专利名称：机器人布置结构、特别是布置在涂装室中的机器人布置结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人布置结构、特别是布置在涂装室中的机器人布置结构。
背景技术：
由EP 1 609 532 Bl公开了一种用于涂装机动车车身构件的涂装设备，其中，涂装机器人和操控机器人(例如门打开器、罩打开器)可移动地装配在移动轨(“rails”)上， 其中，机器人分别通过所谓的能量引导链被供应对于运行所需的介质(例如漆、溶剂、驱动空气、脉冲空气、高电压等)。在此，给每个移动轨配置一个用于装配在该移动轨上的能量引导链的轨迹。这意味着，属于确定的移动轨的能量引导链前后相继地在同一轨迹上延伸。这种布置结构中的缺点是下述事实同一移动轨上的能量引导链会彼此冲突，由此限制了配属的机器人的运动间隙。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种相应地改进了的机器人布置结构。所述任务通过一种根据主权利要求的机器人布置结构解决。本发明包括的一般技术教导是，使配置给同一移动轨上的机器人的能量引导链至少部分地在分开的轨迹中延伸。本发明的机器人布置结构同样具有移动轨，所述移动轨可以按传统方式构成并且优选允许线性运动。由EP 1 609 532 Bl和US 2008/0184932 Al例如公开了这种移动轨， 因此将所述公开文献中关于移动轨设计结构方面的内容纳入到本说明书中。此外，本发明的机器人布置结构具有多个机器人，所述机器人可沿着所述移动轨移动，从而使得所述移动轨对多个可沿着移动轨移动的机器人进行导向。优选所述机器人是涂装机器人和/或操控机器人(例如罩打开器、门打开器)，就像它们例如由EP 1 609 532 Bl公开的那样，因此将所述公开文献中关于机器人的功能和设计结构的内容纳入到本说明书中。所述机器人优选是多轴的并且例如连线性轴在内包括3、4、5或6个可动轴。此外， 所述机器人操纵优选具有2、3或4个轴的多轴机器人手轴。此外，在机器人手轴上或在远端机器人臂上优选装配有工具——例如喷雾器(例如旋转式喷雾器、空气喷雾器、无空气器具、空气混合器具、超声波喷雾器等)或者用于打开机动车车身的罩或门的抓手。此外，本发明的机器人布置结构还具有多个能量引导链，所述能量引导链分别对所述机器人之一进行供给并且配置给所述机器人，其中，所述能量引导链中的每一个沿着所述移动轨在确定的轨迹中延伸。在本发明的范围内使用的术语“能量引导链”应该在一般意义上理解并且并不局限于引导能量管路例如电流管路的能量引导链。相反，本发明的能量引导链可以引导气动、 液压和/或电管路。这种能量引导链例如可以从德国Igus有限责任公司、Kabelschl印P有限责任公司和Murrplastik系统技术有限责任公司得到。但是本发明的能量引导链优选涉及二维的能量引导链，这种能量引导链仅仅允许二维的展开运动。本发明的机器人布置结构的特征是，配置给同一移动轨上的机器人的能量引导链在分开的轨迹中延伸。在此，存在下述可能性即，对于每个能量引导链分别设置一个自己的轨迹。但是在本发明的范围内也存在下述可能性即，对于能量弓I导链设置多个分开的轨迹，它们分别由一组能量引导链铺设。例如可以给一个移动轨的两个机器人分配用于能量引导链的第一轨迹，而用于同一移动轨上的第三机器人的能量引导链具有单独的轨迹。在本发明的范围内使用的术语“用于能量引导链的轨迹”应在一般意义上理解并且优选表示长形延伸的、用于相应能量引导链的展开面，也就是能量引导链在其上展开并且然后用能量引导链下侧支撑在展开面上的面。在本发明的一个优选实施例中，至少三个机器人可在移动轨上移动，给所述机器人分别配置一个能量引导链，其中，中间的机器人的能量引导链为一方并且两个外侧的机器人的能量引导链为另一方在分开的轨迹中延伸。优选用于能量引导链的不同轨迹竖直地分隔开。这意味着，不同的轨迹在不同的高度上延伸。例如，一个轨迹可布置在移动轨上方延伸并且另一轨迹可布置在移动轨下方。 在此，分隔开的轨迹优选在共同的垂直平面内(该垂直平面优选也包含移动轨)延伸，这有利地允许小的结构宽度。在本发明的范围内存在下述可能性即，同一移动轨的能量引导链在纵向方向上相同地定向。这意味着，能量引导链在同一方向上展开。但是替代地也存在下述可能性即， 配置给确定移动轨的能量引导链不同地定向并且相应地在不同的方向上展开。在将三个可移动的机器人布置在一个移动轨上的情况下例如有意义的是，两个外侧的机器人具有相反定向的能量引导链，而中间的机器人具有可任意定向的能量引导链。此外，在本发明的范围内存在下述可能性即，能量引导链在纵向方向上相同的定向并且彼此插入。这意味着，能量引导链以其位置固定的连接点上下叠置并且然后上下叠置地展开。在一个优选的实施例中，本发明的机器人布置结构具有多个移动轨，所述移动轨上下叠置地布置并且分别引导多个机器人。这种机器人布置结构例如由EP 1 609 532 Bl 公开，因此将该公开文献的内容完全纳入到本说明书中。例如可以在上移动轨上在外侧布置两个涂装机器人并且在中间布置一个罩打开器，而下移动轨在中间承载门打开器并且在外侧承载两个涂装机器人。在这种具有多个移动轨的布置结构中有利的是，下能量引导链中的至少一个布置在下移动轨下方。这特别是在涂装设备的情况下是有意义的，所述涂装设备不是具有传统的湿式分离(沉积)装置而是具有干式分离(沉积)装置，因为在涂装室的格栅下面存在足够的空间以便在那里安置能量引导链。因此在本发明的机器人布置结构中优选下能量引导链中的至少一个布置在机器人工作平面下方，其中，所述机器人工作平面形成底部并且例如可具有前面提及的格栅。此外有利的是，能量引导链中的至少一个受保护地布置在盒中，所述盒沿着相应地移动轨延伸。这种盒可以布置在移动轨下面并且优选也布置在机器人工作平面下方，因为如果不是采用湿式分离装置而是采用干式分离装置的话在那里存在足够的空间。
此外需指出的是，在本发明的机器人布置结构中，机器人优选布置在基本上封闭的室内，就像例如由用于机动车车身构件的涂装设备的传统涂装室公开的那样。用于以保护的方式安置能量引导链的盒在此优选这样布置，使得该盒以其内壁或以其外壁与侧面的室壁基本上处于共同的平面中。在此，用于以保护的方式接收能量弓I导链的盒从内部或从外部紧邻室壁。此外，在本发明的范围内存在下述可能性，S卩，下能量引导链中的至少一个向下自由地悬置。即下能量引导链可以向下悬垂到室底部下方的空间中。为了实现所谓的净壁理念此外有利的是，所有的能量引导链并且优选所有的移动轨布置在室外部，从而使得机器人从移动轨穿过室壁向内伸入到室中。此外有利的是，能量引导链可以在维护人员无需进入到室内的情况下从室外部为了维护工作和维修工作的目的而接近。最后需指出的是，本发明不仅包括前述机器人布置结构，而且也要求保护用于具有这种机器人布置结构的完整涂装设备的保护装置。
本发明的其他有利的进一步方案在从属权利要求中表征，或者在下面借助附图结合本发明的优选实施例的说明详细地解释。附图包括图1示出本发明的涂装室的横截面图，所述涂装室具有两个上下叠置布置的分别用于两个涂装机器人和一个操控机器人的移动轨；图2示出图1中实施例的一个变型的横截面图；图3示出图1或2的涂装室的透视图；图4示出涂装室的替代实施例的透视图，其中，能量引导链在下移动轨上向下悬挂在；图5示出另一实施例的透视图，其中，下移动轨的能量引导链彼此插入；图6和7示出图1和2的实施例的一个变型的透视图或横截面图；图8和9示出图6和7的实施例的一个变型方案的透视图或横截面图，具有向下错位的下移动轨；图10和11示出图8和9的实施例的一个变型方案的透视图或横截面图，在涂装室的每侧具有仅仅一个唯一的下移动轨；
具体实施例方式图1和3示出本发明的涂装室1，所述涂装室布置在用于沿着涂装流水线涂装机动车车身构件的涂装设备中。所述涂装室1在基座2上具有钢制承载结构，所述钢制承载结构具有多个竖直承载件3和各一个横向承载件4，其中，在竖直承载件3上以上下叠置的方式装配两个移动轨 5、60两个涂装机器人7、8和一个构造为罩打开器的操控机器人9可移动地安置在上移动轨5上，其中，所述两个涂装机器人7、8布置在外部，而所述操控机器人9位于两个涂装机器人7、8之间的中部。
给所述涂装机器人7、8中的每一个并且给所述操控机器人9在此配置能量引导链 IOUl或12，以便给相应的涂装机器人7、8或操控机器人9供给对于运行所需的介质(例如漆、溶剂、驱动空气、脉冲空气、高电压等)。所述两个处于外部的涂装机器人7、8的能量引导链10、12在此反向地定向。由此所述涂装机器人7的能量引导链10在图3的附图中向右展开并且向左卷起。与此相反的是，所述涂装机器人8的能量引导链12在图3的附图中向左展开并且向右卷起。相反，布置在中间的操控机器人9的能量引导链11具有与涂装机器人8的能量引导链12相同的定向。此外需指出的是，能量引导链10-12不是在共同的轨迹中延伸，而是分布在不同的轨迹上。例如两个涂装机器人7、8的能量引导链10、12在共同的轨迹中延伸，所述共同的轨迹在移动轨5的紧上方延伸。相反，操控机器人9的能量引导链11在一个分开的轨迹中延伸，所述分开的轨迹布置在移动轨5的紧下方。下移动轨6同样承载有两个涂装机器人13、14和一个构造为门打开器的操控机器人15，其中，涂装机器人13、14也布置在下移动轨6的外部，而操控机器人15位于两个涂装机器人13、14之间。为了对所述两个涂装机器人13、14和所述操控机器人15进行供给，设置三个能量引导链16、17、18，其中，涂装机器人13、14的能量引导链16、18在移动轨6的紧下方在一个公共的轨迹中延伸，而操控机器人15的能量引导链17在一个分开的轨迹中延伸，所述分开的轨迹布置在下移动轨6的紧上方。此外需指出的是，处于外部的、用于两个处于外部的涂装机器人13、14的能量引导链16、18不同地定向，就像在上能量引导链10、12的情况中那样。相反，下移动轨6的上能量引导链17如涂装机器人13的能量引导链16那样地定向。此外，从图1的横截面图中可以看出，涂装室1在侧面由室壁19限定边界，其中， 能量引导链10-12、16-18以及移动轨5、6布置在所述涂装室1内部。此外从所述横截面图中可看出，能量引导链10-12受保护地在盒20中延伸，以便避免受污染。以同样的方式，下移动轨6上的能量引导链16-18在盒21中延伸，以便在那里也防止受污染。此外，从图1的横截面图中可看出，两个盒20、21的外壁与室壁形成一个共同的平最后，从所述横截面图中还可看出格栅22，在所述格栅下面布置过喷物分离装置， 但是为了简化起见没有示出所述过喷物分离装置，其中，所述过喷物分离装置能够可选地构造为干式分离装置或者构造为湿式分离装置。图2中的实施例很大程度上与前面描述的实施例一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。该实施例的一个特别之处在于，室壁19相对于竖直承载件3向内错位，其中，能量引导链10-12、16-18和移动轨5、6布置在室壁19外部。涂装和操控机器人7_9、13-15因而穿过室壁19中的缺口伸入到涂装室1的内空间中。用于以受保护的方式安装能量引导链10-12、16-18的盒20、21在此以其内壁处于与室壁19共同的平面中。
图4中的实施例同样与前面描述的实施例很大程度上一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。在此需指出的是，用于以受保护的方式安装下能量引导链16-18的盒20、21为了简化起见没有示出。但是在该实施例中，盒20、21处于格栅22的平面下方。这样做是可以的，因为在该实施例中采用干式分离装置，因此在格栅22下面具有足够的空间以便在那里安放盒20,21o该实施例的一个另外的特别之处在于，用于两个涂装机器人13、14的下能量引导链16、18在下移动轨6上向下悬垂到格栅22下面的空间中。这种布置之所以是可以的特别是因为过喷物分离装置不是构造为湿式分离装置， 而是构造为干式分离装置，因为这样会在格栅22下面存在足够的空间。图5中的实施例同样与前面描述的实施例又很大程度上一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。该实施例的一个特别之处在于，所有的能量引导链10-12、16_18都彼此插入并且在相同的方向上卷起或展开。图6和7中的实施例与前面描述的实施例部分地一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。从所述附图中也可以看出，在涂装室1上方布置一个所谓的充气室23，其中，所述充气室23通过过滤器盖与位于其下方的涂装室1分开。空气通过所述过滤器盖从充气室 23中向下导入到涂装室1中，如图7中通过向下指向的箭头所示的那样，其中，向下指向的空气流又通过格栅22离开所述涂装室1。涂装室1中的向下指向的空气流用于将所谓的过喷物尽可能快速地从涂装室1中去除，以便防止涂装室1或涂装室1中待涂层的构件通过所述过喷物污染。此外，从图7的图示中可看出，在涂装室1旁侧具有操作平面对，操作人员25可站在所述操作平面上，其中，所述操作平面M相对于格栅22向上错位。室壁19在此是部分透明的，从而使得操作人员25可以看入到涂装室1中，以便可视地监控涂装过程。此外，针对该实施例需指出的是，除了横向承载件4之外，充气室23引起涂装室1 的横向加强。此外需注意的是，充气室23同样由涂装室1的竖直承载件3承载，从而可对于充气室放弃单独的支撑结构。此外，充气室23的承载功能允许放弃横向承载件4。图8和9中的实施例同样与前面描述的实施例部分地一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。该实施例的一个特别之处在于，下移动轨6相对于操作平面23向下错位，从而使得下移动轨6位于操作平面M下方。通过该布置可以使得操作平面M与格栅22的高度差最小化到300mm。此外特别是从图9中看出，操作平面M可一直延伸到直接紧邻室壁19，因为下移动轨6与配属的能量引导链16-18 —起向下错位并且处于操作平面M下方。此外，在该布置中存在下述可能性，S卩，下移动轨6与配属的能量引导链16-18 — 起从下面被维护。在该实施例中，涂装室1具有5000mm的净宽度，但是其他的室宽度也是可实现的。
最后，图10和11中的实施例也与前面描述的实施例部分地一致，因此为了避免重复请参阅前面的说明，其中，对于相应的细节使用相同的附图标记。该实施例的一个特别之处在于，可省略具有配属的涂装和操控机器人7-9以及能量引导链10-12的上移动轨5。本发明不局限于前面对优选实施例的说明。而是可进行大量改变和改型，它们同样利用本发明的构思并且落在保护范围之内。此外，本发明还要求保护无并列权利要求特征的从属权利要求的主题。附图标记表
1涂装室
2基座
3竖直承载件
4横向承载件
5移动轨
6移动轨
7涂装机器人
8涂装机器人
9操控机器人
10能量引导链
11能量引导链
12能量引导链
13涂装机器人
14涂装机器人
15操控机器人
16能量引导链
17能量引导链
18能量引导链
19室壁
20ιπτ.
21ιπτ.
22格栅
23充气室
24操作平面
25操作人员
9
权利要求
1.一种机器人布置结构，特别是布置在涂装室(1)中的机器人布置结构，具有a)移动轨(5,6)；b)多个机器人(7-9，13-15)，特别是涂装机器人或操控机器人，它们能够沿着所述移动轨(5，6)移动；c)多个能量引导链(10-12，16-18)，它们分别对所述机器人(7-9，13-15)中的一个进行供给并且配置给该机器人(7-9，13-15)，其中，所述能量引导链(10-12,16-18)中的每一个沿着所述移动轨(5，6)在确定的轨迹中延伸；其特征在于，d)配置给同一移动轨(5,6)上的机器人(7-9，13-15)的能量引导链(10-12，16-18)在分开的轨迹中延伸。
2.如权利要求1所述的机器人布置结构，其特征在于，a)至少三个机器人(7-9,13-1 能够在所述移动轨(5，6)上移动；b)给所述三个机器人(7-9，13-15)分别配置一个能量引导链(10-12,16-18)；c)一方面中间的机器人(9，15)的能量引导链(11，17)并且另一方面两个外侧的机器人(7,8,13,14)的能量引导链(10，12，16，18)在分开的轨迹中延伸。
3.如前面权利要求中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，a)同一移动轨(5,6)的能量引导链(10-12,16-18)的轨迹部分地布置在移动轨(5,6) 上方并且部分地布置在移动轨(5，6)下方，和/或b)同一移动轨(5，6)的能量引导链(10-12,16-18)的轨迹基本上在共同的垂直平面中延伸，和/或c)同一移动轨(5，6)的能量引导链(10-12,16-18)在纵向方向上不同地定向，从而使得所述能量引导链(10-12,16-18)以相反的方向展开并且也以相反的方向卷起，和/或d)同一移动轨(5，6)的能量引导链(10-12,16-18)的轨迹上下叠置地延伸，和/或e)能量引导链(10-12,16-18)彼此插入。
4.如前面权利要求中任一项所述的机器人布置结构，其特征在于，a)设有上移动轨(5)，多个上机器人(7-9)能够在该上移动轨上移动；b)设有多个用于对所述上机器人(7-9)进行供给的上能量引导链(10-12)，其中，给所述上机器人(7-9)中的每一个配置所述上能量引导链(10-1 中的一个；c)设有下移动轨(6)，多个下机器人(13-1 能够在该下移动轨上移动；d)设有多个用于对所述下机器人(13-15)进行供给的下能量引导链(16-18)，其中，给所述下机器人(13-1 中的每一个配置所述下能量引导链(16-18)中的一个。
5.如权利要求4所述的机器人布置结构，其特征在于，所述下能量引导链(16-18)中的至少一个布置在所述下移动轨(5，6)下方。
6.如权利要求4至5中任一项所述的机器人布置结构，其特征在于，a)设置机器人工作平面(22)，该机器人工作平面构成一底部并且特别是具有格栅；b)所述下能量引导链(16-18)中的至少一个布置在所述机器人工作平面02)下方。
7.如权利要求4至6中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，a)所述下能量引导链(16-18)中的至少一个受保护地布置在盒中，所述盒沿着下移动轨(6)延伸，和/或b)所述盒布置在所述机器人工作平面0 下面。
8.如权利要求7所述的机器人布置结构，其特征在于，a)机器人(7-9,13-1 布置在室(1)中，特别是布置在涂装室中，所述室在侧面通过室壁(19)限定边界，b)所述盒以其外壁或以其内壁与侧面的室壁(19)基本上处于一个共同的平面中。
9.如前面权利要求中任一项所述的机器人布置结构，其特征在于，所述下能量引导链 (16-18)中的至少一个向下基本上自由地悬垂。
10.如前面权利要求中任一项所述的机器人布置结构，其特征在于，a)机器人(7-9,13-1 布置在室(1)中，特别是布置在涂装室中，所述室在侧面通过室壁(19)限定边界，b)所有的能量引导链(10-12,16-18)布置在所述室壁(19)外部，和/或c)所有的移动轨(5，6)布置在所述室壁(19)外部，从而使得机器人(7-9,13-1 从处于外部的移动轨(5，6)穿过所述室壁(19)向内伸入到所述室(1)中。
11.如前面权利要求中任一项所述的机器人布置结构，其特征在于，能量引导链 (10-12,16-18)能够为了维护工作和维修工作的目的在无须进入室(1)中的情况下从室壁 (19)的外部接近。
12.如前面权利要求中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，机器人(7-9，13-15) 是涂装机器人(7，8，13，14)和/或操控机器人(9，15)，特别是罩打开器(9)或门打开器。
13.如前面权利要求中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，能量引导链(10-12， 16-18)包含用于相应机器人(7-9，13-15)的下述管路a)压力空气管路；b)涂层介质管路；c)冲洗介质管路；d)电流供给管路；e)控制管路。
14.如前面权利要求中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，单个的能量引导链 (10-12，16-18)在一个端部上与位置固定的连接点连接并且在另一端部上与相应配属的机器人(7-9，13-15)连接，其中，所述能量引导链(10-12,16-18)在这之间能够链形地展开。
15.如前面权利要求中任一所述的机器人布置结构，其特征在于，a)涂装室(1)在侧面通过室壁(19)限定边界，b)在所述涂装室(1)旁侧布置操作平面(M)，其中，所述操作平面04)对于操作人员 (25)是可接近的，c)所述操作平面04)紧邻室壁(19)并且能够一直延伸至室壁(19)紧前面，和/或d)下移动轨(6)与下能量引导链(16-18)—起位于所述操作平面04)下面。
16.一种用于对构件、特别是机动车身构件进行涂层的涂层装置，具有根据前面权利要求中任一所述的机器人布置结构。
全文摘要
本发明涉及一种机器人布置结构，特别是布置在涂装室(1)中的机器人布置结构，具有移动轨(5，6)；多个机器人(7-9，13-15)，特别是涂装机器人或操控机器人，它们能够沿着所述移动轨(5，6)移动；多个能量引导链(10-12，16-18)，它们分别对所述机器人(7-9，13-15)中的一个进行供给并且配置给该机器人(7-9，13-15)，其中，所述能量引导链(10-12，16-18)中的每一个沿着所述移动轨(5，6)在确定的轨迹中延伸。本发明提出，配置给同一移动轨(5，6)上的机器人(7-9，13-15)的能量引导链(10-12，16-18)在分开的轨迹中延伸。
文档编号B25J5/02GK102341220SQ201080010858
公开日2012年2月1日 申请日期2010年3月3日 优先权日2009年3月6日
发明者A·沙尔, A·迈斯纳, D·汉尼希, E·恩德雷加德, F·赫勒, H·舒马赫, J·哈斯, M·弗赖, M·鲍曼, R·奥斯汀, S·埃斯林格尔, S·贝尔加拉, T·海泽尔 申请人:杜尔系统有限责任公司