专利名称：用于焊接机的多用途末端执行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于机器人焊接机的多用途末端执行器，且更特定地涉 及用于安装多个用于改进的制造效率的工具的末端执行器。
背景技术：
在制造中，特别是在制造车辆的车体中已熟知利用焊接来将形成了 车顶、车门、车罩面板或车体其他零件的例如金属板面板的工件接附在一起。
在焊接操作前，工件必须清洁，且在焊接操作后，焊接缝必须抛光。 因此，在常规的车体制造中，车体行进到第一位置，在第一位置处例如 机器人的多接近操纵器支配清洁轮以清洁工件。然后，车体行进到邻近 的工作位置，在此位置处另一个机器人支配焊接机以将邻接的工件焊接 在一起。在焊接后，车体然后行进到另一个工作位置，在此处另一个机 器人支配抛光轮以将焊接过的接缝抛光，因此去除了焊瘤且将工件进行 准备以用于随后的涂装或其他精加工处理。
前述的制造过程因此要求多个机器人且也要求了在制造车间内明 显的地面空间，使得车体可以在传送机上行进通过清洁位置、焊接位置 和抛光位置。
希望的是通过降低机器人的个数且也降低为移动车体通过一 系列 工作位置而所需要的地面空间的量来改进车辆制造的效率。
发明内容
提供了用于例如机器人的多接近操纵器的多用途末端执行器，且末 端执行器包括安装在机器人上的基板和由基板承载的焊接机，当多接近 操纵器将焊接机沿接缝移动时，焊接机用于焊接两个邻近的工件的邻接 的表面之间的接缝。清洁轮在焊接机一侧上由基板承载，使得当多接近 操纵器将焊接机沿接缝移动时，清洁轮先行于焊接机前，以在用于焊接 机的准备中清洁邻接的表面。抛光轮在焊接机的不同于清洁轮的另 一侧 上由基板承载，使得当机器人将焊接机沿接缝移动时，抛光轮跟随在焊
接机后，以在焊接后抛光已焊接的接缝。安装在基板上的观察摄像机先 行于清洁轮前以引导多接近操纵器，且检查摄像机跟随在抛光轮后以收 集质量数据。
本发明的可应用性的另外的范围将从在下文中提供的详细描述中 显见。应理解的是详细描述和特定的例子当指示本发明的典型的实施例 时仅意图于图示目的，且不意图于限制本发明的范围。
将从详细描述和附图更完全地理解本发明，附图为 附图是根据本方面的多用途末端执行器的透视图。
具体实施例方式
如下的对一定的典型实施例的描述在本质上是典型的，且不意图于 限制本发明、本发明的应用或使用。
在此使用的术语"焊接，，和"焊接机"在一般意义上指用于以连续 的金属结合来连结分开的金属件的过程和设备，例如包括其中工件变得 部分熔化的电弧焊接和激光焊接，和其中使用了非铁的填充金属而不熔 化被连结的零件的铜焊和钎焊。
在此使用的术语机器人指用于执行复杂任务的可编程机器，且可以 是能绕许多移动轴线搡纵工具的任何设备。
参考附图， 一般地标为10的末端执行器组件包括安装在机器人上 的基板组件14,该机器人在图中未示出但它是已知的且商业上可获得 的。基板14包括中心基部部分18,中心基部部分18具有在相反的方向 上从其向外延伸的安装臂22和24。基板将承载多个工具，如在此所述。
如在附图中可见， 一般地指示为30的焊接机安装在基板14上且特 别地包括发射焊接束34的激光焊接机32。激光焊接机32具有用于保护 气的管36和用于焊丝的分配器38。 一般地标为42的清洁轮机构安装在 臂24上且包括清洁轮44,清洁轮44通过马达48围绕轴46旋转。清洁 轮44例如可以是丝刷或磨蚀盘，或用于研磨待焊接的工件的其他材料。 清洁轮46安装在壳体52上，壳体52可以选择地相对于臂24通过高度 调整机构54上升和下降。高度调整机构54可以是液压缸、顶起螺丝或 其他已知的调整类型的设备。调整机构54将使得清洁轮44能相对于安
装臂24如所需地上下移动，以为清洁轮44的磨损而调整，或使清洁轮 44适应或更好地配合工件的形状。清洁轮可以在箭头56的方向上旋转， 使得将任何碎屑推离激光焊接机32。
基板14的臂位置24也包括安装了例如摄像机的观察设备或导向设 备62的臂部分60。观察设备62观察了工件且将数据提供给机器人，使 得末端执行器10的位置可以按需修正，以如希望地沿工件精确地导向 末端执行器10。
基板14的臂部分22承载了抛光轮组件66，抛光轮组件66包括通 过马达74绕轴72旋转的抛光轮68。抛光4仑68安装在壳体78上，壳体 78可通过高度调整机构82相对于臂22上下调整。抛光4仑68可以是丝 轮、磨蚀轮或棉花抛光轮，以用于抛光已焊接的接缝来去除任何焊瘤或 其他杂质，且为随后的涂装或其他金属精加工处理而准备已焊接的接 缝。抛光轮68在箭头86的方向上旋转，使得从激光焊接机32推开任 何碎屑。
臂部分88从臂部分22延伸且安装了检查或观察设备92,设备92 优选地是摄像机，该摄像机收集了已焊接的接缝的图像以用于监测已焊 接的工件的质量。
参考附图，将理解的是多用途末端执行器将在箭头98的方向上沿 待焊接的工件接缝向右移动。因此，将认识到的是多种工具以串联次序 布置以连续地进行如下功能，即沿接缝导向末端执行器10,清洁工件， 焊接接缝，抛光接缝，且然后检查精加工后的接缝。因此，如在附图中 可见，当末端执4亍器10在箭头98的方向上移动时，清洁轮机构42跟 随导向摄像机62,激光焊接机32跟随清洁轮机构42,抛光轮组件66 跟随激光焊接机32,且然后检查摄像机92最后断后。
如在附图中可见，清洁轮44在距激光焊接机32足够的距离处安装， 使得由清洁轮44排出的任何异物将不抛入到焊接束34内。抛光轮组件 66优选地位于焊接机32的与清洁4仑44相对的侧上，且优选地其位置距 焊接机32的距离关于设备的重量被合理地平衡。通过平衡了围绕中心 基板18的多种工具的重量，机器人能更好地精确操纵末端执行器10。
本发明的前述描述在本质上仅是典型的，且因此其变化意图于在本 发明的范围内。
权利要求
1. 一种用于机器人的多用途末端执行器，包括:安装在机器人上的基板；由基板承载的焊接机，当机器人将焊接机沿接缝移动时，焊接机用于焊接两个邻近的工件的邻接的表面之间的接缝；在焊接机一侧上由基板承载的清洁轮，使得当机器人将焊接机沿接缝移动时，清洁轮先行于焊接机前，以在用于焊接机的准备中清洁邻接的表面；和在焊接机的不同于清洁轮的另一侧上由基板承载的抛光轮，使得当机器人将焊接机沿接缝移动时，抛光轮跟随在焊接机后，以在焊接后抛光已焊接的接缝。
2. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括由基板承载的邻 近清洁轮的观察设备，以在清洁轮前移动且向机器人提供数据，机器人 根据该数据可沿接缝导向清洁轮和焊接机和抛光轮。
3. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括由基板承载的邻 近抛光轮的观察设备，以在抛光轮后移动且提供质量检查数据。
4. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括由基板承载的邻 近清洁轮的第一观察设备，以在清洁轮前移动且向机器人提供数据，机 器人根据该数据可沿接缝导向清洁轮和焊接机和抛光轮，且包括由基板 承载的邻近抛光轮的第二观察设备，以在抛光轮后移动且提供质量检查 数据。
5. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括将所述的清洁轮 通过高度调整机构安装在基板上。
6. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括将所述的抛光轮 通过高度调整机构安装在基板上。
7. 根据权利要求1所述的末端执行器，进一步包括将所述的清洁轮 和所述的抛光轮每个通过高度调整机构安装在基板上，以实现清洁轮和 抛光轮相对于焊接机的分开的上下调整移动。
8. —种多用途末端执行器，包括可安装在机器人上且承载了多个工具的基板，多个工具包括焊接 机、用于清洁工件的清洁轮、用于抛光焊接件的抛光轮、导向摄像机和 检查摄像机，所述的工具以串联次序布置在基板上，次序开始于导向摄 像机以导向多轴操纵器，然后是清洁轮以清洁工件，然后是焊接机以用 于焊接工件，然后是抛光轮以抛光焊接件，且然后是检查摄像机以检查 抛光的焊接件。
9. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括焊接机是 激光焊接机且具有用于保护气的分配器和用于焊丝的分配器。
10. 根据权利要求11所述的多用途末端执行器，进一步包括基板具 有中心基部部分和在相反的方向上从中心基部部分延伸出的臂。
11. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括焊接机 安装在中心基部部分上且清洁轮和抛光轮安装在中心基板的相对的侧 上的臂上。
12. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括清洁轮 和抛光轮位于距中心基板大致上相同的距离处。
13. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括所述的 清洁轮通过高度调整机构安装在基板上。
14. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括所述的 抛光轮通过高度调整机构安装在基板上。
15. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括所述的 清洁轮和所述的抛光轮每个通过高度调整机构安装在基板上，以实现清 洁轮和抛光轮相对于焊接机的分开的上下调整移动。
16. 根据权利要求8所述的多用途末端执行器，进一步包括所述的 清洁轮和所述的抛光轮每个在离开焊接机的方向上旋转，使得将任何碎 屑推离焊接机。
全文摘要
本发明涉及用于焊接机的多用途末端执行器。一种用于焊接机器人的多用于末端执行器，包括安装在机器人上的且承载了多个工具的基板，多个工具包括焊接机、用于清洁工件的清洁轮和用于抛光焊接件的抛光轮。工具以串联次序布置在基板上，次序开始于清洁轮以清洁工件，然后是焊接机以用于焊接工件，且然后是抛光轮以抛光焊接件。
文档编号B08B1/04GK101376211SQ20081013097
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者A·K·达奇, R·L·凯斯 申请人:通用汽车环球科技运作公司