用于形成保護層的涂覆系統的制作方法

專利名稱：用于形成保護層的涂覆系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種涂覆系統，該涂覆系統將保護層形成材料主要施加在車輛外表面的、已經完成噴漆的已噴漆區域上，特別是涉及一種施加液體保護層形成材料的涂覆系統，該液體保護層形成材料在干燥后作為可剝離保護層。
背景技術：
車輛(例如，汽車)通常在制造后儲存在室外的存車場中，并在交付給消費者之前通過拖車和輪船等運輸。在該過程中，可能的是在較長的儲存和運輸期間，在車輛外表面上的多層漆層的表面層的質量可能由于塵土、金屬粉末、鹽、油、酸以及直接暴露于陽光等而受到損壞。為了防止發生這種情況，已知這樣的方法，即，在運送車輛之前在已噴漆區域上形成可剝離保護層(例如，參見日本特開專利公開No.2001-89697)。可剝離保護層通過施加保護層形成材料然后干燥而形成，該保護層形成材料是液體覆蓋材料(也稱為可剝去涂料)，從而能夠保護噴漆區域。而且，該層能夠容易地剝離以便除去，且在正常儲存過程中該層將不會自行剝離。
在可剝離保護層干燥之前施加保護層形成材料的過程包括向輥子施加保護層形成材料，多個操作人員使輥子旋轉，以便施加保護層形成材料。
為了使該操作自動化以便能夠減少操作人員的負擔并使得涂覆質量能夠一致，已經提出了一種方法，其中，在保護層形成材料已經被提取至車體上之后，通過從空氣噴嘴施加空氣流而使得保護層形成材料展開(參見日本特開平專利公開No.08-173882)。利用該方法，涂覆處理的很多操作能夠自動化，減輕了操作人員的負擔，并能夠改善花費的時間。
而且，在制造車輛的工廠中，已知為防刮蓋的塑料蓋可以暫時施加在車體上，以便防止在裝配過程中刮傷。防刮蓋例如暫時施加在車體的前表面和側表面上，然后在運送之前除去。對于各種類型的車輛，必須準備不同形狀的防刮蓋，還必須根據每天在輸送線上生產的車輛數量來準備大量防刮蓋。
不過，通過在日本特開平專利公開No.08-173882中所披露的方法，保護層形成材料并不總是均勻地散開，從而保護層形成材料不施加在車頂邊緣上以便防止材料耗散。
而且，近來的車體有更復雜的結構，具有凹入和凸出的區域以及復雜的彎曲表面。很難利用空氣噴嘴來使保護層形成材料分散至這些凹入和凸出區域中以及彎曲表面上。而且，在噴漆質量特別重要的區域還需要施加更厚的保護層形成材料，但是當通過空氣噴嘴來分散保護層形成材料時，很難調節所施加涂層的厚度。
因此，在保護層形成材料通過空氣噴嘴散開之后，多個操作人員必須通過用輥子將保護層形成材料施加在車頂邊緣和復雜區域(例如，凹入和凸出區域)上而進行最后加工。因此，施加保護層形成材料的處理仍然部分依賴于人工操作，這對操作人員是一種負擔，且涂覆質量可能根據操作人員的技能而變化。
為了減少操作人員的工作并使得操作質量一致，還研究了使用工業機器人，但是還沒有提出能夠安裝在機器人上的、適于施加保護層形成材料的輥子以及用于該輥子的保持設備。而且，因為近來的車體為如上所述具有復雜曲線的形狀，所以必需有專用結構以使得輥子與車體緊密接觸。當然，優選是該輥子具有簡單的結構。
而且，當輥子被按壓在車輛的外表面上并施加保護層形成材料時，優選地輥子的重量有效地用作按壓力，且當由輥子重量產生的按壓力不充足時由合適的裝置來輔助。一方面，當輥子被按壓在車輛的外表面上并施加保護層形成材料時，優選地施加路徑的自由度較大，這樣，輥子能夠沿順時針方向和逆時針方向旋轉和運動。
另外，優選地具有促動器，其根據車輛的外表面形狀和機器人的動作而停止補償按壓力；以及鎖定件，用于防止輥子改變位置。
而且，優選地按壓力能夠根據施加位置和運動方法而容易地調節。另外，當輥子可運動時，優選地具有鎖定件，以便根據使用狀態而防止運動。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種涂覆系統，該涂覆系統能夠使得將保護層形成材料施加在被涂覆物體的外表面上的處理進一步自動化，并能夠使輥子保持與被涂覆物體的外表面緊密接觸，以便適當地施加保護層形成材料。
本發明的另一目的是提供一種涂覆系統，該涂覆系統能夠根據施加區域和運動方法而容易地調節輥子在待涂覆物體的外表面上的按壓力，且該涂覆系統還能夠根據使用狀況而被鎖定。
本發明的又一目的是提供一種涂覆系統，其中，涂覆裝置的運動教導(motion teaching)能夠容易地進行。
本發明的又一目的是提供一種涂覆系統，該涂覆系統具有簡單結構，且它能夠使輥子保持與被涂覆物體的外表面緊密接觸。
本發明的涂覆系統被布置成鄰近用于待涂覆物體的輸送線，并包括涂覆裝置，其可根據由操作人員教導的信息而運動；以及輥子機構，其具有輥子和緩沖機構。該輥子與涂覆裝置連接。該涂覆系統還包括一供給機構，該供給機構向輥子供給液體材料。通過該緩沖機構向輥子施加力，以便使得輥子的運動與物體外表面的不平坦性(凹入和凸出區域)相對應，從而使物體涂覆有液體材料。該液體材料被干燥以便在物體上形成可剝離保護層。
由于輥子機構具有所述緩沖機構，因此輥子能夠保持與待涂覆物體的外表面緊密接觸，并能夠適當地施加保護層形成材料。甚至在具有一些凹入和凸出區域的區域中，輥子也能夠保持與外表面緊密接觸。因此，將保護層形成材料施加在待涂覆物體的外表面上的處理可以進一步自動化。
在這種情況下，當涂覆裝置是機器人且待涂覆物體是車輛時，機器人能夠沿車輛的復雜形狀適當地運動。
輥子機構可以具有按壓力調節機構，該按壓力調節機構調節輥子在外表面上的按壓力。通過該按壓力調節機構，輥子能夠以適當的按壓力按壓待涂覆物體的外表面，能夠防止輥子的自由旋轉，并且能夠防止輥子與凹入和凸出區域作用而跳起和越過。
還有，輥子機構可以具有樞轉機構，該樞轉機構除了能夠繞輥子縱向軸線自由旋轉之外，還以能夠自由樞轉的方式與輥子連接。
通過允許輥子通過樞轉機構而自由地樞轉，輥子能夠通過簡單的結構保持與待涂覆物體的外表面緊密接觸，并能夠適當地施加保護層形成材料。因此，將保護層形成材料施加在待涂覆物體的外表面上的處理能夠進一步自動化。
在這種情況下，如果樞轉機構被連接成允許輥子沿徑向方向自由樞轉，則輥子可根據待涂覆物體的外表面的凹入和凸出區域而被動地樞轉。輥子可容易地保持與物體表面緊密接觸。
而且，輥子機構裝備有作為緩沖機構的氣壓缸，且當輥子根據待涂覆物體的外表面的凸出和凹入區域而被動地升高和降低時，輥子可以通過該氣壓缸而彈性地按壓該外表面。
如果施加保護層形成材料且同時以這種方式利用氣壓缸向輥子施壓，則輥子能夠保持與待涂覆物體的外表面緊密接觸，且能夠適當地施加保護層形成材料。換句話說，即使在有一些凹入和凸出區域的區域中，輥子也能夠保持與外表面緊密接觸。因此，向待涂覆物體的外表面施加保護層形成材料的處理能夠進一步自動化。
在這種情況下，可以設置一調節器以調節供應給氣壓缸的空氣壓力。
通過利用調節器來調節供應給氣壓缸的空氣壓力，輥子壓力就能夠根據施加區域和運動方法而容易地調節。而且，輥子能夠根據使用狀況而被鎖定，以防止運動。
如果氣壓缸的桿的中心軸線與輥子的中心軸線正交，則輥子能夠容易按壓在待涂覆物體的外表面上。
該氣壓缸可以包括第一氣壓缸和第二氣壓缸，且輥子以能夠沿徑向方向自由樞轉的方式與一樞轉部件連接。第一氣壓缸和第二氣壓缸分別沿相反的方向在該樞轉部件上施加壓力。
通過允許輥子以這種方式自由地樞轉并通過由第一氣壓缸和第二氣壓缸沿相反的方向施加按壓力，輥子的重量能夠有效地用作按壓力，且當由輥子重量產生的按壓力不充足時，可以利用第一氣壓缸進行補償。而且，第一氣壓缸和第二氣壓缸分別沿相反的方向在樞轉部件上施加按壓力，這樣，即使當樞轉部件向一側成角度時也能夠適當地運動。
而且，可以設置一控制器用于控制涂覆裝置和輥子機構。輥子以能夠沿徑向方向自由樞轉的方式與鎖定部件連接，且輥子機構可以包括第一氣壓缸和第二氣壓缸，該第一氣壓缸和第二氣壓缸相對于樞轉部件沿相反方向運動。所述控制器在第一控制狀態和第二控制狀態之間進行轉換操作，在該第一控制狀態，第一氣壓缸和/或第二氣壓缸的桿產生第一驅動力，該第一驅動力沿傾斜方向按壓樞轉部件，而在該第二控制狀態，第二驅動力使得所述桿與樞轉部件分離，從而調節涂覆裝置的運動。
這樣，對于第一氣壓缸和第二氣壓缸通過單獨地在第一控制狀態和第二控制狀態之間轉換，可以使向待涂覆物體的外表面施加保護層形成材料的處理進一步自動化。而且，輥子的重量能夠有效地用作按壓力，且如果有必要，則當輥子重量產生的按壓力不充足時，可以利用第一氣壓缸或第二氣壓缸進行補償。而且，通過在第一氣壓缸和第二氣壓缸的控制狀態之間進行轉換，輥子能夠沿順時針方向或逆時針方向旋轉。
在這種情況下，為了匹配涂覆裝置的運動，所述控制器還通過轉換至第三控制狀態進行控制，該第三控制狀態通過在第一氣壓缸和第二氣壓缸上產生第三驅動力來鎖定樞轉部件，且該第三驅動力應大于第一驅動力。所述樞轉部件能夠通過第三控制狀態而被鎖定。
而且，在第一控制狀態中，如果控制器使得桿后退，則承壓表面面積變成氣壓缸活塞的總表面積減去桿的表面積，因此第一驅動力能夠較小。
另外，可以提供由控制器控制的第一驅動設置部件。該第一驅動設置部件設置第一氣壓缸的驅動力和驅動方向，第二驅動設置部件由控制器控制，并設置第二氣壓缸的驅動力和驅動方向。由于第一驅動設置部件和第二驅動設置部件分開提供，因此第一氣壓缸和第二氣壓缸能夠被獨立控制，且控制過程將簡化。
如果第一氣壓缸和/或第二氣壓缸具有調節器，該調節器設置用于產生第一驅動力和/或第二驅動力的氣壓，則第一驅動力和/或第二驅動力能夠被設置為適當的水平。
然后，輥子機構應具有推力旋轉機構，該推力旋轉機構以能夠通過與輥子的中心軸線正交的中心軸線而自由旋轉的方式進行連接。而且，輥子機構應具有縱向樞轉機構，該縱向樞轉機構以能夠沿輥子的縱向方向自由樞轉的方式進行連接。
通過這種類型的推力旋轉機構或樞轉機構，可以使將保護層形成材料施加在被涂覆物體的外表面上的處理進一步自動化。而且，輥子能夠總是保持與待涂覆物體的外表面緊密接觸，同時涂覆裝置的運動教導能夠容易地進行。此外，能夠防止過度的力作用在輥子上或待涂覆物體的外表面上。
在這種情況下，輥子機構也可以具有一樞轉機構，該樞轉機構與輥子連接，以便能夠沿徑向方向自由樞轉。由于提供了樞轉機構，因此輥子能夠進行三維運動，并能夠保持與待涂覆物體的外表面更加緊密的接觸。
如果保護層形成材料使用丙烯酸基共聚物，則能夠更確實地保護待涂覆物體的已噴漆區域，且當除去該層時易于剝離。
通過下面結合附圖的說明，將更清楚本發明的上述和其它目的、特征和優點，附圖中通過說明性示例示出了本發明的優選實施例。


圖1是根據本發明實施例的涂覆系統的立體圖。
圖2是涂覆系統的正視圖。
圖3是具有涂覆系統和輥子機構的機器人的立體圖。
圖4是涂覆系統的輥子機構的放大立體圖。
圖5是輥子機構的局部剖放大正視圖。
圖6是輥子機構的局部剖放大側視圖。
圖7是表示用于液壓和氣壓的涂覆系統的復合回路的線路圖。
圖8是涂覆系統的氣壓缸回路的線路圖，其中使用粗線表示當機器人在施加保護層形成材料的同時向右運動時的初級空氣流(primary flow ofair)。
圖9是表示機器人和用于處理的車輛表面的位置關系的示意圖，其中，裝備有輥子機構的機器人向右運動。
圖10是一示意性側視圖，表示當裝備有輥子機構的機器人向左運動時機器人和車輛外表面的位置關系。
圖11是氣壓缸回路的線路圖，其中使用粗線表示當機器人在施加保護層形成材料的同時向左運動時的初級空氣流。
圖12是一示意性側視圖，表示當在施加保護層形成材料的同時，在輥子機構上的左、右氣壓缸的桿都后退時機器人和車輛外表面的位置關系。
圖13是一示意性側視圖，表示當在施加保護層形成材料的同時，在輥子機構上的左、右氣壓缸的桿都伸出時機器人和車輛外表面的位置關系。
圖14是氣壓缸回路的線路圖，其中使用粗線表示當輥子機構中的左、右氣壓缸的桿都伸出時的初級空氣流。
圖15是一示意性側視圖，表示當在施加保護層形成材料的同時，在輥子機構中的左、右氣壓缸的桿都以很大的力后退時機器人和車輛外表面之間的位置關系。
圖16是氣壓缸回路的線路圖，其中使用粗線表示當輥子機構中的左、右氣壓缸的桿都以很大的力后退時的初級空氣流。
圖17是根據本發明的裝備有不同結構的銷按壓部件的輥子機構的側視圖。
圖18是表示其中車輛外表面的角度與輥子方向不匹配的狀態的示意圖。
圖19是表示其中輥子繞中心軸線旋轉，且車輛外表面的角度與輥子方向匹配的狀態的示意圖。
圖20是表示其中輥子運動且車輛外表面的角度與輥子方向匹配的狀態的示意圖。
圖21是一示意圖，表示其中當車輛外表面的角度連續變化，且輥子的底面在與車輛表面接觸時通過推力旋轉機構和第一樞軸的共同作用而旋轉時的狀態。
圖22是根據本發明第一可選實施例的輥子機構的正視圖。
圖23是根據該第一可選實施例的輥子機構的示意圖，表示其中輥子運動且車輛外表面的角度與輥子方向匹配的狀態。
圖24是根據本發明第二可選實施例的輥子機構的立體圖。
圖25是一示意圖，表示在進行機器人運動教導的過程中，在輥子機構和車輛外表面之間的位置關系。
圖26是根據本發明第三可選實施例的輥子機構的立體圖。
圖27是根據本發明第四可選實施例的輥子機構的立體圖。
圖28是一示意圖，表示根據該第四可選實施例在進行機器人運動教導的過程中，輥子機構和車輛外表面的位置關系。
圖29是根據本發明第五可選實施例的輥子機構的立體圖。
圖30是一示意圖，表示根據該第五可選實施例在進行機器人運動教導的過程中，輥子機構和車輛外表面的位置關系。
圖31是根據本發明第六可選實施例的輥子機構的立體圖。
圖32是根據本發明第七可選實施例的輥子機構的立體圖。
具體實施例方式
下面將通過實施例并參考圖1至圖32來介紹本發明的用于形成保護層的涂覆系統。
如圖1和圖2所示，根據本發明實施例的涂覆系統10布置在車輛(待涂覆物體)14的輸送線12上，并在完成噴漆后用保護層形成材料涂覆車輛14。該涂覆系統10包括三個工業機器人(涂覆裝置)16a、16b、16c；控制器18，該控制器18控制整個系統；儲罐20，該儲罐20儲存保護層形成材料；管22，該管22使得儲罐20與各機器人16a、16b、16c連接；以及水管26，該水管26向機器人16a、16b、16c供水。機器人16a、16b、16c由機器人控制器28a、28b、28c控制，這些機器人控制器28a、28b、28c都與控制器18連接。
機器人16a和16c沿車輛14的運動方向布置在輸送線12的左側，而機器人16b在右側。而且，機器人16a沿運動方向布置在前部，機器人16c布置在后部，且機器人16b布置成接近機器人16a和機器人16c的中間。機器人16a、16b、16c可沿與輸送線12平行的滑軌30運動。
泵32沿管22布置，并且從儲罐20抽吸保護層形成材料并將該材料供給機器人16a、16b、16c。而且，保護層形成材料通過圖中未示出的加熱器和溫度計而控制為合適的溫度。輥子機構34布置在各機器人16a、16b、16c的端部處，并均通過管22而向其供給保護層形成材料。
保護層形成材料包括作為主要成分的丙烯酸基共聚物，且優選地包括兩種類型的、具有不同的玻璃態轉化溫度的丙烯酸基共聚物。具體地，可以使用在日本特開專利公開No.2001-89697中所示的保護層形成材料。而且，保護層形成材料的粘性可以通過改變水的比例和溫度來調節，且當干燥時，保護層形成材料緊緊粘附在車輛14上，并能夠在化學上和物理上保護車輛14的已噴漆區域，防止灰塵、金屬粉末、鹽、油、酸、陽光直接照射等。而且，當交付給用戶時，該材料能夠容易地從車輛14上剝離。
如圖3所示，各機器人16a、16b、16c是工業多關節機器人，并包括基座40以及從該基座40順序開始的第一臂42、第二臂44和第三臂46。輥子機構34布置在第三臂46的末端處。輥子機構34可拆卸地安裝在第三臂46上，并能夠起到末端執行件的功能。機器人第一臂42能夠通過利用相對于基座40水平和垂直的旋轉軸線J1、J2而旋轉。第二臂44以能夠環繞軸線J3旋轉的方式與第一臂42連接。第二臂44能夠繞軸線J4扭轉。第三臂46以能夠環繞軸線J5旋轉的方式與第二臂44連接。第三臂46能夠繞軸線J6扭轉。
因為這些六軸線結構的機器人16a、16b、16c的運動，所以與末端連接的輥子機構34能夠運動至接近車輛14的任意位置，并能夠被設置在任意方向。換句話說，輥子機構34能夠以六個自由度運動。機器人16a、16b、16c除了能旋轉運動外還可以進行伸縮運動，并可以具有平行連接的活動部分。
如圖4至圖6所示，輥子機構34安裝在第三臂46的末端上，并包括柱形輥子48，其由能夠吸收和保持保護層形成材料的材料制成；以及推力旋轉機構69，其是用于機器人16a的第三臂46的安裝部分。
輥子48的材料例如可以是海綿或絨毛。而且，輥子48可以自由地安裝在保持器86上或從其拆卸，并能夠更換、清洗或維護。應當知道，輥子48能夠安裝在輥子機構34a-34g(后面將介紹)上或從其上拆卸。
推力旋轉機構69包括用于第三臂46的安裝部件70；推力旋轉部件74，其以可通過軸承72相對于安裝部件70自由旋轉的方式被支承；以及基座76，其安裝在推力旋轉部件74的底部上。
而且，輥子機構34包括第一氣壓缸78和第二氣壓缸80，它們布置在基座76的兩側；第一樞轉部件84，其以能夠自由樞轉地方式支承在第一樞軸上，該第一樞軸大致在基座76的下方；以及保持器連接器88，其連接第一樞轉部件84和支承輥子48的保持器86。輥子48能夠繞第一樞軸82樞轉，并能夠沿與軸中心C2正交的方向運動。第一樞轉部件84具有兩個向上延伸的向上延伸件84a，并且第一樞軸82和平行銷90大致布置在向上延伸件84a的上方。
銷90以能夠自由運動的方式插入形成于向下延伸件76a中的長孔91內，該向下延伸件76a位于第一樞軸82的上方。而且，輥子機構34接收來自第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的桿78a和桿80a的壓力，并具有環繞第一樞軸82旋轉的兩個銷按壓部件92和94。當桿78a后退時，銷按壓部件92的按壓表面92a按壓圖6中所示的銷90的左側，而當桿80a后退時，銷按壓部件94的按壓表面94a按壓圖6中所示的銷90的右側。
兩個向下延伸件76a定位成在兩個向上延伸件84a之間從基座76向下延伸，且按壓表面92a和94a位于這兩個向下延伸件76a之間。
推力旋轉部件74具有旋轉調節部件96，且從安裝部件70向下凸出的較小凸起98位于旋轉調節部件96的頂表面上的凹入區域96a中。較小凸起98的寬度稍微小于凹入區域96a的寬度，且推力旋轉部件74能夠沿推力方向在該間隙范圍內自由旋轉。在本文中，推力的方向是與輥子48的中心軸線正交的方向，并且是環繞第三臂46的中心軸線C1的旋轉方向。用于將安裝部件70安裝在第三臂46上的螺栓100也可以用作較小凸起98。
保持器連接器88具有布置在其頂部和底部上的兩個相對夾子102和104。這些夾子102和104支承鋁管106，且第一樞轉部件84和保持器86通過鋁管106而連接在一起。鋁管106的表面具有環形槽106a。
輥子48的兩端以能夠自由旋轉的方式由保持器86支承，且管22通過該保持器86的一端與輥子48的內部連接。輥子48可拆卸地安裝在保持器86上。
如圖7所示，將保護層形成材料供給輥子48(見圖8)的液壓和氣壓復合回路(供給機構)150具有壓縮機152；空氣箱154，其與壓縮機152的排出口連接；人工氣動開關閥156，其打開和關閉氣動空氣；調節器158，其根據由控制器18提供的電信號來減小輔助(secondary)壓力；以及調節器操作閥160，其通過利用來自調節器158的輔助壓力的引導操作來減小管22中的壓力。
而且，復合回路150還具有材料控制閥(MCV)162，其通過水管26與在調節器操作閥160的次級側(secondary side)的的管連接；以及啟動閥164，其布置在MCV 162的次級側和輥子48(見圖8)之間。在MCV 162中具有轉換閥162a、162b，它們在管22和水管26的開和關之間轉換。轉換閥162a、162b的次級側相互連接。應當知道，在圖7、圖8、圖11、圖14和圖16中，氣動管以虛線表示。
MCV 162、啟動閥164和調節器操作閥160不限于氣動引導類型的閥。或者，可以使用螺線管等。
復合回路150還具有MCV轉換電磁閥166，其通過轉換由氣動開關閥156供給的氣動空氣的轉換而利用引導操作來操作轉換閥162a、162b；以及啟動轉換電磁閥168，其引導啟動閥164。MCV轉換電磁閥166根據由控制器18供給的電信號而與轉換閥162a或162b中的任一個連接，并與另一個斷開，且在供給啟動閥164的水和保護層形成材料之間轉換。啟動轉換電磁閥168通過由控制器18提供的電信號而在啟動閥164的開和關之間轉換，并將水或保護層形成材料供給輥子48。
人工截止閥170、172沿管22和水管26布置。通常，閥170和172彼此連通。消聲器174布置在復合回路150中的所有氣動排出口上，以便減小排氣噪音。壓縮機152、泵32和水源24都具有釋放閥(圖中未示出)，以便防止壓力過度升高。
在復合回路150中的壓縮機152、空氣箱154、水源24和泵32對于機器人16a、16b、16c是共用的，而所有其它裝置對于各機器人16a、16b、16c分別配備。而且，在圖7中的管“α”和“β”分別與圖8、圖11、圖14和圖16中所示的氣壓缸回路180的管“α”和“β”連接。
如圖8所示，驅動第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的氣壓缸回路180具有調節器182，其將所提供的空氣壓力減小至指定壓力Pa；第一驅動設置部件184，其設置第一氣壓缸78的驅動力和驅動方向；以及第二驅動設置部件186，其設置第二氣壓缸80的驅動力和驅動方向。由調節器182設置的壓力Pa是在第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的額定工作壓力范圍內的相對較高壓力。氣壓缸回路180裝備在各機器人16a、16b、16c上。
來自氣動開關閥156(見圖7)的空氣被供給調節器182，且壓力通過調節器182減小至壓力Pa的空氣被引導至第一驅動設置部件184和第二驅動設置部件186。消聲器188和190作為空氣排出口與第一驅動設置部件184和第二驅動設置部件186連接。
第一驅動設置部件184具有第一桿壓轉換電磁閥192，其具有轉換第一氣壓缸78的第一腔室78b內部的氣壓的效果；以及第一底壓轉換電磁閥194，其具有轉換第一氣壓缸78的第二腔室78c內部的氣壓的效果。第一腔室78b比氣缸筒內的活塞78d更靠近桿78a，并且第二腔室78c相對于活塞78d與第一腔室78b相對。
第一桿壓轉換電磁閥192、第一底壓轉換電磁閥194、以及后面將介紹的第二桿壓轉換電磁閥206和第二底壓轉換電磁閥208分別裝備有五個端口，即，端口A、端口B、端口P、端口R1和端口R2。這些電磁閥通過控制器18來控制和轉換，且在未通電狀態，端口A與端口R1連接，端口B與端口P連接，而端口R2關閉。而且，在通電狀態，端口A與端口P連接，端口B與端口R2連接，而端口R1關閉。各端口R1能夠通過消聲器188而自由地排出空氣，而各端口R2能夠通過消聲器190而自由地排出空氣。
而且，第一驅動設置部件184包括止回閥198，其布置在管196a上，該管196a是將第一腔室78b與第一桿壓轉換電磁閥192相連的兩個管196a和196b中的一個；調節器200，其布置成與止回閥198平行；以及梭閥(shuttle valve)202，其與壓力比第一腔室更高的管196a或196b中的一個連接。止回閥198使得空氣從第一腔室78b朝著第一桿壓轉換電磁閥192運動，并阻止空氣沿相反方向流動。
第一桿壓轉換電磁閥192的端口A和端口B分別與管196a和196b連接。第一底壓轉換電磁閥194的端口A與第二腔室78c連接。第一底壓轉換電磁閥194的端口B與第一桿壓轉換電磁閥192的端口P連接。通過調節器182設置成壓力Pa的空氣被供給第一底壓轉換電磁閥194的端口P。
第二驅動設置部件186包括第二桿壓轉換電磁閥206，其具有轉換第二氣壓缸80中的第一腔室80b的氣壓的效果；以及第二底壓轉換電磁閥208，其具有轉換第二氣壓缸80的第二腔室80c的氣壓的效果。第一腔室80b是比氣缸筒內的活塞80d更靠近桿80a的腔室，并且第二腔室80c相對于活塞80d與第一腔室80b相對。
而且，第二驅動設置部件186包括止回閥212，其布置在管210a上，該管210a是將第一腔室80b與第二桿壓轉換電磁閥206相連的兩個管210a和210b中的一個；調節器213，其布置成與止回閥212平行；以及梭閥214，其與管210a或210b中的壓力比第一腔室更高的一個連接。止回閥212使得空氣從第一腔室80b朝著第二桿壓轉換電磁閥206運動，并阻止空氣沿相反方向流動。
第二桿壓轉換電磁閥206的端口A和端口B分別與管210a和210b連接。第二底壓轉換電磁閥208的端口A與第二腔室80c連接。第二底壓轉換電磁閥208的端口B與第二桿壓轉換電磁閥206的端口P連接。通過調節器182設置成壓力Pa的空氣被供給第二底壓轉換電磁閥208的端口P。
通過這種結構的氣壓缸回路180，第一底壓轉換電磁閥194和第二底壓轉換電磁閥208通電，以便供給處于壓力Pa的空氣，該壓力Pa是從調節器182供給到第二腔室78c和第二腔室80c的相對較高的壓力。
而且，當第一底壓轉換電磁閥194不通電時，第一桿壓轉換電磁閥192能夠通過通電而向第一腔室78b供給空氣。這時，供給第一腔室78b的空氣的壓力通過調節器200而設置成較低值。當第二底壓轉換電磁閥208不通電時，第二桿壓轉換電磁閥206能夠通過通電而向第一腔室80b供給空氣。這時，供給第一腔室80b的空氣的壓力通過調節器213而設置成較低值。
而且，當第一底壓轉換電磁閥194和第一桿壓轉換電磁閥192都不通電時，通過調節器182設置為壓力Pa的空氣能夠供給第一腔室78b。當第二底壓轉換電磁閥208和第二桿壓轉換電磁閥206都不通電時，通過調節器182設置為壓力Pa的空氣能夠供給第一腔室80b。
下面將介紹使用涂覆系統10將保護層形成材料施加在車輛14上的方法。
首先，預先教導各機器人16a、16b、16c的運動。機器人16a、16b、16c分別分配給車輛14的發動機罩區域14a(見圖1)、車頂中心區域14b和車頂后部區域14c。機器人16a、16b、16c被教導成用保護層形成材料涂覆它們的相應區域，且教導數據由控制器18的指定記錄器來記錄和存儲。當車輛14是轎車時，機器人16c分配給車尾行李箱區域。
通過由調節器158來控制壓力，能夠調節機器人16a、16b、16c的操作速度、加在桿78a和桿80a上的壓力、以及在車輛14上的保護層形成材料的厚度。
當然，車輛14可以是沒有某些部件的未完成車輛，但至少噴漆已完成。
通過機器人16a、16b、16c而涂覆有保護層形成材料的車輛14，通過輸送線12而輸送到下一處理。機器人16a、16b、16c后退至等待位置(在該等待位置，機器人16a、16b、16c不會與車輛14干涉)，并一直等候到輸送下一輛車輛14。這時，啟動閥164關閉，并停止供給保護層形成材料。
已經施加在車輛14上的保護層形成材料自然干燥，或者利用強制通風干燥，以便形成可剝離保護層，并因此保護車輛14的已噴漆區域。
如圖9所示，當教導裝備有輥子機構34的機器人16a的運動時，在機器人16a的第三臂46和車輛14外表面之間保持合適距離。第一樞轉部件84的角度教導為指定角度θ。第一樞轉部件84的角度基本保持為角度θ。但是例如，如果第一樞轉部件84的角度能夠稍微改變，則操作人員可以在教導時忽略凹入區域500和凸出區域502。通過忽略這些較淺的凹入區域500和相對較低的凸出區域502，能夠簡化機器人16a的運動教導。
對于在輸送線12上的各車輛14，將保護層形成材料施加在車輛14上的處理應當教導為在設置時間內完成。
然后，當保護層形成材料施加在車輛14上時，管22被加熱至合適溫度，且壓縮機152、供水源24和泵32工作。而且，機器人16a、16b、16c處于等待位置(在該等待位置，機器人16a、16b、16c不會與車輛14干涉)，且氣動開關閥156打開。
然后，已經完成噴漆的車輛14由輸送線12傳送，并停止在機器人16a、16b、16c附近。控制器18通過由輸送線12或傳感器(圖中未示出)提供的信號而得知車輛14被傳送，且機器人16a、16b、16c根據教導數據而運動。
這時，控制器18通過調節器158來調節調節器操作閥160(見圖7)，且管22被調節至合適壓力。而且，控制器18通過MCV轉換電磁閥166來控制MCV 162，從而連接管22同時關閉水管26。另外，控制器18通過啟動轉換電磁閥168的操作而打開啟動閥164。通過控制器18以這種方式的操作，將保護層形成材料保持為合適的壓力和溫度，同時被供給輥子機構34的輥子48，且從輥子48的后側透過合適量的保護層形成材料。
然后，當保護層形成材料施加在車輛14上且同時機器人16a向右運動時(見圖9)，空氣被供給右側的第二氣壓缸80(第一控制)，這樣，沿著使得桿80a后退的方向產生相對較弱的力(第一驅動力)Fa。而且，空氣被供給左側的第一氣壓缸78(第二控制)，以便使桿78a伸出。這樣，在右側的銷按壓部件94的按壓表面94a以相對較弱的力按壓銷90的右表面，且在左側的銷按壓部件92的按壓表面92a與銷90分開。因此，第一樞轉部件84和輥子48接收沿逆時針方向環繞第一樞軸82的壓力，且輥子48以合適壓力按壓車輛14的表面，并且當輥子48沿圖9中所示的順時針方向旋轉時能夠施加保護層形成材料。能夠根據輥子48的涂覆位置和輥子48的運動方法而適當地調節壓力Fa。
這時，控制器18激勵第一底壓轉換電磁閥194和第二桿壓轉換電磁閥206，并使得第二底壓轉換電磁閥208斷電。這樣，如圖8中粗線所示，處于壓力Pa的空氣被供給第一氣壓缸78的第二腔室78c，同時，通過調節器213已經減小到較低壓力的空氣被供給第二氣壓缸80的第一腔室80b。
而且，第二腔室80c通過第二底壓轉換電磁閥208而與消聲器188連接，并自由排出空氣。不管第一桿壓轉換電磁閥192是否通電，與第一腔室78b連接的管196a和196b與消聲器188或190連接，并自由排氣。
因此，沿著使桿80a后退的方向產生相對較弱的力Fa，同時相對較大的力(第二驅動力)能夠確實使桿78a伸出。這些壓力也能夠通過調節器182和213來調節。
而且，第二氣壓缸80是單桿類型缸，且活塞80d的靠近第一腔室80b(該第一腔室80b具有桿80a)的壓力接收表面面積小于靠近第二腔室80c的壓力接收表面面積。因此，通過向第一腔室80b施加壓力而產生的使桿80a后退的力，小于通過向第二腔室80c施加壓力而產生的使桿80a伸出的力，從而力Fa能夠精確地設置為較小值。而且，施加在輥子48上的力能夠被精確地調節。
如圖10所示，當機器人16向左運動同時用保護層形成材料涂覆車輛14時，空氣被供給左側的第一氣壓缸78，以便沿使得桿78a后退的方向產生相對較弱的力Fa(第一控制)。而且，空氣被供給右側的第二氣壓缸80(第二控制)，以便使桿80a伸出。這樣，左側的銷按壓部件92的按壓表面92a以相對較弱的力按壓銷90的左表面，且右側的銷按壓部件94的按壓表面94a與銷90分開。因此，第一樞轉部件84和輥子48接收沿順時針方向環繞第一樞軸82的壓力，且輥子48以合適的壓力按壓車輛14的表面，并且當輥子48沿圖10中所示的逆時針方向旋轉時能夠將保護層形成材料涂覆在所述表面上。
這時，控制器18使第二底壓轉換電磁閥208和第一桿壓轉換電磁閥192通電，并使得第一底壓轉換電磁閥194不通電。這樣，如圖11中粗線所示，處于壓力Pa的空氣被供給第一氣壓缸80的第二腔室80c，同時，通過調節器200已經減小到較低壓力的空氣被供給第二氣壓缸78的第一腔室78b。
而且，第二腔室78c通過第一底壓轉換電磁閥194與消聲器188連接，并自由排出空氣。不管第二桿壓轉換電磁閥206是否通電，與第一腔室80b連接的管210a和210b與消聲器188或190連接，并自由排氣。
如上所述，沿著使桿78a后退的方向產生相對較弱的力Fa，同時相對較大的力(第二驅動力)能夠確實使桿80a伸出。這些壓力也能夠通過調節器182和200來調節。
而且，第一氣壓缸78是單桿類型缸，且活塞78d的靠近第一腔室78b(該第一腔室78b具有桿78a)的壓力接收表面面積小于靠近第二腔室78c的壓力接收表面面積。因此，通過向第一腔室78b施加壓力而產生的使桿78a后退的力小于通過向第二腔室78c施加壓力而產生的使桿78a伸出的力，從而力Fa能夠被精確地設置為較小值。而且，施加在輥子48上的力能夠被精確地調節。
這樣，通過根據機器人16a的運動方向來控制供給第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的氣流的壓力和方向，輥子48能夠適當地按壓車輛14的表面。換句話說，輥子48的重量有效地用作按壓力，且即使通過施加輥子重量也不足以作為按壓力時，該力能夠通過第一氣壓缸78或第二氣壓缸80來補償。
因此，當輥子48經過凹入區域500或凸出區域502時，輥子48不會自由旋轉，也不會跳起或越過。而且，保護層形成材料容易從輥子48滲出。這時，輥子48能夠繞第一樞軸82樞轉，這樣，輥子48能夠與凹入區域500和凸出區域502緊密接觸，且這些區域能夠涂覆有保護層形成材料。換句話說，當輥子48經過凹入區域500或凸出區域502時，桿78a或80a根據凹入區域500的深度或凸出區域502的高度而伸出或后退。通過使用易于壓縮的空氣作為驅動流體，第一氣壓缸78和第二氣壓缸80能夠柔性地運動，并能夠容易地吸收外部壓力的變化。換句話說，第一氣壓缸78和第二氣壓缸80用作緩沖件。
而且，即使因為機器人16a的運動意外地從指定教導路線稍微變化而使得第三臂46靠近車輛14的表面，輥子48也沿著車輛14的表面運動，并且在表面上的力由供給第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的氣壓來控制，從而將不會使過大的力施加在車輛14上。特別是，第一和第二氣壓缸78、80使用可壓縮的空氣作為驅動流體，從而可以實現柔性運動，且能夠容易地吸收外部力的變化。
與第一氣壓缸78的桿78a連接的銷按壓部件92以及與第二氣壓缸80的桿80a連接的銷按壓部件94，通過銷90沿相反的方向向第一樞轉部件84施加按壓力。因此，不管樞轉部件84沿順時針方向還是逆時針方向成角度，都可以實現合適的運動。因此，可以向左或向右施加保護層形成材料。
而且，如圖12所示，第一氣壓缸78的桿78a和第二氣壓缸80的桿80a可以后退。例如，當機器人16a向圖12中的右側運動時，沿桿80a后退的方向產生相對較弱的力Fa，同時沿桿78a后退的方向產生比力Fa更弱的力Fb。當力Fa大于力Fb，且力Fa和力Fb都適當地設置時，輥子48能夠以適當的力按壓車輛14的表面。
而且，如圖13所示，還可以使第一氣壓缸78的桿78a和第二氣壓缸80的桿80a都伸出。這樣，銷按壓部件92的按壓表面92a和銷按壓部件94的按壓表面94a都移離銷90，從而力并不施加在第一樞轉部件84上。因此，輥子48只通過其自身的重量而按壓車輛14的表面。特別是，當輥子48足夠重，以至于能夠向車輛14的表面施加足夠的按壓力時，桿78a和桿80a都可以伸出，從而第一樞轉部件84能夠自由地樞轉。
這時，控制器18使第一底壓轉換電磁閥194和第二底壓轉換電磁閥208通電。因此，如圖14中粗線所示，處于壓力Pa的空氣被供給第一氣壓缸78的第二腔室78c以及第二氣壓缸80的第二腔室80c。
而且，不管第一桿壓轉換電磁閥192是否通電，與第一腔室78b連接的管196a和196b都與消聲器188或190連接，從而能夠自由地排出空氣。另一方面，不管第二桿壓轉換電磁閥206是否通電，與第一腔室80b連接的管210a和210b都與消聲器188或190連接，從而能夠自由地排出空氣。因此，如上所述，桿78a和桿80a能夠可靠地伸出。
另外，如圖15所示，當保護層形成材料施加在較窄且相對較深的槽504上時，桿78a和桿80a都將以較強的力(第三驅動力)Fc后退(第三控制)。在這種情況下，第一樞轉部件84將被設置成沿與中心軸線C1(見圖6)機械平衡地匹配的方向。這時，第一樞轉部件84將幾乎不能沿向左或向右的方向樞轉，或者換句話說，第一樞轉部件84將被鎖定。這樣，通過鎖定的第一樞轉部件84，輥子48以相對較強的力被壓入槽504中，從而保護層形成材料從輥子48滲出，且槽504能夠被涂覆有保護層形成材料。
而且，當輥子48在不與車輛14的表面接觸的情況下運動相對較長距離時，第一樞轉部件84應被鎖定。通過鎖定第一樞轉部件84，將不會發生無意的樞轉，且輥子能夠以高速運動較長距離。
這時，控制器18并不使第一桿壓轉換電磁閥192、第一底壓轉換電磁閥194、第二桿壓轉換電磁閥206和第二底壓轉換電磁閥208都通電。因此，如圖16中粗線所示，處于壓力Pa的空氣順序通過第一底壓轉換電磁閥194、第一桿壓轉換電磁閥192和梭閥202而供給第一氣壓缸78的第一腔室78b。另一方面，處于壓力Pa的空氣順序通過第二底壓轉換電磁閥208、第二桿壓轉換電磁閥206和梭閥214而供給第二氣壓缸80的第一腔室80b。
而且，第二腔室78c通過第一底壓轉換電磁閥194而與消聲器188連接，因此自由地排出空氣。第二腔室80c通過第二底壓轉換電磁閥208而與消聲器188連接，因此自由地排出空氣。
因此，如上所述，桿78a和桿80a能夠以較強的力Fc可靠地后退。
然后，如圖17所示，在輥子機構34中的銷按壓部件92和94(見圖4)可以由銷按壓部件306和308代替。
銷按壓部件306和308分別接收來自桿78a、80a的力，并環繞第一樞軸82旋轉。當桿78a伸出時，銷按壓部件306的按壓表面306a按壓圖16中銷90的右表面，而當桿80a伸出時，銷按壓部件308的按壓表面308a按壓圖17中銷90的左表面。通過這種類型的結構，能夠控制使桿78a和桿80a伸出的力，并能夠調節在輥子48上的按壓力。在這種情況下，施加在桿78a和桿80a上的力的方向與當使用銷按壓部件92和94時相反。
而且，在氣壓缸回路180(見圖8)(該氣壓缸回路驅動輥子機構34的第一氣壓缸78和第二氣壓缸80)中，與第一腔室78b連接的管和與第二腔室78c連接的管可以反向連接，并且連接第一腔室80b的管和連接第二腔室80c的管也可以反向連接。因此，施加在桿78a和桿80a上的壓力可以沿相反的方向。
如上所述，在本優選實施例的涂覆系統10中，裝備有輥子48的輥子機構34或34a通過機器人16a、16b、16c來操作，且保護層形成材料被供給輥子48。涂覆保護層形成材料的處理能夠自動化，且能夠獲得一致的涂覆質量。
而且，與傳統技術相比，在車輛14的表面上涂覆保護層形成材料的處理能夠進一步自動化，且輥子48能夠總是保持與車輛14的表面緊密接觸。而且，能夠容易地教導機器人16a、16b、16c的運動。
另外，輥子機構34、34a具有這樣的功能，即，當輥子48運動時根據不平坦性來將輥子48按壓在車輛14的表面上，從而輥子48能夠保持與車輛14的外表面緊密接觸，并能夠適當地涂覆保護層形成材料。
而且，因為通過自動化而消除了通過操作人員來涂覆保護層形成材料的處理，所以處理的數量降低，并提高了生產效率。另外，能夠省略用于操作人員的空調設備。因此，能夠通過減少空調所需的電能而節約能源，從而在降低操作成本的同時工廠能夠對環境更友好。
一方面，由保護層形成材料形成的可剝離保護層能夠在運送時保護車輛14的已噴漆區域，且在工廠中該層還作為能夠保護已噴漆表面的防刮蓋。因此，可以省略用于各車輛類型的、具有不同結構的多個防刮蓋。
車輛14的減振器可以被上色的，或者可以不需要噴漆，但是保護層形成材料也可以施加在例如減振器的未噴漆區域上。
而且，待由保護層形成材料涂覆的物體當然也可以是諸如路標或廣告牌的物體。用于涂覆保護層形成材料的設備不限于機器人16a、16b、16c，當然可以使用其運動可以被教導的任意裝置。
而且，輥子48作用在車輛14的表面上的按壓力通過供給第一氣壓缸78和第二氣壓缸80的氣壓來設置。因此，通過使氣壓保持不變，可以防止在經過一定時間后按壓力的變化，且能夠防止保護層形成材料的涂覆質量的變化。
接下來，將參考圖18至圖21來介紹推力旋轉機構69的作用。
如圖18所示，當車輛14的表面的傾斜角度不與輥子48的方向匹配時，如果不提供包括軸承72和推力旋轉部件74(見圖4)的推力旋轉機構69，則只有輥子48的底部的中心點P與車輛14的表面接觸，且輥子48的兩端將沿水平方向與車輛14的表面分開距離H，否則將發生干涉。
不過，因為輥子機構34裝備有推力旋轉機構69，如圖19所示，所以輥子48將環繞中心軸線C1旋轉，且輥子48的底面將自動與車輛14的表面緊密接觸。因此，保護層形成材料能夠更準確地涂覆在車輛14的表面上。而且，輥子48將不會過度地按壓車輛14的表面，并能夠防止在輥子48和車輛14的表面上產生過大力。
而且，考慮到第一樞轉部件84(見圖4)繞第一樞軸82成角度，如圖20所示，輥子48的底面將沿車輛14的表面進行三維運動，并與該表面緊密接觸。換句話說，通過一起操作推力旋轉機構69和第一樞軸82，輥子48的底面能夠保持與車輛14的表面緊密接觸。
如圖21所示，即使當車輛14的表面角度連續變化時，因為推力旋轉機構69和第一樞軸82的協調運動，所以輥子48的底面也能夠在與車輛14的表面接觸的同時旋轉。在圖18、圖19、圖20、圖21以及后面所述的圖23中所示的車輛14的表面上添加了輪廓線，從而能夠容易地理解三維表面的傾斜。
這樣，即使當車輛14的表面傾斜角度不與輥子48的方向匹配時，輥子48的底面也將自動與車輛14的表面緊密接觸，這樣，保護層形成材料可以更準確地涂覆在車輛14的表面上，且可以相對粗略地設置機器人16a的運動。因此，機器人16a的運動教導能夠更容易進行，且可減少教導所需的時間。
下面，將參考圖22至圖32來介紹根據輥子機構34的第一至第七可選實施例的輥子機構34a至34g。與輥子機構34相同的組成元件以相同附圖標記來標記，并將省略對它們的說明。
首先，將參考圖22來介紹根據輥子機構34的第一可選實施例的輥子機構34a。輥子機構34a與具有推力旋轉機構69的輥子機構34(見圖4)類似，但是區別在于推力旋轉機構69由樞轉機構(縱向鎖定機構)310代替。
樞轉機構310包括安裝部件312，用于將樞轉機構310安裝在機器人16a的第三臂46上；以及第二樞轉部件316，該其通過軸承314由安裝部件312的第二樞軸313可樞轉地支承。基座76安裝于第二樞轉部件316的底部。
第二樞軸313與第三臂46的中心軸線C1正交，并與第一樞軸82的方向垂直。換句話說，如果中心軸線C1、第一樞軸82和第二樞軸313在幾何上平行運動以相交，則這些軸將相互正交。因此，輥子48能夠由于樞轉機構310而自由地沿縱向方向樞轉。
旋轉調節部件318布置在第二樞轉部件316的頂部部分上，且從安裝部件312向下凸出的較小凸起320定位在旋轉調節部件318的頂表面上的凹入區域318a處。較小凸起320的寬度稍微小于凹入區域318a的寬度，且在該寬度差范圍內，第二樞轉部件316能夠繞軸承314自由旋轉。較小凸起320也可以如將安裝部件312安裝在第三臂46上的螺栓100一樣起作用。
下面，將介紹當利用輥子機構34a施加保護層形成材料時的動作。
如圖23所示，如果車輛14的表面傾斜角度不與輥子48的方位匹配，且假定并沒有提供樞轉機構310，則只有輥子48的底部的中心點P與車輛14的表面接觸，且由雙點劃線所示的輥子48的兩端將沿垂直方向與車輛14的表面分開距離H，否則將產生干涉。
不過，因為輥子機構34a包括樞轉部件310，所以輥子48繞第二樞軸313旋轉，且輥子48的底面自動保持與車輛14的表面緊密接觸。因此，保護層形成材料能夠更準確地施加在車輛14的表面上。輥子48并不強行按壓車輛14的表面。不會向輥子48和車輛14的表面上施加過大的力。
而且，當考慮到第一樞轉部件84(見圖22)繞第一樞軸82傾斜時，輥子48的底面沿車輛14的表面緊密接觸地進行三維運動。換句話說，第一樞軸82和第二樞軸313協調運動和作用，這樣，輥子48的底面能夠保持與車輛14的表面緊密接觸。
即使當車輛14表面的斜率連續變化時(見圖21)，與輥子機構34的作用類似，第一樞軸82和第二樞軸313也可以協調運動和作用，從而輥子48的底面能夠在與車輛14的表面接觸的同時旋轉。
這樣，即使車輛14的表面傾斜角度和輥子48的方向不匹配，輥子48的底面也將自動保持與車輛14的表面緊密接觸。因此，保護層形成材料能夠準確地施加在車輛14的表面上，且機器人16a的運動教導不需要詳細的設置信息。因此，機器人16a的運動教導能夠簡單、容易地進行，從而能夠減少運動教導所需的時間。
下面，將參考圖24和圖25來介紹根據輥子機構34的第二可選實施例的輥子機構34b。
如圖24所示，輥子機構34b與第三臂46的末端連接，并包括輥子48；管50，該管50支承輥子48；第三氣壓缸(緩沖機構)52，其使得管50伸出和后退；連接部件54，其使得第三氣壓缸52的桿52a與管50連接；以及導軌56，該導軌56支承連接部件54，并垂直地引導連接部件54。
第三氣壓缸52的一端固定在第三臂46上，且通過調節底側氣壓和桿側氣壓，能夠在桿52a上施加力。第三氣壓缸52能夠通過與復合回路150(見圖7)和氣壓缸回路180(見圖8)類似的回路來驅動。
桿52a定位成與第三臂46對齊。而且，桿52a和管50的基部區域50a通過連接部件54而連接，并彼此對齊。導軌56的一端固定在第三氣壓缸52的側表面和第三臂46的末端上。導軌56的引導支架56a的一部分固定在連接部件54上，且連接部件54通過引導支架56a而沿導軌56被引導。
管50包括彎曲部分50b，該彎曲部分以大約90°角度彎曲；U形彎曲部分50c；以及輥子安裝部50d，其從彎曲部分50c的端部延伸。輥子安裝部50d的中心軸線和桿52a的中心軸線正交。管50為中空的，且輥子安裝部50d的末端封閉。輥子安裝部50d具有多個小孔。
管22的一端與連接部件54連接，這樣，管22和管50接合在一起。因此，當由管22供給保護層形成材料時，保護層形成材料能夠經過連接部件54和管50，并從輥子48的表面向外滲出。
如圖25所示，當對裝備有輥子機構34b的機器人16a進行運動教導時，在機器人16a的第三臂46和車輛14的表面之間的距離保持為指定長度L。該長度L大于長度L1(該長度L1對應于桿52a的最小沖程)，并小于長度L2(該長度L2對應于最大沖程)。
在第三臂46和車輛14的表面之間的距離基本上保持為長度L。應當知道，在第三臂46和車輛14的表面之間的距離可以變化。例如，如果凹入區域500的深度d或凸出區域502的高度d較小，則操作人員可以不考慮較淺凹入區域500的深度d或者較低凸出區域502的高度d。在第三臂46和車輛14的表面之間的距離可以在凹入區域500處為L+d，或者在凸出區域502處為L-d。由于操作人員不必考慮相對較淺的凹入區域500或相對較低的凸出區域502，因此能夠容易地進行機器人16a的運動教導。
而且，較小壓力施加在第三氣壓缸52的底側上，而桿側幾乎無壓力。因此，桿52a接收朝著車輛14的表面的適當的力。施加在第三氣壓缸52上的力基于內部活塞直徑和桿直徑。該調節能夠通過調節器182而容易地進行，并可以在調節為任意值或涂覆處理期間連續調節。
而且，通過將施加給第三氣壓缸52上的壓力設置為相對較大值，輥子48能夠被鎖定，從而其不能運動。通過鎖定輥子48，例如當輥子48與車輛14的表面分離并運動相對較長距離時，輥子48將不會意外運動，因此能夠高速運送較長距離。
這樣，輥子48以合適的按壓力按壓在車輛14的表面上，且保護層形成材料可以施加在車輛14的表面上。這時，輥子48沿車輛14的表面結構上、下運動。因此，導軌56和第三氣壓缸52具有緩沖效果，且即使在凹入區域500和凸出區域502中，輥子48也能夠保持與表面緊密接觸，這樣，保護層形成材料能夠施加在車輛14的不平坦表面上。
換句話說，當輥子48經過凹入區域500和凸出區域502時，桿52a對應于凹入區域500的深度d或凸出區域502的高度d而伸出或后退。該伸出和后退作用通過導軌56而平滑地進行。而且，輥子48由導軌56支承。不管輥子48接收外部力的方向如何，施加在桿52a上的力總是沿軸向方向。
下面，將參考圖26來介紹根據輥子機構34的第三可選實施例的輥子機構34c。
如圖26所示，根據第三實施例的輥子機構34c具有兩個位于第三氣壓缸52和輥子機構34b的第三臂46之間的正交的移動基板60和62。第三氣壓缸52安裝在移動基板60上，并能夠沿箭頭X方向滑動。移動基板60安裝在移動基板62上，并能夠沿箭頭Y方向滑動。移動基板62安裝在第三臂46上。假定桿52a沿箭頭Z方向伸出和后退，箭頭X、Y、Z都相互正交。箭頭Y平行于輥子48的軸向方向。
通過使移動基板60和62置于第三氣壓缸52和第三臂46之間，輥子48能夠沿箭頭X方向和沿箭頭Y方向滑動，因此能夠在與箭頭Z正交的平面上沿任意方向運動。當保護層形成材料施加在車輛14上時，從車輛14的表面由輥子48接收的力不必與箭頭Z方向匹配，而是可以包括沿箭頭X方向和箭頭Y方向的分量。
在這種情況下，從車輛14的表面由移動基板60和62接收的垂直力(或者換句話說，沿箭頭Z方向的分量)能夠由桿52a吸收，且沿其它方向(箭頭X方向和箭頭Y方向)的力分量將由移動基板60和62吸收。因此，不會有過大的外力施加在管50和桿52a等上。而且，不會有過大反作用力施加在車輛14表面上。桿52a由導軌56支承，但是也可以由移動基板60和62更確實地支承和保護。
下面，將參考圖27和圖28來介紹根據輥子機構34的第四可選實施例的輥子機構34d。
如圖27所示，根據第四可選實施例的輥子機構34d包括第一托架64，該第一托架64從第三臂46伸出；第二托架66，該第二托架66與管50連接；以及多層板簧(緩沖機構)68，其將第一托架64和第二托架66連接在一起。
第二托架66與管22連接，并與管50接合。板簧68通過螺栓而固定在第一托架64和第二托架66上，且板簧68的數量可以改變，或者可以替換板簧68。通過增加或減小板簧68的數量，能夠調節按壓在車輛14的外表面上的力(按壓力調節機構)。
由于板簧68的效果，輥子48能夠沿與中心軸線C2正交的方向(換句話說，徑向方向)彈性移動，因此具有緩沖效果。而且，通過調節板簧68的數量，能夠改變彈性力。
如圖28所示，當對裝備有輥子機構34d的機器人16a進行運動教導，以便使機器人16a的第三臂46保持在離車輛14的表面適當距離處時，通過使板簧68適當地彎曲，這樣輥子48能夠通過板簧68的彈性力而按壓在車輛14的表面上。這時，第三臂46的運動教導可以這樣進行，即，第三臂46相對于車輛14的表面傾斜一定角度。輥子48按壓車輛14的按壓力能夠通過板簧68的彎曲量來調節。
通過這樣教導機器人16a的運動，輥子48甚至能夠與凹入區域500和凸出區域502保持緊密接觸，從而保護層形成材料能夠可靠地施加在不平坦表面上。而且，在進行運動教導時，不需要考慮凹入區域500和凸出區域502等。能夠容易地進行運動教導。
下面，將參考圖29和圖30介紹根據輥子機構34的第五可選實施例的輥子機構34e。
如圖29所示，根據第五可選實施例的輥子機構34e具有支承臂270，該支承臂270從第三臂46伸出；樞轉臂(緩沖機構)274，該樞轉臂274可繞樞軸(樞轉機構)272與支承臂270樞轉地連接，該樞軸272布置在支承臂270的端部處；以及保持器276，該保持器與樞轉臂274連接。輥子48的兩端由保持器276支承，且管22與輥子48的一端連接，用于將涂覆材料供給到輥子48中。輥子48可從保持器276拆卸。輥子48的中心軸線C2與樞軸272平行。
心軸支承件(按壓力調節機構)278布置在樞轉臂274的中心附近，且多個心軸板280支承在心軸支承件278上。優選地，心軸板280由具有相對較高比重的材料制成，例如鐵或鉛。
如圖30所示，當對具有輥子機構34e的機器人16a進行運動教導時，在機器人16a的第三臂46和車輛14的表面之間的距離為長度L。該長度L小于樞轉臂274的長度L3。
在第三臂46和車輛14的表面之間的距離基本保持在長度L。應當知道，在第三臂46和車輛14的表面之間的距離可以變化。例如，如果凹入區域500的深度d或凸出區域502的高度d較小，則操作人員可以不考慮較淺凹入區域500的深度d或者較低凸出區域502的高度d。從第三臂46至車輛14的表面的距離可以在凹入區域500處為L+d，或者在凸出區域502處為L-d。由于輥子機構34e的功能，因此該距離自動變化。由于操作人員不必考慮較淺凹入區域500或相對較低的凸出區域502，因此能夠容易地進行機器人16a的運動教導。在這種情況下，輥子48也能夠保持與凹入區域500和凸出區域502緊密接觸，且保護層形成材料能夠可靠地施加在不平坦表面上。
在輥子機構34e中，輥子48的重量能夠有效地用作對車輛14的按壓力，且該按壓力能夠通過改變支承在心軸支承件278上的心軸板280的數量而調節。例如，如果輥子48相對較重，則心軸板280的數量應當減少。如果輥子48相對較輕，則心軸板280的數量應當增加。通過改變心軸板280的重量，輥子48以適當的按壓力按壓在車輛14的表面上，且保護層形成材料能夠均勻地施加在車輛14的表面上。這時，由于按壓力施加在輥子48上，因此輥子48沿車輛14的表面樞轉。因此，即使存在凹入區域500和凸出區域502，保護層形成材料也能夠均勻地施加在不平坦表面上。換句話說，當輥子48在凹入區域500和凸出區域502上方運動時，樞轉臂274與凹入區域500的深度d或凸出區域502的高度d相對應地繞樞軸272平滑地樞轉。因此，輥子48對應于凸出區域502和凹入區域500的形狀而上、下運動。輥子48保持與不平坦表面接觸。
下面，如圖31所示，根據輥子機構34的第六可選實施例的輥子機構34f與具有保持器276的輥子機構34e類似，但是區別在于保持器276由管50代替，且輥子機構34f包括輥子48；管50，該管50支承輥子48；樞轉臂275；以及連接部件54，該連接部件54連接樞轉臂和管50。
在輥子機構34f中，輥子48能夠沿徑向方向自由地樞轉，且能夠獲得與輥子機構34e類似的優點。
下面，將參考圖32來介紹根據輥子機構34的第七可選實施例的輥子機構34g。
如圖32所示，根據第七可選實施例的輥子機構34g與輥子機構34e類似，但是區別在于樞軸272由萬向接頭350代替。換句話說，支承臂270和樞轉臂274通過萬向接頭350而連接在一起。萬向接頭350具有樞軸352，該樞軸352與樞軸272相對應，且樞軸354與樞軸352正交，并且樞轉臂274以能夠沿任意方向樞轉的方式被支承。
因此，輥子48能夠沿徑向方向或縱向方向(即，沿任意方向)而自由地樞轉。這種類型的輥子機構34g具有與輥子機構34e和34f相同的優點。由于輥子48能夠沿縱向方向樞轉，因此即使車輛14的表面沿縱向方向傾斜，輥子48也能夠保持與車輛14的表面的緊密接觸。
萬向接頭350可以由用于馬達等的旋轉軸的聯接器來代替。
而且，輥子機構34d、34e、34f和34g不需要任何促動器。輥子機構34d、34e、34f和34g簡單，且制造便宜。
通過這樣教導機器人16a的運動，輥子48保持與凹入區域500和凸出區域502緊密接觸，從而保護層形成材料能夠均勻地施加在不平坦表面上。而且，將在不考慮凹入區域500和凸出區域502的情況下進行運動教導，從而運動教導會比較容易。
輥子機構34-34g的功能可以組合和選擇使用。例如，輥子機構34c的移動基板60和62(見圖26)可以用于輥子機構34d或34e中。而且，支承輥子48的結構可以使用管50(見圖24)或保持器276(見圖29)。
而且，在任一輥子機構34-34g中，用作輥子48的緩沖件的部件(第一氣壓缸78、第二氣壓缸82、第三氣壓缸52、板簧68、樞轉臂274等)也可以具有合適的減振機構，以便控制振動。
而且，輥子機構34-34g具有將輥子48按壓在車輛14的表面上的結構，并對應于凹入和凸出區域而升高和降低輥子48。輥子48保持與車輛14的不平坦外表面緊密接觸，且能夠適當地施加保護層形成材料。
本發明的涂覆系統不限于上述實施例，當然可以在不脫離本發明的本質的情況下采用各種形式。
權利要求
1.一種涂覆系統，用于形成保護層，其包括涂覆裝置(16a)，該涂覆裝置可根據由操作人員教導的信息而運動，并布置在待涂覆物體(14)的輸送線附近；輥子機構(34)，該輥子機構具有輥子(48)和緩沖機構，所述輥子(48)與所述涂覆裝置(16a)連接；以及供給機構(150)，該供給機構向所述輥子(48)供給液體材料；其中，通過所述緩沖機構向所述輥子(48)施加力，以便使得所述輥子(48)與所述物體(14)的外表面的不平坦性相對應地運動，用于以所述液體材料來涂覆所述物體(14)，且所述液體材料被干燥以在所述物體(14)上形成可剝離保護層。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述涂覆裝置(16a)包括機器人，且待涂覆的所述物體(14)是車輛。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有力調節機構(278)，用于調節施加給所述外表面上的所述輥子(48)的力。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有用于使所述輥子(48)自由樞轉的機構(82、272)。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于所述樞轉機構(82、272)使得所述輥子(48)沿所述輥子(48)的徑向方向而自由樞轉。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)裝備有作為所述緩沖機構的氣壓缸(78、80)，且當所述輥子對應于所述外表面的不平坦性而運動時，所述輥子(48)彈性地按壓在待涂覆的所述物體(14)的外表面上。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，還包括調節器(182、200、213)，用于調節施加在所述氣壓缸(78、80)上的氣壓。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于所述氣壓缸(78、80)的桿(78a、80a)的各軸線與所述輥子(48)的軸線(C2)正交。
9.根據權利要求7所述的系統，其特征在于所述氣壓缸(78、80)包括第一氣壓缸(78)和第二氣壓缸(80)；所述輥子(48)與一樞轉部件(84)可樞轉地連接，所述輥子(48)沿徑向方向自由樞轉；以及所述第一氣壓缸(78)和所述第二氣壓缸(80)分別沿相反的方向在所述樞轉部件(84)上施加力。
10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括控制器(18)，用于控制所述涂覆裝置(16a)和所述輥子機構(34)；所述輥子(48)與一樞轉部件(84)連接，并沿徑向方向自由樞轉；所述輥子機構(34)具有第一氣壓缸(78)和第二氣壓缸(80)，該第一氣壓缸和第二氣壓缸分別使得所述樞轉部件(84)沿相反方向樞轉；所述控制器(18)通過在第一控制和第二控制之間進行轉換，而對應于所述涂覆裝置(16a)的運動來控制；所述第一控制產生第一驅動力，該第一驅動力用于沿所述樞轉部件(84)的樞轉方向按壓所述第一氣壓缸(78)和所述第二氣壓缸(80)中至少一個的桿(78a、80a)；以及所述第二控制產生第二驅動力，該第二驅動力用于使所述桿(78a、80a)與所述樞轉部件(84)分離。
11.根據權利要求10所述的系統，其特征在于所述控制器(18)對應于所述涂覆裝置(16a)的運動來提供第三控制，所述第三控制在所述第一氣壓缸(78)和所述第二氣壓缸(80)中產生第三驅動力，用于固定所述樞轉部件(84)；以及所述第三驅動力大于所述第一驅動力。
12.根據權利要求10所述的系統，其特征在于所述控制器(18)在所述第一控制中使得所述桿(78a、80a)后退。
13.根據權利要求10所述的系統，其特征在于，還包括第一驅動設置部件(184)，該第一驅動設置部件由所述控制器(18)控制，并設置所述第一氣壓缸(78)的驅動力和驅動方向；以及第二驅動設置部件(186)，該第二驅動設置部件由所述控制器(18)控制，并設置所述第二氣壓缸(80)的驅動力和驅動方向。
14.根據權利要求10所述的系統，其特征在于，還包括調節器(182、200、213)，該調節器用于設置在所述第一氣壓缸(78)和所述第二氣壓缸(80)中的至少一個上產生所述第一驅動力和/或所述第二驅動力的氣壓。
15.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有推力旋轉機構(69)，用于使所述輥子(48)繞軸線(C1)旋轉，該軸線(C1)與所述輥子的軸線(C2)正交。
16.根據權利要求15所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有樞轉機構(82、272)，用于使所述輥子(48)沿徑向方向樞轉。
17.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有縱向樞轉機構(310)，用于使所述輥子(48)沿縱向方向樞轉。
18.根據權利要求17所述的系統，其特征在于所述輥子機構(34)具有樞轉機構(82、272)，用于使所述輥子(48)沿徑向方向樞轉。
19.根據權利要求1所述的系統，其特征在于所述液體材料是丙烯酸基共聚物。
全文摘要
一種使用保護層形成材料的涂覆系統，其包括涂覆裝置(16a)，該涂覆裝置可根據由操作人員教導的信息而運動，并布置在待涂覆物體(14)的輸送線附近。該涂覆系統包括輥子機構(34)，該輥子機構具有輥子(48)和緩沖機構。該輥子(48)與涂覆裝置(16a)連接。該涂覆系統還包括供給機構，該供給機構向所述輥子(48)供給液體材料。液體材料被干燥以在物體(14)上形成可剝離保護層。通過緩沖機構向在物體(14)的外表面上的輥子(48)施加力。輥子(48)對應于外表面的不平坦性而升高和降低。
文檔編號B05C1/02GK1750888SQ20048000481
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月20日 優先權日2003年2月21日
發明者長瀨伴成, 大久保博美, 寺部正人, 濱里一郎 申請人:本田技研工業株式會社