[實用新型]基于空間和平面三自由度并聯機構的汽車噴涂混聯機器人

無效

• 申請號: 201020569144.6
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN201807494U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 仇洪根;劉辛軍;王立平;吳超
• 申請（專利權）人: 江蘇長虹涂裝機械有限公司
• 主分類號: B05B13/04
• 分類號: B05B13/04;B05B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及機械制造領域，具體涉及一種能夠應用于汽車整車噴涂生產領域的一種模塊化組合噴涂機器人。

背景技術

隨著現代汽車工業的迅速發展，汽車型號和車體設計的不斷調整，國內汽車生產正在向大規模、高質量和低成本的方向發展，汽車車身噴涂是汽車制造中最主要的生產工藝之一，它不僅能夠提高汽車產品的耐蝕性，延長汽車使用壽命，它還最直接地體現了汽車外表面顏色、光澤和亮度質量的優劣，是人們對汽車質量最直觀的評價，所以它對汽車市場競爭力的有著最直接的影響。在此背景下，傳統的手工噴涂已經無法滿足大多數整車廠車身涂裝的要求，噴涂技術一步步的從手工噴涂、半自動噴槍噴涂發展到了如今的機器人自動噴涂，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。機器人的作用是控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離。到目前為止，噴涂機器人已成為國內市場上運用最多的工業機器人之一。

噴涂機器人有如下優點：

◆柔性大，工作范圍大，可現實多品種車型的混線生產，如轎車、旅行車、皮卡等車身混線生產；

◆軌跡靈活，可完成車身噴涂任務，仿形噴涂軌跡精確，提高了涂膜的均勻性，降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料的利用率，對環境保護也起到了一定的作用；

◆易操作和維護，可離線編程，大大縮短現場調試時間，模塊化的設計可實現快速安裝和更換元器件，極大地縮短維修時間；

◆設備利用率高，往復式自動噴涂機利用率一般僅為40％-60％，而噴涂機器人的利用率可達90％-95％。

噴涂機器人已成為汽車工業噴涂生產線和首選設備，然而由于我國工業機器人技術的局限，自主研發的噴涂機器人往往存在精度不夠，控制能力低下的缺點，目前我國大多數汽車涂裝生產線仍然在采用自動噴涂機設備，少數企業所采用的自動噴涂機器人大部分都是來自國外的設備制造商，成套引進這些設備不僅價格昂貴，而且維護成本高，一旦設備出現故障，維修周期較長，更甚者有可能在維修期間導致整條生產線的停產，造成企業巨大的資源浪費和財產損失，因此實現自動靜電涂裝設備的國產化，提高對噴涂機器人的研究水平，打破國外廠商的技術壟斷成為當前亟需解決的問題，這對于我國機器人產業以及汽車產業具有重大意義。

另外通過調研發現，現已應用的傳統噴涂機器人都是采用仿人手臂的串聯機器人，通過對運動軌跡的合理規劃完成自動化噴涂作業。但由于我國制造業整體技術水平的限制，至今未能對串聯機器人的精度不高問題做出實質性的突破，串聯式噴涂機器人的控制相對較復雜，此外國外相關專利還對其在我國的應用進行了種種束縛，所以發明新型的噴涂作業機器人對我國的汽車工業而言是一個迫在眉睫的任務。

而并、混聯機器人是由多個支鏈構成的閉環機構，相對于傳統的串聯機器人具有以下優點：結構簡單緊湊、剛度高、無誤差積累、運動部件質量小、易于實現高速運動、容易實現加工模塊化、運動學簡單、具有解耦或者部分解耦的特性，解耦運動對機構的運動控制和軌跡規劃都有一定意義。這些優點在一定程度上彌補了串聯機構的不足。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提出一種方便制造、易于控制的基于空間和平面三自由度并聯機構的模塊化組合的汽車噴涂混聯機器人。該組合機器人擁有并、混聯機構的優點，更能適應汽車整車的噴涂作業任務，并可對不同形狀和規格的汽車整車進行噴涂作業。

本實用新型提出一種基于空間和平面三自由度并聯機構的汽車噴涂混聯機器人，其包括一個龍門機架和四個噴涂作業模塊單元，所述噴涂作業模塊單元分別由具有三個支鏈的空間三自由度并聯機器人和具有兩個支鏈的平面三自由度五桿組合機器人構成，其中第一噴涂作業模塊和第四噴涂作業模塊結構相同，分別是對稱安裝在龍門機架的兩個立柱導軌上的空間三自由度并聯機器人，該三自由度并聯機器人可以在立柱導軌上往復移動，所述的立柱導軌可以豎直或傾斜放置；第二噴涂作業模塊和第三噴涂作業模塊結構相同，分別是固接在各自的運動機架上的平面三自由度五桿組合機器人，所述的平面三自由度五桿組合機器人由平面三自由度五桿并聯機構和同步帶機構兩部分組成，所述運動機架和龍門機架的上橫梁通過移動副連接后可以實現在上橫梁導軌上往復水平移動，所述龍門機架可在水平導軌上實現水平移動，通過將龍門機架的水平運動與所述噴涂作業模塊單元的運動相結合，可控制各個噴涂模塊單元的霧化器噴頭的位姿，從而完成對待噴涂汽車的整車噴涂作業。