[發(fā)明專利]一種用于汽車車身噴涂的混聯(lián)機器人裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510016639.3
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN104589311A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳軍;張彬彬;王立平;李鐵民
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J5/02;B05B13/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖;張寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械制造領(lǐng)域，具體涉及一種能夠應(yīng)用于汽車整車噴涂生產(chǎn)領(lǐng)域的一種模塊化混聯(lián)噴涂機器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展帶來汽車型號的迅速變化和車體設(shè)計的不斷調(diào)整，只有采用機器人才能適應(yīng)這種頻繁變化的生產(chǎn)要求。從20世紀90年代起汽車工業(yè)開始引入機器人來代替人工噴涂和噴涂機械，同時開始使用機器人進行內(nèi)表面的自動噴涂。涂裝機器人正是適應(yīng)大規(guī)模、高質(zhì)量、低成本和環(huán)保節(jié)能的要求而產(chǎn)生的。因此涂裝機器人技術(shù)在汽車涂裝領(lǐng)域的運用越來越廣泛。

目前，在國內(nèi)廣泛使用的、有代表性的噴涂機器人絕大多數(shù)都是串聯(lián)機器人，比如日本的川崎噴涂機器人、本田EJ?6軸噴涂機器人、FANUC?P200E?6軸噴涂機器人、DuRR?ECO?RP?6/7軸噴涂機器人、ABB?IRB-54000-22噴涂機器人。國內(nèi)汽車廠使用這些噴涂機器人過程中，普遍存在消化難、維修難、升級難等問題，難以真正發(fā)揮設(shè)備的作用。

并聯(lián)機器人是由多個支鏈構(gòu)成的閉環(huán)機構(gòu)，相對于傳統(tǒng)的串聯(lián)機器人具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于實現(xiàn)加工模塊化，運動部件質(zhì)量小，易于實現(xiàn)高速運動，機構(gòu)動力學(xué)性能好、易于實現(xiàn)反饋控制，無積累誤差、運動精度高。而串聯(lián)機構(gòu)具有工作空間大等優(yōu)點。結(jié)合串聯(lián)機構(gòu)和并聯(lián)機構(gòu)的優(yōu)點，開發(fā)混聯(lián)機器人將具有更大優(yōu)勢。我國在并聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)和樣機建造等方面進行了大量的研究，一些研究成果處于國際前列。利用并聯(lián)機構(gòu)開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的混聯(lián)噴涂機器人，打破我國汽車工業(yè)噴涂機器人主要依賴進口的被動局面，這對于我國機器人產(chǎn)業(yè)以及汽車產(chǎn)業(yè)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于汽車車身噴涂的混聯(lián)機器人裝置，使其擁有并聯(lián)機構(gòu)的高速、高精度、高剛度、易于制造的優(yōu)點，又擁有串聯(lián)機構(gòu)工作空間大的優(yōu)點，更適應(yīng)于汽車車身的噴涂作業(yè)任務(wù)，可針對不同形狀和規(guī)格的汽車車身進行噴涂作業(yè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于汽車車身噴涂的混聯(lián)機器人裝置，其特征在于：包括一個龍門機架、左地面水平導(dǎo)軌、右地面水平導(dǎo)軌、左三自由度并聯(lián)機構(gòu)、右三自由度并聯(lián)機構(gòu)和六自由度并聯(lián)機構(gòu)；所述的龍門機架安裝在左地面水平導(dǎo)軌和右地面水平導(dǎo)軌上；所述的左三自由度并聯(lián)機構(gòu)和右三自由度并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，分別對稱安裝在龍門機架的左立柱導(dǎo)軌和右立柱導(dǎo)軌上；所述的左三自由度并聯(lián)機構(gòu)包括左滑塊、右滑塊、第一機架、裝有霧化器的第一運動平臺、第一分支、第二分支和第三分支；所述的第一分支、第二分支和第三分支分別連接于第一機架和第一運動平臺之間，并與第一機架和第一運動平臺構(gòu)成空間閉環(huán)機構(gòu)；所述的左三自由度并聯(lián)機構(gòu)通過左滑塊和右滑塊安裝在龍門機架的左立柱導(dǎo)軌上；所述的左滑塊和右滑塊分別對稱固接在第一機架的背面；所述的第一分支分別通過第一轉(zhuǎn)動副和第一虎克副與第一機架和第一運動平臺連接；所述的第一分支包括第一桿件和第二桿件，第一桿件和第二桿件之間通過第二轉(zhuǎn)動副連接；所述的第一轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線與第二轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線平行；所述的第二分支與第一分支結(jié)構(gòu)相同，第二分支分別通過第三轉(zhuǎn)動副和第二虎克副與第一機架和第一運動平臺連接；所述的第三分支分別通過第四轉(zhuǎn)動副和第一球副與第一機架和第一運動平臺連接；所述的第三分支包括第三桿件和第四桿件，第三桿件和第四桿件之間通過第五轉(zhuǎn)動副連接；所述的第四轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線和第五轉(zhuǎn)動副的轉(zhuǎn)動軸線平行；