底侧气压和杆侧气压，能够在杆52a上施加力。第三气压缸52能够通过与复合回路150(见图7)和气压缸回路180(见图8)类似的回路来驱动。
杆52a定位成与第三臂46对齐。而且，杆52a和管50的基部区域50a通过连接部件54而连接，并彼此对齐。导轨56的一端固定在第三气压缸52的侧表面和第三臂46的末端上。导轨56的引导支架56a的一部分固定在连接部件54上，且连接部件54通过引导支架56a而沿导轨56被引导。
管50包括弯曲部分50b，该弯曲部分以大约90°角度弯曲；U形弯曲部分50c；以及辊子安装部50d，其从弯曲部分50c的端部延伸。辊子安装部50d的中心轴线和杆52a的中心轴线正交。管50为中空的，且辊子安装部50d的末端封闭。辊子安装部50d具有多个小孔。
管22的一端与连接部件54连接，这样，管22和管50接合在一起。因此，当由管22供给保护层形成材料时，保护层形成材料能够经过连接部件54和管50，并从辊子48的表面向外渗出。
如图25所示，当对装备有辊子机构34b的机器人16a进行运动教导时，在机器人16a的第三臂46和车辆14的表面之间的距离保持为指定长度L。该长度L大于长度L1(该长度L1对应于杆52a的最小冲程)，并小于长度L2(该长度L2对应于最大冲程)。
在第三臂46和车辆14的表面之间的距离基本上保持为长度L。应当知道，在第三臂46和车辆14的表面之间的距离可以变化。例如，如果凹入区域500的深度d或凸出区域502的高度d较小，则操作人员可以不考虑较浅凹入区域500的深度d或者较低凸出区域502的高度d。在第三臂46和车辆14的表面之间的距离可以在凹入区域500处为L+d，或者在凸出区域502处为L-d。由于操作人员不必考虑相对较浅的凹入区域500或相对较低的凸出区域502，因此能够容易地进行机器人16a的运动教导。
而且，较小压力施加在第三气压缸52的底侧上，而杆侧几乎无压力。因此，杆52a接收朝着车辆14的表面的适当的力。施加在第三气压缸52上的力基于内部活塞直径和杆直径。该调节能够通过调节器182而容易地进行，并可以在调节为任意值或涂覆处理期间连续调节。
而且，通过将施加给第三气压缸52上的压力设置为相对较大值，辊子48能够被锁定，从而其不能运动。通过锁定辊子48，例如当辊子48与车辆14的表面分离并运动相对较长距离时，辊子48将不会意外运动，因此能够高速运送较长距离。
这样，辊子48以合适的按压力按压在车辆14的表面上，且保护层形成材料可以施加在车辆14的表面上。这时，辊子48沿车辆14的表面结构上、下运动。因此，导轨56和第三气压缸52具有缓冲效果，且即使在凹入区域500和凸出区域502中，辊子48也能够保持与表面紧密接触，这样，保护层形成材料能够施加在车辆14的不平坦表面上。
换句话说，当辊子48经过凹入区域500和凸出区域502时，杆52a对应于凹入区域500的深度d或凸出区域502的高度d而伸出或后退。该伸出和后退作用通过导轨56而平滑地进行。而且，辊子48由导轨56支承。不管辊子48接收外部力的方向如何，施加在杆52a上的力总是沿轴向方向。
下面，将参考图26来介绍根据辊子机构34的第三可选实施例的辊子机构34c。
如图26所示，根据第三实施例的辊子机构34c具有两个位于第三气压缸52和辊子机构34b的第三臂46之间的正交的移动基板60和62。第三气压缸52安装在移动基板60上，并能够沿箭头X方向滑动。移动基板60安装在移动基板62上，并能够沿箭头Y方向滑动。移动基板62安装在第三臂46上。假定杆52a沿箭头Z方向伸出和后退，箭头X、Y、Z都相互正交。箭头Y平行于辊子48的轴向方向。
通过使移动基板60和62置于第三气压缸52和第三臂46之间，辊子48能够沿箭头X方向和沿箭头Y方向滑动，因此能够在与箭头Z正交的平面上沿任意方向运动。当保护层形成材料施加在车辆14上时，从车辆14的表面由辊子48接收的力不必与箭头Z方向匹配，而是可以包括沿箭头X方向和箭头Y方向的分量。
在这种情况下，从车辆14的表面由移动基板60和62接收的垂直力(或者换句话说，沿箭头Z方向的分量)能够由杆52a吸收，且沿其它方向(箭头X方向和箭头Y方向)的力分量将由移动基板60和62吸收。因此，不会有过大的外力施加在管50和杆52a等上。而且，不会有过大反作用力施加在车辆14表面上。杆52a由导轨56支承，但是也可以由移动基板60和62更确实地支承和保护。
下面，将参考图27和图28来介绍根据辊子机构34的第四可选实施例的辊子机构34d。
如图27所示，根据第四可选实施例的辊子机构34d包括第一托架64，该第一托架64从第三臂46伸出；第二托架66，该第二托架66与管50连接；以及多层板簧(缓冲机构)68，其将第一托架64和第二托架66连接在一起。
第二托架66与管22连接，并与管50接合。板簧68通过螺栓而固定在第一托架64和第二托架66上，且板簧68的数量可以改变，或者可以替换板簧68。通过增加或减小板簧68的数量，能够调节按压在车辆14的外表面上的力(按压力调节机构)。
由于板簧68的效果，辊子48能够沿与中心轴线C2正交的方向(换句话说，径向方向)弹性移动，因此具有缓冲效果。而且，通过调节板簧68的数量，能够改变弹性力。
如图28所示，当对装备有辊子机构34d的机器人16a进行运动教导，以便使机器人16a的第三臂46保持在离车辆14的表面适当距离处时，通过使板簧68适当地弯曲，这样辊子48能够通过板簧68的弹性力而按压在车辆14的表面上。这时，第三臂46的运动教导可以这样进行，即，第三臂46相对于车辆14的表面倾斜一定角度。辊子48按压车辆14的按压力能够通过板簧68的弯曲量来调节。
通过这样教导机器人16a的运动，辊子48甚至能够与凹入区域500和凸出区域502保持紧密接触，从而保护层形成材料能够可靠地施加在不平坦表面上。而且，在进行运动教导时，不需要考虑凹入区域500和凸出区域502等。能够容易地进行运动教导。
下面，将参考图29和图30介绍根据辊子机构34的第五可选实施例的辊子机构34e。
如图29所示，根据第五可选实施例的辊子机构34e具有支承臂270，该支承臂270从第三臂46伸出；枢转臂(缓冲机构)274，该枢转臂274可绕枢轴(枢转机构)272与支承臂270枢转地连接，该枢轴272布置在支承臂270的端部处；以及保持器276，该保持器与枢转臂274连接。辊子48的两端由保持器276支承，且管22与辊子48的一端连接，用于将涂覆材料供给到辊子48中。辊子48可从保持器276拆卸。辊子48的中心轴线C2与枢轴272平行。
心轴支承件(按压力调节机构)278布置在枢转臂274的中心附近，且多个心轴板280支承在心轴支承件278上。优选地，心轴板280由具有相对较高比重的材料制成，例如铁或铅。
如图30所示，当对具有辊子机构34e的机器人16a进行运动教导时，在机器人16a的第三臂46和车辆14的表面之间的距离为长度L。该长度L小于枢转臂274的长度L3。
在第三臂46和车辆14的表面之间的距离基本保持在长度L。应当知道，在第三臂46和车辆14的表面之间的距离可以变化。例如，如果凹入区域500的深度d或凸出区域502的高度d较小，则操作人员可以不考虑较浅凹入区域500的深度d或者较低凸出区域502的高度d。从第三臂46至车辆14的表面的距离可以在凹入区域500处为L+d，或者在凸出区域502处为L-d。由于辊子机构34e的功能，因此该距离自动变化。由于操作人员不必考虑较浅凹入区域500或相对较低的凸出区域502，因此能够容易地进行机器人16a的运动教导。在这种情况下，辊子48也能够保持与凹入区域500和凸出区域502紧密接触，且保护层形成材料能够可靠地施加在不平坦表面上。
在辊子机构34e中，辊子48的重量能够有效地用作对车辆14的按压力，且该按压力能够通过改变支承在心轴支承件278上的心轴板280的数量而调节。例如，如果辊子48相对较重，则心轴板280的数量应当减少。如果辊子48相对较轻，则心轴板280的数量应当增加。通过改变心轴板280的重量，辊子48以适当的按压力按压在车辆14的表面上，且保护层形成材料能够均匀地施加在车辆14的表面上。这时，由于按压力施加在辊子48上，因此辊子48沿车辆14的表面枢转。因此，即使存在凹入区域500和凸出区域502，保护层形成材料也能够均匀地施加在不平坦表面上。换句话说，当辊子48在凹入区域500和凸出区域502上方运动时，枢转臂274与凹入区域500的深度d或凸出区域502的高度d相对应地绕枢轴272平滑地枢转。因此，辊子48对应于凸出区域502和凹入区域500的形状而上、下运动。辊子48保持与不平坦表面接触。
下面，如图31所示，根据辊子机构34的第六可选实施例的辊子机构34f与具有保持器276的辊子机构34e类似，但是区别在于保持器276由管50代替，且辊子机构34f包括辊子48；管50，该管50支承辊子48；枢转臂275；以及连接部件54，该连接部件54连接枢转臂和管50。
在辊子机构34f中，辊子48能够沿径向方向自由地枢转，且能够获得与辊子机构34e类似的优点。
下面，将参考图32来介绍根据辊子机构34的第七可选实施例的辊子机构34g。
如图32所示，根据第七可选实施例的辊子机构34g与辊子机构34e类似，但是区别在于枢轴272由万向接头350代替。换句话说，支承臂270和枢转臂274通过万向接头350而连接在一起。万向接头350具有枢轴352，该枢轴352与枢轴272相对应，且枢轴354与枢轴352正交，并且枢转臂274以能够沿任意方向枢转的方式被支承。
因此，辊子48能够沿径向方向或纵向方向(即，沿任意方向)而自由地枢转。这种类型的辊子机构34g具有与辊子机构34e和34f相同的优点。由于辊子48能够沿纵向方向枢转，因此即使车辆14的表面沿纵向方向倾斜，辊子48也能够保持与车辆14的表面的紧密接触。
万向接头350可以由用于马达等的旋转轴的联接器来代替。
而且，辊子机构34d、34e、34f和34g不需要任何促动器。辊子机构34d、34e、34f和34g简单，且制造便宜。
通过这样教导机器人16a的运动，辊子48保持与凹入区域500和凸出区域502紧密接触，从而保护层形成材料能够均匀地施加在不平坦表面上。而且，将在不考虑凹入区域500和凸出区域502的情况下进行运动教导，从而运动教导会比较容易。
辊子机构34-34g的功能可以组合和选择使用。例如，辊子机构34c的移动基板60和62(见图26)可以用于辊子机构34d或34e中。而且，支承辊子48的结构可以使用管50(见图24)或保持器276(见图29)。
而且，在任一辊子机构34-34g中，用作辊子48的缓冲件的部件(第一气压缸78、第二气压缸82、第三气压缸52、板簧68、枢转臂274等)也可以具有合适的减振机构，以便控制振动。
而且，辊子机构34-34g具有将辊子48按压在车辆14的表面上的结构，并对应于凹入和凸出区域而升高和降低辊子48。辊子48保持与车辆14的不平坦外表面紧密接触，且能够适当地施加保护层形成材料。
本发明的涂覆系统不限于上述实施例，当然可以在不脱离本发明的本质的情况下采用各种形式。
权利要求
1.一种涂覆系统，用于形成保护层，其包括涂覆装置(16a)，该涂覆装置可根据由操作人员教导的信息而运动，并布置在待涂覆物体(14)的输送线附近；辊子机构(34)，该辊子机构具有辊子(48)和缓冲机构，所述辊子(48)与所述涂覆装置(16a)连接；以及供给机构(150)，该供给机构向所述辊子(48)供给液体材料；其中，通过所述缓冲机构向所述辊子(48)施加力，以便使得所述辊子(48)与所述物体(14)的外表面的不平坦性相对应地运动，用于以所述液体材料来涂覆所述物体(14)，且所述液体材料被干燥以在所述物体(14)上形成可剥离保护层。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述涂覆装置(16a)包括机器人，且待涂覆的所述物体(14)是车辆。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有力调节机构(278)，用于调节施加给所述外表面上的所述辊子(48)的力。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有用于使所述辊子(48)自由枢转的机构(82、272)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述枢转机构(82、272)使得所述辊子(48)沿所述辊子(48)的径向方向而自由枢转。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)装备有作为所述缓冲机构的气压缸(78、80)，且当所述辊子对应于所述外表面的不平坦性而运动时，所述辊子(48)弹性地按压在待涂覆的所述物体(14)的外表面上。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括调节器(182、200、213)，用于调节施加在所述气压缸(78、80)上的气压。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于所述气压缸(78、80)的杆(78a、80a)的各轴线与所述辊子(48)的轴线(C2)正交。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于所述气压缸(78、80)包括第一气压缸(78)和第二气压缸(80)；所述辊子(48)与一枢转部件(84)可枢转地连接，所述辊子(48)沿径向方向自由枢转；以及所述第一气压缸(78)和所述第二气压缸(80)分别沿相反的方向在所述枢转部件(84)上施加力。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括控制器(18)，用于控制所述涂覆装置(16a)和所述辊子机构(34)；所述辊子(48)与一枢转部件(84)连接，并沿径向方向自由枢转；所述辊子机构(34)具有第一气压缸(78)和第二气压缸(80)，该第一气压缸和第二气压缸分别使得所述枢转部件(84)沿相反方向枢转；所述控制器(18)通过在第一控制和第二控制之间进行转换，而对应于所述涂覆装置(16a)的运动来控制；所述第一控制产生第一驱动力，该第一驱动力用于沿所述枢转部件(84)的枢转方向按压所述第一气压缸(78)和所述第二气压缸(80)中至少一个的杆(78a、80a)；以及所述第二控制产生第二驱动力，该第二驱动力用于使所述杆(78a、80a)与所述枢转部件(84)分离。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于所述控制器(18)对应于所述涂覆装置(16a)的运动来提供第三控制，所述第三控制在所述第一气压缸(78)和所述第二气压缸(80)中产生第三驱动力，用于固定所述枢转部件(84)；以及所述第三驱动力大于所述第一驱动力。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于所述控制器(18)在所述第一控制中使得所述杆(78a、80a)后退。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括第一驱动设置部件(184)，该第一驱动设置部件由所述控制器(18)控制，并设置所述第一气压缸(78)的驱动力和驱动方向；以及第二驱动设置部件(186)，该第二驱动设置部件由所述控制器(18)控制，并设置所述第二气压缸(80)的驱动力和驱动方向。
14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括调节器(182、200、213)，该调节器用于设置在所述第一气压缸(78)和所述第二气压缸(80)中的至少一个上产生所述第一驱动力和/或所述第二驱动力的气压。
15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有推力旋转机构(69)，用于使所述辊子(48)绕轴线(C1)旋转，该轴线(C1)与所述辊子的轴线(C2)正交。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有枢转机构(82、272)，用于使所述辊子(48)沿径向方向枢转。
17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有纵向枢转机构(310)，用于使所述辊子(48)沿纵向方向枢转。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于所述辊子机构(34)具有枢转机构(82、272)，用于使所述辊子(48)沿径向方向枢转。
19.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述液体材料是丙烯酸基共聚物。
全文摘要
一种使用保护层形成材料的涂覆系统，其包括涂覆装置(16a)，该涂覆装置可根据由操作人员教导的信息而运动，并布置在待涂覆物体(14)的输送线附近。该涂覆系统包括辊子机构(34)，该辊子机构具有辊子(48)和缓冲机构。该辊子(48)与涂覆装置(16a)连接。该涂覆系统还包括供给机构，该供给机构向所述辊子(48)供给液体材料。液体材料被干燥以在物体(14)上形成可剥离保护层。通过缓冲机构向在物体(14)的外表面上的辊子(48)施加力。辊子(48)对应于外表面的不平坦性而升高和降低。
文档编号B05C1/02GK1750888SQ20048000481
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月20日 优先权日2003年2月21日
发明者长濑伴成, 大久保博美, 寺部正人, 滨里一郎 申请人:本田技研工业株式会社