專利名稱：與工業(yè)機(jī)器人一起使用的開(kāi)門器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與工業(yè)機(jī)器人一起使用的開(kāi)門器裝置。本發(fā)明涉及用于機(jī)器人和高度自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)用的具有新傳感器裝置的開(kāi)門器，還涉及工業(yè)機(jī)器人與開(kāi)門器的一起使用。所述裝置對(duì)于汽車車身的噴漆或其他涂敷操作非常有益。
背景技術(shù)：
工業(yè)機(jī)器人廣泛并成功地用于自動(dòng)噴漆和其他涂敷操作。汽車外部自動(dòng)噴漆已經(jīng)很好地實(shí)現(xiàn)。然而，如今在汽車生產(chǎn)線上進(jìn)行汽車內(nèi)部自動(dòng)噴漆仍然受到限制。例如實(shí)踐中難以檢測(cè)待噴漆對(duì)象的位置。當(dāng)對(duì)連續(xù)移動(dòng)的生產(chǎn)線上的汽車噴漆時(shí)，與對(duì)停止或停走式生產(chǎn)線上的汽車噴漆比較，上述問(wèn)題變得更加困難。對(duì)于移動(dòng)生產(chǎn)線的自動(dòng)化解決方案，還有一個(gè)重要問(wèn)題，即如何解決意外的生產(chǎn)停止。這是因?yàn)閷?shí)踐中在機(jī)器人使用的位置傳感器和汽車車身的實(shí)際位置之間存在明顯滯后。這通常是由于在長(zhǎng)傳送鏈或其他傳輸機(jī)構(gòu)中的游隙或間隙造成的。
至少已經(jīng)使用三種方法嘗試克服難以定位汽車車身的問(wèn)題-手工噴漆，缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，漆料消耗更高，浪費(fèi)勞動(dòng)力，可能對(duì)健康和安全不利；-機(jī)械固定裝置，通過(guò)提高柔順性和公差降低了精度要求，但是提高了成本，而且生產(chǎn)率低于最佳方法；-利用照相機(jī)系統(tǒng)，在開(kāi)始處理之前測(cè)量汽車車身的位置，缺點(diǎn)是投資費(fèi)用高，系統(tǒng)復(fù)雜，需要經(jīng)常維護(hù)，而且通常具有在打開(kāi)車門之后不能檢測(cè)車門位置的缺點(diǎn)。
授予Mazda汽車公司的名稱為“Vehicle body painting robot”的US4498414專利描述了一種機(jī)器人，包括噴漆臂，用于對(duì)在傳輸線上傳輸?shù)钠囓嚿韲娖帷C(jī)器人噴漆臂還配備有開(kāi)門器和用于檢測(cè)門的窗戶提升凹槽位置的門傳感器。所述門傳感器是非接觸式傳感器，通過(guò)測(cè)量超聲波從窗戶凹槽底部反射所需要的時(shí)間來(lái)檢測(cè)窗戶凹槽。該方法的一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)超聲波傳感器暴露在噴漆區(qū)域時(shí)可能容易被漆污染而喪失可靠性。
類似地，授予Mazda汽車公司的名稱為“Automobile dooropening/closing equipment”的US4988260專利描述了一種裝配到噴漆機(jī)器人臂一端上的連接桿以及也安裝在臂的靠近連接桿一端的光學(xué)或超聲波傳感器。缺點(diǎn)是這樣的傳感器容易被漆霧污染，需要增加如所述的用于防止漆覆蓋在非接觸式傳感器上的保護(hù)罩機(jī)構(gòu)和空氣凈化裝置。類似地，在授予Suzuki的名稱為“Tool for opening and closing door”的JP1023559專利中，將安裝在振蕩傳感器殼體3內(nèi)的光學(xué)傳感器S裝配到噴漆機(jī)器人臂上，以檢測(cè)門的窗戶凹槽位置。通過(guò)使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)門桿4嚙合到窗戶縫中打開(kāi)汽車門。傳感器和開(kāi)門桿都安裝在機(jī)器人的噴漆臂上，振蕩和控制傳感器殼體以便使形成在傳感器孔上的漆霧最少。門傳感器或開(kāi)門裝置失靈可能導(dǎo)致產(chǎn)生中斷，中斷又可能需要更多的人工干預(yù)，以便安排和重新設(shè)置機(jī)器并處理對(duì)象從而生產(chǎn)線可重新開(kāi)始。由于中斷之后重新開(kāi)始生產(chǎn)線之前進(jìn)行的必要調(diào)整所耗費(fèi)的生產(chǎn)時(shí)間可能意味著生產(chǎn)效率的降低、噴漆質(zhì)量問(wèn)題甚至重大經(jīng)濟(jì)損失的不可忽視的原因。
而且，US4498414專利所使用的編程機(jī)器人的方法類型是作為機(jī)器人教學(xué)已知的方法，該方法利用隨后重放根據(jù)教學(xué)內(nèi)容所存儲(chǔ)和記錄的動(dòng)作序列，來(lái)控制機(jī)器人的操作。該方法通常具有如下缺點(diǎn)，即如果出現(xiàn)意外停止，機(jī)器人操縱器和/或其他移動(dòng)部件可能停止在未知位置。在停止之后生產(chǎn)線可以恢復(fù)生產(chǎn)之前，機(jī)器人則需要人工啟動(dòng)或慢慢移動(dòng)到已知位置，且不產(chǎn)生碰撞等。這樣導(dǎo)致浪費(fèi)時(shí)間的延遲，通常導(dǎo)致生產(chǎn)中嚴(yán)重延遲，并可能產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。
已知的開(kāi)門器裝置和門傳感器具有許多缺點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的非接觸式傳感器的使用需要復(fù)雜的測(cè)量以便避免在傳感器上形成漆，因此降低可靠性并需要大量維護(hù)和檢修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)門器裝置，所述工業(yè)機(jī)器人用于涂敷應(yīng)用，克服了已知這類機(jī)器人工具的缺點(diǎn)。第二個(gè)目的是提供一種檢測(cè)門位置的傳感器，為了使工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)門器裝置與門配合。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于開(kāi)門器裝置的門傳感器，開(kāi)門器裝置設(shè)置有與機(jī)器人配合使用的非涂敷或第二或輔助臂。
根據(jù)本發(fā)明，上述和更多目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的用于工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)門器裝置、根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求17的方法和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求29的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明通過(guò)如下形式的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)上述和更多目的，即機(jī)器人設(shè)置有開(kāi)門器裝置，所述開(kāi)門器裝置配備有門傳感器，用于非接觸測(cè)量與對(duì)象之間的距離，從而測(cè)量對(duì)象位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明通過(guò)如下形式的開(kāi)門器實(shí)現(xiàn)上述目的，即所述開(kāi)門器配備有門傳感器，用于非接觸測(cè)量與對(duì)象之間的距離。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明通過(guò)如下形式的開(kāi)門器裝置實(shí)現(xiàn)上述目的，即所述開(kāi)門器裝置配備有門傳感器，用于非接觸測(cè)量與對(duì)象之間的距離，而且設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)傳感器以便確定作用在門傳感器或開(kāi)門器上的外力或碰撞力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明通過(guò)檢測(cè)門的一部分的位置的方法形式實(shí)現(xiàn)上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明通過(guò)如下形式的汽車機(jī)器人涂敷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述目的，所述系統(tǒng)包括開(kāi)門器裝置，用于檢測(cè)至少一個(gè)門的一部分的位置。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的門傳感器是簡(jiǎn)單但精確的裝置，用于檢測(cè)對(duì)象的位置但不與汽車車身接觸。在開(kāi)門器裝置中傳感器可以與開(kāi)門器結(jié)合，所述開(kāi)門器以不破壞相關(guān)涂敷表面的方式夾緊門。開(kāi)門器打開(kāi)門并保持住門，同時(shí)執(zhí)行噴漆，或者例如，如果門包括具有內(nèi)置式位置鎖的鉸鏈，開(kāi)門器開(kāi)啟門并檢測(cè)它的位置，然后在夾緊門之前再次檢測(cè)它的位置，以便關(guān)閉門。非接觸式傳感器與力傳感器組合，用于檢測(cè)作用于門傳感器上、或者安裝門傳感器的開(kāi)門器裝置的臂上的任何機(jī)械力，以便檢測(cè)和/或避免與機(jī)器人、汽車車身或其他對(duì)象發(fā)生碰撞。
該解決方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以用于移動(dòng)和靜止對(duì)象(如果有一些其他的機(jī)械裝置把對(duì)象保持或維持在設(shè)定的打開(kāi)位置，則對(duì)象的門或其他部分可以被開(kāi)啟)。因此利用本發(fā)明的開(kāi)門器裝置可以用停走式方法和移動(dòng)方法為汽車噴漆，這也可利用同樣的傳輸裝置或生產(chǎn)線有利地實(shí)現(xiàn)。
如果沒(méi)有內(nèi)置式位置鎖機(jī)械裝置，例如在門鉸鏈中，在執(zhí)行應(yīng)用時(shí)，通常需要保持住門或其他工作對(duì)象，尤其是對(duì)移動(dòng)傳輸操作更是如此，而不是靜止或停走式操作。
所述精確和有效的開(kāi)門器裝置的優(yōu)點(diǎn)包括可以迅速精確地完成噴漆操作，很少出現(xiàn)噴漆質(zhì)量問(wèn)題，傳感器、傳感器系統(tǒng)或開(kāi)門器裝置本身很少需要維護(hù)。這也產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn)，即從意外停止到重新啟動(dòng)不需要人工干預(yù)，這變得更加可行，從而消除了降低生產(chǎn)效率的主要因素。除了減少停工期和加速生產(chǎn)線變化之外，它還消除了由于門傳感器失靈導(dǎo)致人進(jìn)入生產(chǎn)車間或機(jī)器人周圍其他區(qū)域的必要?？煽课恢脵z測(cè)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是周期時(shí)間更均勻。均勻的周期時(shí)間又導(dǎo)致過(guò)程參數(shù)變化更為一致，因而減少了由于所使用材料(例如噴漆、粘合劑、密封劑、底漆甚至汽車車身本身)的冷熱效應(yīng)出現(xiàn)的質(zhì)量變化。
在優(yōu)選實(shí)施例中，開(kāi)門器裝置被設(shè)置為機(jī)器人的第二和非涂敷臂。開(kāi)門器臂可以是安裝在或連接到噴漆機(jī)器人底座上的第二臂。以這種方式，現(xiàn)有技術(shù)中由于沉積在非接觸式傳感器上的漆料導(dǎo)致的許多問(wèn)題都可以避免，因?yàn)閭鞲衅鞑还潭ㄔ趪婎^旁邊，而且在噴漆操作中，傳感器可以容易地從任何漆霧的路徑中完全移開(kāi)。
在優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)中，第二和非涂敷臂或者操縱裝置打開(kāi)門，如果需要，開(kāi)門器可以向執(zhí)行噴漆工作的涂敷機(jī)器人或涂敷操縱裝置報(bào)告待噴漆對(duì)象的確切位置。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)控制單元包括一個(gè)或多個(gè)微處理器單元或計(jì)算機(jī)。一個(gè)或多個(gè)控制單元包括存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)控制動(dòng)力分配裝置的計(jì)算機(jī)程序。最好是，這種計(jì)算機(jī)程序包括處理器執(zhí)行如上所述及下面將更詳細(xì)描述的方法的指令。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)程序設(shè)置在諸如CDROM的計(jì)算機(jī)可讀載體上。


下面參考附圖僅以舉例方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)門器裝置的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)操作室的示意圖；圖2是用于設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)門傳感器的工業(yè)機(jī)器人裝置的開(kāi)門器裝置門傳感器的通信和控制的方塊示意圖；圖3a是說(shuō)明門傳感器運(yùn)動(dòng)的示意圖，圖3b是說(shuō)明門傳感器測(cè)量的信號(hào)的示意圖；圖4是信號(hào)強(qiáng)度與測(cè)量距離的關(guān)系圖；圖5a是具有開(kāi)門器臂的開(kāi)門器裝置的平面圖，該開(kāi)門器臂設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的門傳感器，圖5b是該開(kāi)門器的正面圖，圖5c是從汽車門一側(cè)看時(shí)開(kāi)門器的側(cè)視圖，圖5d是機(jī)器人視圖，示出多個(gè)移動(dòng)軸和估計(jì)機(jī)器人臂上的偏轉(zhuǎn)力的系統(tǒng)；圖6a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)門器裝置的力傳感器的詳細(xì)示意圖，圖6b是門傳感器的第一傳感器頭的詳細(xì)示意圖；圖6c是隱藏式磁傳感器的詳細(xì)示意圖，圖6d是傳感器的隱藏式磁元件的詳細(xì)示意圖；圖7是控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的開(kāi)門器裝置的方法的示意流程圖；圖8是控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的開(kāi)門器裝置和門傳感器的方法的示意流程圖；圖9是設(shè)置有兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的開(kāi)門器裝置的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)操作室的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出的是包括涂敷操作的生產(chǎn)線的生產(chǎn)區(qū)、例如噴漆車間的正視圖。圖9是示出從上往下看類似的涂敷處理的視圖。圖1示出汽車車體15、包括設(shè)置用于噴漆的第一臂的機(jī)器人8和可移動(dòng)組件5的第二臂10，開(kāi)門器裝置安裝在噴漆機(jī)器人旁邊。通常汽車車體通過(guò)諸如傳送帶或者傳送鏈或者類似的傳送裝置移動(dòng)進(jìn)入、通過(guò)生產(chǎn)區(qū)和從生產(chǎn)區(qū)中出來(lái)。可移動(dòng)組件5的第二臂10具有安裝在一端的非接觸式傳感器元件1，下面參考圖5、6也對(duì)其進(jìn)行了描述。該圖進(jìn)一步示出，汽車具有至少一個(gè)車門7a，并且顯示車門7a的車窗凹槽6的位置。車窗凹槽6是開(kāi)門器插入桿、爪或者指狀元件的示范目標(biāo)，通過(guò)所述桿、爪或者指狀元件抓住門來(lái)開(kāi)門或關(guān)門。流水線操作可以是移動(dòng)或者連續(xù)移動(dòng)或者停走式中的一種，在所述流水線上，汽車進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)、停下來(lái)進(jìn)行噴漆、噴漆后從生產(chǎn)區(qū)移出。
如圖9所示，開(kāi)門器裝置包括至少一個(gè)固定在臂10(圖9的10a、10b)端部的非接觸式傳感器元件1，所述臂10是可以在多軸方向上移動(dòng)的組件5的一部分。開(kāi)門器組件5可以通過(guò)臂或者連桿裝置16移動(dòng)。門傳感器1檢測(cè)車窗凹槽6的位置，以便指狀元件11(圖5、6中更加詳細(xì)示出)可以插入車窗凹槽中，門被臂10夾緊和移動(dòng)，所述臂10上連接有夾緊指狀元件11。從圖1和圖9可以看出，可移動(dòng)組件5的臂10、10a、10b是與涂敷機(jī)器人8a或者8b(圖9)的機(jī)器人操縱臂分開(kāi)的。與現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)門器和門傳感器相比，本發(fā)明的開(kāi)門器裝置最好實(shí)施為第二可移動(dòng)臂10或者多軸操縱器，它與執(zhí)行實(shí)際噴漆的第一機(jī)器人臂分開(kāi)設(shè)置。因此在進(jìn)行噴漆的任何時(shí)間，開(kāi)門器裝置的門傳感器不必在機(jī)器人的噴漆頭附近。本發(fā)明通過(guò)上述方法能消除對(duì)非接觸式傳感器的絕大部分漆霧污染。機(jī)器人還可以具有兩個(gè)或兩個(gè)以上安裝在相同操縱臂上的噴頭，例如指向不同的方向以便對(duì)大對(duì)象或具有多種或復(fù)雜外形的對(duì)象進(jìn)行涂敷。通過(guò)其他程序控制涂敷機(jī)(諸如自動(dòng)噴射裝置)，還可將開(kāi)門器和門傳感器裝置設(shè)計(jì)成打開(kāi)和/或關(guān)閉門或者類似物，以便進(jìn)行涂敷。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟，所述方法用于操作控制開(kāi)門器的開(kāi)門器裝置控制程序和指令。所述方法從步驟70開(kāi)始，通過(guò)例如把輸出信號(hào)設(shè)置為零的步驟71或者其他適合于力偏轉(zhuǎn)校準(zhǔn)的方法來(lái)平衡傳感器輸出。然后在步驟72，對(duì)傳感器值取樣以便確定門的位置，同時(shí)門傳感器1組件沿路徑向門移動(dòng)，具體是向目標(biāo)方向、通常是車窗凹槽6(見(jiàn)圖1、6b、9)移動(dòng)。在步驟72，在沒(méi)有物理接觸的況下，檢測(cè)到門的位置，在步驟74，插入指狀元件11以便夾緊門，用于開(kāi)門和/或關(guān)門。在步驟76，把門移動(dòng)到預(yù)定的位置，可選擇地在步驟77用信號(hào)通知控制機(jī)器人的噴漆臂的控制器。在門傳感器移動(dòng)的同時(shí)，對(duì)力偏轉(zhuǎn)傳感器2、3、4取樣，以便可以檢測(cè)開(kāi)始或者發(fā)生的任何碰撞，并可以采取適當(dāng)措施，在運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，在步驟78，距離和在x、y和z方向上的偏轉(zhuǎn)力的四個(gè)輸入通道被再次校準(zhǔn)。
圖4是示出在圖1的車窗凹槽6的情況下，來(lái)自非接觸式傳感器1的信號(hào)強(qiáng)度40與目標(biāo)的水平距離48之間的關(guān)系曲線圖。從該圖可以看出，當(dāng)傳感器在門的開(kāi)孔(車窗凹槽)區(qū)域上方時(shí)，信號(hào)電壓、峰值或者拐折有明顯的變化(42、44、46)。在車窗高度上方5mm距離處的實(shí)線46與更遠(yuǎn)的在25mm距離處的實(shí)線42相比，當(dāng)傳感器更接近車窗凹槽時(shí)，由于磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)強(qiáng)度變化產(chǎn)生的電壓變化更加明顯。因此，門傳感器可以用于檢測(cè)狀態(tài)變化的位置，尤其是金屬板上的類似車窗凹槽的洞或孔或者任何其他替代的選擇洞、環(huán)或者孔，設(shè)置它們以安裝諸如鎖、門栓、加油口蓋或者門把手組件等。
圖3a和3b是示出用于確定和/或計(jì)算車窗凹槽位置的測(cè)量結(jié)果曲線圖。圖3a是示出門傳感器的運(yùn)動(dòng)35關(guān)于時(shí)間的曲線圖以及在結(jié)果曲線上的點(diǎn)36。圖3b示出非接觸式傳感器的信號(hào)38相對(duì)于時(shí)間的曲線圖，具有對(duì)應(yīng)于車窗凹槽6的開(kāi)口的中間位置(中心)的拐點(diǎn)39。在圖3a和圖3b中，將時(shí)間點(diǎn)37示為插入開(kāi)門器指狀元件11以?shī)A緊車門的最佳時(shí)間。
如前面在圖7中所示，開(kāi)門器裝置還包括力偏轉(zhuǎn)傳感器或者提供所施加作用力數(shù)值的其他裝置。力偏轉(zhuǎn)傳感器用于檢測(cè)由于意外運(yùn)動(dòng)、位置或碰撞而產(chǎn)生的作用于傳感器單元1、指狀元件11或者開(kāi)門器臂10上的力。圖5a示出的是從上面向下看到的開(kāi)門器組件5，其具有臂10，力傳感器組件12的位置標(biāo)記在臂的一部分上，夾緊指狀元件11的位置標(biāo)記在接近臂的一端。圖5b從側(cè)面示出同一開(kāi)門器組件5。夾緊指狀元件11固定在臂10上并從臂10伸出，在該夾緊指狀元件內(nèi)有最好設(shè)置在凹槽、腔等中的非接觸式傳感器1(圖5b中未示出，參見(jiàn)圖6b)。力偏轉(zhuǎn)傳感器設(shè)置在臂10周圍?？梢钥吹?，將傳感器組件12設(shè)置成與臂10相配合。圖中示出力偏轉(zhuǎn)傳感器4z′固定設(shè)置在臂10上，以便檢測(cè)固定在開(kāi)門器組件5的塔組件19的一部分上的磁性元件15。如果塔組件上的磁性元件15與傳感器4z′之間的氣隙發(fā)生變化，則通過(guò)在傳感器4z′處的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化檢測(cè)臂10在垂直z方向上的偏轉(zhuǎn)。
圖5c示出的是從臂的夾緊指狀元件一端看到的開(kāi)門器組件5，其中朝著塔19安裝傳感器。該圖示出傳感器組件12設(shè)置在臂上，具有設(shè)置的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)傳感器2、3對(duì)著固定在臂10上的磁性元件14x和13y(見(jiàn)圖6a)設(shè)置。如果臂10上的磁性元件14x與傳感器2之間的氣隙發(fā)生變化，則通過(guò)在傳感器2處的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化檢測(cè)臂10在垂至于開(kāi)門器運(yùn)動(dòng)方向的平面上的x水平方向上的偏轉(zhuǎn)。同樣，對(duì)著固定在臂10上的磁鐵或者磁性元件設(shè)置傳感器3，以便檢測(cè)臂10在上述同一個(gè)平面中與x方向成直角的方向上的偏轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的變化。所述平面垂直于開(kāi)門器的運(yùn)動(dòng)方向和/或臂10的長(zhǎng)軸。
圖6b示出非接觸式傳感器1和夾緊指狀元件11的詳圖。指狀元件11安裝在開(kāi)門器組件5的臂10的末端，并且設(shè)置有非接觸式傳感器1。傳感器最好但非絕對(duì)地設(shè)置在中空的指狀元件內(nèi)，，以便傳感器的暴露只限制在有限的視角內(nèi)，在本實(shí)施例中是向下方向。這樣減少傳感器直接物理暴露于其他對(duì)象、灰塵或漆霧。傳感器具有基本上呈圓錐形的視角17。在本實(shí)施例中，傳感器在水平平面中的方向上移動(dòng)，直到它處于目標(biāo)對(duì)象6(車窗凹槽)的垂直上方，在所述位置上，傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度中的拐折44、46等。如果需要，夾緊指狀元件可以設(shè)置有通氣軟管或者類似物以便輸送氣流或者氣幕，防止任何灰塵或者油漆等進(jìn)入指狀元件11并污染非接觸式傳感器。
指狀元件11可以實(shí)施在T形工具中，其中兩個(gè)夾緊指狀元件均與圖5b的夾緊指狀元件11基本相同，兩個(gè)夾緊指狀元件彼此相對(duì)安裝，一個(gè)在開(kāi)門器臂的可旋轉(zhuǎn)軸的任一端，而且其中至少一個(gè)指狀元件在凹槽內(nèi)具有非接觸式傳感器。包括非接觸式傳感器的一個(gè)或多個(gè)T形夾緊指狀元件可以設(shè)置有氣幕或者類似物以保護(hù)傳感器。
因此，開(kāi)門器裝置包括一個(gè)位置傳感器或鄰近傳感器1和多個(gè)力或偏轉(zhuǎn)傳感器2、3、4z′和/或后面將詳細(xì)描述的軟傳感器55。當(dāng)?shù)谝环墙佑|式傳感器1在z垂直方向上檢測(cè)時(shí)，用z′表示垂直力傳感器，如在4z′中一樣。
圖6c和圖6d示出用于力偏轉(zhuǎn)檢測(cè)的傳感器和協(xié)同操作的磁鐵或者其他磁性元件的詳圖。圖6c示出力傳感器組件12的詳圖。圖6a特別示出固定在開(kāi)門器的臂10上的傳感器2和協(xié)同操作的磁鐵14x。圖6c示出傳感器2凹陷在深度為c4的凹陷處，該深度等于傳感器厚度。傳感器2對(duì)著粘結(jié)在或者用其他方法固定在適當(dāng)位置上的磁鐵14x，磁鐵14x最好是在精確制成的凹槽或者導(dǎo)軌形式10x中，以便定位成理想地對(duì)著傳感器。傳感器組件12和臂10上的傳感器3和開(kāi)門器組件5的垂直力傳感器4z′(圖5b)和塔19最好用類似的方法安裝，以便使信號(hào)強(qiáng)度和靈敏度最佳。用于發(fā)現(xiàn)門的位置和夾緊門的方法可以包括比參照?qǐng)D7所描述的那些更多的動(dòng)作或者步驟。圖8示出通過(guò)非接觸式傳感器發(fā)現(xiàn)門的位置并通過(guò)開(kāi)門器裝置打開(kāi)門的步驟的另一個(gè)流程圖。該方法從步驟80平衡模式開(kāi)始，更詳細(xì)地，是在步驟81，涂敷機(jī)器人的機(jī)器人操縱器處于空閑狀態(tài)，增加平衡輸出直到放大器的Vout＝5V(定義為零)。對(duì)所有的通道(例如16個(gè)通道)重復(fù)該步驟，并且使每個(gè)單元的時(shí)間同步。
在步驟82，開(kāi)始檢測(cè)門的位置，同時(shí)在步驟83門傳感器和開(kāi)門器沿著適合的路徑朝著門移動(dòng)。檢測(cè)距離，Vdist的時(shí)間分辨率最好為1ms，通過(guò)讀取非接觸式傳感器的信號(hào)值來(lái)檢測(cè)對(duì)象的通路。在步驟84，檢測(cè)傳感器信號(hào)峰值的時(shí)間。在該時(shí)間內(nèi)，在步驟85檢查力傳感器的讀數(shù)，以便確保沒(méi)有碰撞。
在步驟86a，進(jìn)行計(jì)算以確定插入位置，在步驟86b，插入指狀元件11同時(shí)繼續(xù)讀取力矢量。
在步驟88a，把門移動(dòng)到期望位置(純粹的程序移動(dòng))，同時(shí)在步驟88b讀取并記錄力矢量和時(shí)間。
在步驟87，該步驟可以在步驟82、88a或者88b之后的任何階段，門的位置被發(fā)送到噴漆機(jī)器人或者機(jī)器人控制器，以便能夠根據(jù)開(kāi)門器裝置精確確定的當(dāng)前位置來(lái)控制機(jī)器人操作。通過(guò)由例如傳送帶的位置或者汽車運(yùn)輸器的位置確定的汽車位置往往不十分準(zhǔn)確。
在步驟89a，重新校準(zhǔn)通道、距離和力矢量。
在本方法的一種改進(jìn)中，在步驟86b插入夾緊指狀元件，插入路徑可以根據(jù)同時(shí)讀取的力數(shù)值的預(yù)定值進(jìn)行調(diào)整。在另一種改進(jìn)中，在校準(zhǔn)步驟89a，當(dāng)運(yùn)行校準(zhǔn)程序的改進(jìn)版本時(shí)，也可以校準(zhǔn)相關(guān)設(shè)備和對(duì)象中的距離和力傳感器。
圖2示出一種方法的功能和相互關(guān)系的方塊圖，該方法用于得到門的距離(位置)和確定任何作用于門傳感器或者開(kāi)門器臂上的力。該圖示出防爆(EX)區(qū)33，在該防爆區(qū)內(nèi)，所有元件必須以防爆方式設(shè)置。非接觸式(位置)距離傳感器1和力傳感器2、3、4位于該EX區(qū)內(nèi)。傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器20處理并通過(guò)電纜21從EX區(qū)傳送出去到達(dá)16通道齊納阻擋層23。第二電纜24把信號(hào)進(jìn)一步傳送到傳感器控制單元26即傳感器控制器。如圖所示，傳感器控制單元連接到編程單元(快速編程單元32)并連接到運(yùn)動(dòng)單元30和記錄裝置28。傳感器控制單元處理門傳感器、非接觸式位置(距離)傳感器、力傳感器、平衡、夾緊指狀元件插入、移動(dòng)門、校準(zhǔn)傳感器的操作。
四個(gè)傳感器具有兩個(gè)功能a)非接觸地測(cè)量門的位置，以便定位抓緊或夾緊的位置；b)測(cè)量力Fx、Fy、Fz(在垂至于臂10的長(zhǎng)軸和移動(dòng)方向的平面上)，測(cè)量當(dāng)操縱門或者其他對(duì)象時(shí)或者當(dāng)插入指狀元件時(shí)作用到門傳感器或者臂10上的力。臨近傳感器可以在z方向(向下方向)具有檢測(cè)圓錐區(qū)域，工作距離可以從5mm到大約20mm，典型的工作距離是10mm。在執(zhí)行門搜索功能期間，在尋找門、發(fā)現(xiàn)車窗凹槽位置的同時(shí)，記錄最接近門上檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間。結(jié)合圖3a、3b，圖3a、3b說(shuō)明位置(距離)測(cè)量和力測(cè)量之間的相互作用或者協(xié)作關(guān)系。
根據(jù)要移動(dòng)對(duì)象的外形和形狀以及檢測(cè)指狀元件11的尺寸計(jì)算出夾緊位置所需的偏移量。這被設(shè)計(jì)成可配置和可重新配置。如果發(fā)現(xiàn)在z方向上的位置不確定，可以采取如下搜索策略，即讓門重復(fù)經(jīng)過(guò)較短距離從而經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離，也就是說(shuō)，通過(guò)鎖定通路直到圖3b峰值39的檢測(cè)足夠清楚、能夠檢測(cè)出精確頂端為止。
借助于三維力矢量，可以在夾緊時(shí)刻或者在握住被移動(dòng)對(duì)象時(shí)利用“運(yùn)動(dòng)”建立閉合環(huán)路。這樣做是為了提高操作的安全性和握住質(zhì)量。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，也可以使用包括檢測(cè)電場(chǎng)或者電場(chǎng)變化的探測(cè)器的非接觸式傳感器1，例如電感或者電容傳感器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，門傳感器的非接觸式傳感器1可以為超聲波探測(cè)器或者光電探測(cè)器、CCD、激光或者IR或者其他基于光學(xué)的傳感器而不是基于電磁的傳感器。一個(gè)或多個(gè)非接觸式傳感器可以配備諸如氣幕、氣嘴或者保護(hù)傳感器不受漆霧、灰塵或者其他污染物等的影響的類似裝置。在處理由非鐵磁性材料(諸如鋁)、或者由非導(dǎo)電材料(諸如玻璃纖維制成或者其他成分制成的塑料)制成的車體或者車體零件時(shí)，可以優(yōu)選這種非接觸式傳感器。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，估計(jì)偏轉(zhuǎn)力。圖5d示意性示出了用于估計(jì)作用于機(jī)器人上的偏轉(zhuǎn)力的軟傳感器系統(tǒng)。該圖示出了一個(gè)具有多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸A1-A6的機(jī)器人8c。圖中示出的機(jī)器人具有噴霧或者涂敷頭95和機(jī)器人手腕90，最好是ABB生產(chǎn)的空心型手腕。圖中示出的軟傳感器系統(tǒng)55包括控制輸出、速度輸入、傳感器輸入和模式的數(shù)值。發(fā)現(xiàn)期望輸入給電機(jī)的控制輸出信號(hào)的設(shè)計(jì)或模擬電機(jī)轉(zhuǎn)矩或速度與從各個(gè)軸A1-A6所測(cè)量的速度或轉(zhuǎn)矩輸入和/或從一個(gè)或多個(gè)傳感器輸入得到的給機(jī)器人的負(fù)荷之間的差值。通過(guò)確定在給定的軸和方向上設(shè)計(jì)或模擬的運(yùn)動(dòng)和/或轉(zhuǎn)矩差值并計(jì)算在給定軸運(yùn)動(dòng)上由于受開(kāi)門器臂(或汽車)干擾或與之碰撞產(chǎn)生的意外阻力的大小，估計(jì)作用在機(jī)器人上的偏轉(zhuǎn)力或作用在機(jī)器人工具上的力。軟傳感器系統(tǒng)可以用ABB公司的申請(qǐng)?zhí)枮镾E2004/000790的PCT專利申請(qǐng)中公開(kāi)的軟傳感器伺服系統(tǒng)的方法和/或系統(tǒng)或部分系統(tǒng)來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，將所述文檔的全部?jī)?nèi)容包括在本文供參考，或者采用根據(jù)專利號(hào)為US6477445的專利中公開(kāi)的軟伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)和/或部分系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛇x擇地，一種軟傳感器系統(tǒng)也可以或代替用于操縱開(kāi)門器臂和/或所述臂的連桿裝置16的致動(dòng)器，利用系統(tǒng)的軟傳感器55類型(如上所述)和開(kāi)門器臂一起檢測(cè)機(jī)器人(或者汽車)作用在它上面的偏轉(zhuǎn)力。所確定力的軟傳感器輸出也可以與圖2、8中的傳感器2、3、和/或4的輸入一起提供或者代替圖2、8中的傳感器2、3、和/或4的輸入。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，開(kāi)門器組件5被設(shè)置成固定在普通結(jié)構(gòu)上，如圖9所示，所述普通結(jié)構(gòu)可以是開(kāi)門器和機(jī)器人底座之間的連桿16?；蛘呖梢允巧厦姘惭b一個(gè)或多個(gè)噴漆機(jī)器人的普通平臺(tái)。由于開(kāi)門器和執(zhí)行噴漆的機(jī)器人臂之間的運(yùn)動(dòng)必須相互協(xié)調(diào)，以某種方式連接開(kāi)門器的底座和機(jī)器人是優(yōu)選的。
圖9示意性示出兩個(gè)機(jī)器人8a和8b及兩個(gè)開(kāi)門器組件5a和5b。每個(gè)開(kāi)門器組件最好是可移動(dòng)方式安裝在設(shè)置機(jī)器人的普通平臺(tái)上，或者例如設(shè)置成用另一種方式機(jī)械固定到安裝機(jī)器人8a和8b的同一個(gè)底座結(jié)構(gòu)上。通過(guò)把開(kāi)門器組件和機(jī)器人安裝在彼此相對(duì)固定的位置上，開(kāi)門器臂相對(duì)于機(jī)器人噴漆臂的機(jī)械配合和位置校準(zhǔn)大大簡(jiǎn)化，而且?guī)缀醪槐匦?zhǔn)。該圖示出每個(gè)開(kāi)門器組件5a和5b通過(guò)連桿16a和16b連接到機(jī)器人8a和8b的底座上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，支撐噴漆機(jī)器人8和開(kāi)門器的普通結(jié)構(gòu)可以通過(guò)軌道安裝在噴漆車間或者生產(chǎn)區(qū)的墻上。在另一個(gè)實(shí)施例中，普通結(jié)構(gòu)可以是安裝在鐵軌軌或者軌道上的可移動(dòng)平臺(tái)，如果需要，允許開(kāi)門器臂和噴漆機(jī)器人同時(shí)且在同一方向上移動(dòng)，并且除了機(jī)器人可提供的6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸之外，還提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。
與開(kāi)門器裝置連接的一個(gè)或多個(gè)傳感器或者其他單元可以配備無(wú)線發(fā)射器。例如門傳感器與機(jī)器人處理單元的控制單元之間的無(wú)線通訊可以利用任何合適的協(xié)議實(shí)現(xiàn)?？梢岳枚坛虩o(wú)線電通信進(jìn)行適合的傳輸，諸如符合與下述之一兼容的協(xié)議的低能傳輸B1uetooth SpecialInterest Group(SIG)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)；IEEE-802.11、WiFi、Ultra Wide Band(UWB)、ZigBee或者IEEE-802.15.4、IEEE802.13或者等同或類似標(biāo)準(zhǔn)的任何變化。與WAPI(WLAN Authentication and PrivacyInfrastructure、GB15629.11-2003或者以后的)兼容的標(biāo)準(zhǔn)可有利地用于以下情況，即無(wú)線信號(hào)加密是必需或有利的。通常，如下無(wú)線電技術(shù)是無(wú)線通信的優(yōu)選類型，即工作在高頻、通常高于400MHz，例如在ISM頻段或者更高，具有利用擴(kuò)展頻譜技術(shù)的強(qiáng)干擾抑制裝置。例如，在由ABB開(kāi)發(fā)的稱為傳感器和致動(dòng)器的無(wú)線接口(Wisa)協(xié)議中可以使用廣譜無(wú)線協(xié)議，在所述廣譜無(wú)線協(xié)議中，例如，每個(gè)或者任何數(shù)據(jù)包可以在每毫秒內(nèi)在廣譜的其他頻率重復(fù)發(fā)送大約7次，。無(wú)線通訊可以選擇性地利用紅外線(IR)裝置和諸如IrDA、IrCOMM等實(shí)現(xiàn)。無(wú)線通訊還可以利用聲音或者超聲波轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。
開(kāi)門器裝置和門傳感器同樣可以用于檢測(cè)車體的其他部件，以便于內(nèi)部和/或外部噴漆。為了抓緊然后開(kāi)/關(guān)所述部件的目的，利用本發(fā)明的實(shí)施例的門傳感器可以檢測(cè)車體的任何部件，諸如車箱蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、油門、天窗、可收縮軟頂?shù)母采w部分、后門、后擋板、倉(cāng)門式后背等等。因此，通過(guò)改變一個(gè)或多個(gè)涂敷機(jī)器人8a、8b的開(kāi)門器裝置5a、5b的開(kāi)門器裝置程序，可以在普通生產(chǎn)線或者裝配區(qū)的相同生產(chǎn)車間自動(dòng)適應(yīng)不同汽車的不同外形或不同尺寸的部件或者同一類型汽車的不同款式，例如2門和4門、輕便旅行車或者后活動(dòng)頂蓋式汽車和客車或單排座的雙門箱式車身小客車的不同后門/車箱蓋形狀。從多個(gè)存儲(chǔ)的門位置中選擇一個(gè)或多個(gè)門的位置(即理想的位置)的控制程序數(shù)值，所述多個(gè)存儲(chǔ)的門位置對(duì)于每種類型的汽車或者車體變化的門都是已知和預(yù)定的。
一個(gè)或多個(gè)微處理器(或者處理器或者計(jì)算機(jī))包括執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的方法步驟的中央處理單元CPU，例如參考圖7、8、2和5d所描述的。借助于一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)方法，所述計(jì)算機(jī)程序至少部分存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)處理器能夠讀取的存儲(chǔ)器中。應(yīng)當(dāng)理解，執(zhí)行本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)程序也可以在一個(gè)或多個(gè)通用工業(yè)微處理器或者計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，而不需要一個(gè)或多個(gè)特別改造的計(jì)算機(jī)或者處理器。
計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼單元或軟件代碼部分，計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行使用方程式、算法、數(shù)據(jù)、所存儲(chǔ)的數(shù)值、計(jì)算的方法和例如結(jié)合圖2、7、8或5d前面描述的統(tǒng)計(jì)或模式識(shí)別方法。部分程序可以存儲(chǔ)在上述處理器中，但是也可以存儲(chǔ)在ROM、RAM、PROM、EPROM或者EEPROM芯片或者類似存儲(chǔ)裝置中。部分或者全部計(jì)算機(jī)程序也可以本地(或者集中)存儲(chǔ)在其他適合的諸如磁盤、CD-ROM或者DVD光盤、硬盤、磁光存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置、易失性存儲(chǔ)器、閃存、固件的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，，或者存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器上。也可以使用其他已知和適合的介質(zhì)，包括可移動(dòng)存儲(chǔ)器介質(zhì)，諸如索尼存儲(chǔ)棒(TM)和其他可移動(dòng)閃存器、硬盤等等。至少部分程序也可以由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供，包括諸如互聯(lián)網(wǎng)的公共網(wǎng)絡(luò)。
所述計(jì)算機(jī)程序至少部分地也可以被設(shè)置成能在若干不同計(jì)算機(jī)或者計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上幾乎同時(shí)運(yùn)行的分布式應(yīng)用。本發(fā)明的方法也可以實(shí)現(xiàn)，例如特別是在配置階段，或者在停止之后，或者在利用圖形用戶界面(GUI)或者在操作者工作站的圖形或文本顯示器上進(jìn)行普通操作期間，在用戶的注冊(cè)計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、組合移動(dòng)電話和計(jì)算裝置或者PDA等等上運(yùn)行，它們直接與機(jī)器人控制系統(tǒng)連接或者通過(guò)主控制服務(wù)器或本地控制服務(wù)器、其他控制單元(諸如簡(jiǎn)單控制器或者PLC)或者通過(guò)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)/工作站與機(jī)器人控制系統(tǒng)連接。
應(yīng)當(dāng)注意，雖然上面的描述舉例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，但是可以對(duì)公開(kāi)的技術(shù)方案進(jìn)行多種變化和修改，都不脫離本申請(qǐng)權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人涂敷設(shè)備的開(kāi)門器裝置，用于檢測(cè)汽車(15)的至少一個(gè)車門(7)的位置，所述開(kāi)門器裝置包括至少一個(gè)第一非接觸式傳感器元件(1)，其特征在于，所述第一傳感器元件安裝在所述開(kāi)門器裝置的開(kāi)門器臂(10、10a、10b)上，設(shè)置所述第一傳感器元件(1)用于確定到所述至少一個(gè)車門的所述位置的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述非接觸式傳感器元件(1)設(shè)置在所述開(kāi)門器臂(10)或者夾緊指狀元件(11)的凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述非接觸式傳感器元件(1)設(shè)置在所述夾緊指狀元件的凹槽內(nèi)，這樣使得所述傳感器具有有限視場(chǎng)(17)并減少暴露在外界。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述開(kāi)門器裝置配備至少一個(gè)第二傳感器元件(2、3、4、55)，用于確定作用于所述開(kāi)門器裝置或者所述開(kāi)門器臂(10)或者所述第一傳感器元件的一部分上的偏轉(zhuǎn)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，用于確定偏轉(zhuǎn)力的所述第二元件(2、3、4、55)包括電磁傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，用于確定偏轉(zhuǎn)力的所述第二元件(2、3、4、55)包括任何來(lái)自下列的傳感器應(yīng)變式傳感器、光學(xué)傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓磁式傳感器、軟傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，第二傳感器元件(2)設(shè)置在所述開(kāi)門器臂(10)上，所述傳感器根據(jù)與朝向車門的所述部分移動(dòng)的方向垂直的平面內(nèi)的z和垂直方向上的磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化檢測(cè)車門位置，所述朝向車門的所述方向移動(dòng)取決于所述開(kāi)門器臂的機(jī)械偏轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任何一個(gè)權(quán)利要求所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，還有另一個(gè)第二傳感器元件(3)，用于檢測(cè)在垂直于所述第一垂直方向(z)的第一和Y水平方向上的磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上第二傳感器元件(23)測(cè)量開(kāi)門器臂(10)在一個(gè)或多個(gè)水平方向(x、y)上的偏轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，第二傳感器元件(4z′)根據(jù)所述開(kāi)門器裝置的一部分(10)相對(duì)于所述開(kāi)門器裝置的另一部分(5)的偏轉(zhuǎn)，測(cè)量所述開(kāi)門器臂(10)在垂直方向(z)上的偏轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4-10中的任何一項(xiàng)所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，用于檢測(cè)所述開(kāi)門器臂上的偏轉(zhuǎn)力的所述第二傳感器元件中的任何一個(gè)包括軟傳感器(55)，用于提供作用于所述開(kāi)門器裝置(5、10)上的偏轉(zhuǎn)的計(jì)算值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述開(kāi)門器臂(10)安裝在可移動(dòng)元件(5)上，所述可移動(dòng)元件被設(shè)置為非涂敷元件或者噴涂器。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)門器在裝置，其特征在于，至少一個(gè)第二傳感器元件(2、3、4)設(shè)置成與磁性元件或者鐵磁性元件(13、14、15)配合，所述磁性元件或者鐵磁性元件(13、14、15)固定到所述開(kāi)門器裝置的一部分上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，至少一個(gè)鐵磁性元件(13、14、15)安裝在開(kāi)門器裝置上，磁性表面與所述開(kāi)門器裝置的周圍鄰近部分齊平。
15.根據(jù)以上的任何權(quán)利要求所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)非接觸式傳感器元件(1)是檢測(cè)磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一項(xiàng)所述的開(kāi)門器裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)非接觸式傳感器元件(1)包括用于檢測(cè)到至少一個(gè)車門(6)的位置的距離的傳感器，所述傳感器是下列的任一個(gè)超聲波探測(cè)器、光電、CCD、激光或者IR或其他基于光學(xué)的探測(cè)器。
17.一種操作機(jī)器人噴漆工序的方法，所述工序采用檢測(cè)汽車(15)的至少一個(gè)車門(7)的位置的至少一個(gè)開(kāi)門器裝置，所述方法的特征在于-沿路徑朝著所述至少一個(gè)車門移動(dòng)所述開(kāi)門器裝置的非接觸式傳感器元件；-檢測(cè)在第一垂直方向上檢測(cè)到的數(shù)值變化；-根據(jù)所述傳感器元件移動(dòng)的距離檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度的最大值和/或最小值；和-確定所述開(kāi)門器裝置的一部分與汽車的一部分(7)之間的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，檢測(cè)所述至少一個(gè)車門附近的磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)的數(shù)值變化。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在所述非接觸式傳感器元件(1)在路徑上朝著或者遠(yuǎn)離所述車門(7)移動(dòng)期間，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)輔助傳感器元件(2、3、4、55)確定作用力的大小或者估計(jì)作用力的數(shù)值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，確定在垂直于朝著或者遠(yuǎn)離所述車門的路徑的平面上沿水平和/或垂直方向作用于傳感器元件(2、3、4、55)上的機(jī)械力。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，把檢測(cè)或者估計(jì)的機(jī)械力與預(yù)定的數(shù)值進(jìn)行比較，產(chǎn)生控制信號(hào)，以便將夾緊指狀元件(11)插入車門的所述部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在車門的所述部分發(fā)生夾緊指狀元件(11)的插入動(dòng)作，并產(chǎn)生第二控制信號(hào)，目的是把車門移動(dòng)到期望的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在將所述車門移動(dòng)到期望位置期間，確定在垂直于朝著車門所述部分的路徑的平面上沿水平和/或垂直方向作用于傳感器元件上的機(jī)械力的大小。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，把在車門移動(dòng)到期望位置期間檢測(cè)到的機(jī)械力的大小與預(yù)定的數(shù)值進(jìn)行比較，根據(jù)力數(shù)值的比較結(jié)果產(chǎn)生控制所述車門移動(dòng)的控制信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求17-24中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，向機(jī)器人(8)的控制單元提供(77、87)由所述開(kāi)門器確定的車門位置，目的是控制所述機(jī)器人的操作。
26.根據(jù)權(quán)利要求22-24中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)待涂敷汽車的預(yù)定車型選擇車門的期望位置數(shù)值。
27.一種計(jì)算機(jī)程序，記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被讀取到計(jì)算機(jī)或者處理器中時(shí)，將使所述計(jì)算機(jī)或者處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求17-26中任何一項(xiàng)的步驟的方法。
28.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被讀取到計(jì)算機(jī)或者處理器中時(shí)，將使所述計(jì)算機(jī)或者處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求17-26中任何一項(xiàng)的步驟的方法；
29.一種用于汽車的機(jī)器人涂敷系統(tǒng)，包括用于涂敷的機(jī)器人和檢測(cè)汽車(15)的至少一個(gè)車門(7)的位置的開(kāi)門器裝置，所述開(kāi)門器裝置包括至少一個(gè)第一和非接觸式傳感器元件(1)，其特征在于，所述至少一個(gè)非接觸式傳感器元件(1)設(shè)置用于檢測(cè)到所述至少一個(gè)車門(7)的所述位置的距離；包括具有至少一個(gè)第二傳感器元件(2、3、4、55)的至少一個(gè)開(kāi)門器裝置，所述第二傳感器元件用于確定作用于所述開(kāi)門器裝置或者所述開(kāi)門器臂(10)或者所述第一傳感器元件的一部分上的偏轉(zhuǎn)力。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置多個(gè)傳感器(2、3、4)用于測(cè)量作用于所述車門傳感器或者所述開(kāi)門器臂(10、10a、10b)或者組件(5、5a、5b)上的力，所述車門傳感器設(shè)置在所述組件(5、5a、5b)上。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，檢測(cè)所述開(kāi)門器臂上的偏轉(zhuǎn)力的一個(gè)或多個(gè)傳感器元件包括軟傳感器(55)，用于提供作用于開(kāi)門器裝置上或者開(kāi)門器裝置(5、10)本身的偏轉(zhuǎn)的計(jì)算數(shù)值。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè)操縱器臂(5、8、5a、5b、8a、8b)處理同一對(duì)象(15)或者它的一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)或多個(gè)記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被讀取到計(jì)算機(jī)或者處理器中時(shí)，將使計(jì)算機(jī)或者處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求17-26中的任何一項(xiàng)的方法，所述方法檢測(cè)至少一個(gè)車門或者機(jī)器人涂敷設(shè)備的開(kāi)門器裝置的位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任何一項(xiàng)所述的開(kāi)門器裝置的用途，用于與噴漆機(jī)器人或者自動(dòng)噴射裝置一起為汽車內(nèi)部和/或外部部分涂敷。
35.根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任何一項(xiàng)所述的開(kāi)門器裝置的用途，，為了給汽車內(nèi)部和/或外部涂敷，確定汽車上的下列位置之一車窗、車門、車箱蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、天窗、車棚蓋、燃料門。
全文摘要
一種用于機(jī)器人涂敷設(shè)備的開(kāi)門器裝置，用于檢測(cè)車門7的一部分6的位置，以便為內(nèi)部噴漆能夠打開(kāi)和/或關(guān)閉車門。開(kāi)門器設(shè)置有至少一個(gè)非接觸式傳感器元件(1)，最好用于檢測(cè)在z和垂直方向上的磁場(chǎng)或者電磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化；并且可以設(shè)置多個(gè)傳感器以便檢測(cè)碰撞等等。還公開(kāi)了方法、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序。
文檔編號(hào)B25J19/00GK1788859SQ20051012497
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者O·A·安芬德森, G·布賴恩 申請(qǐng)人:Abb股份有限公司