[發明專利]串聯九自由度噴涂機器人

有效

• 申請號: 201811029450.8
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108942894B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李艷文;齊有泉;谷林;鐘銘;楊曉坤;孔繁棟;齊兆旭;邢珂
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/06;B05B13/04;B25J11/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

本發明涉及一種噴涂設備，具體涉及一種串聯九自由度噴涂機器人。包括：工作執行機構，工作定位機構和輔助支撐機構，所述工作執行機構與工作定位機構串聯連接；本發明在結構方面采用9R主體結構和輔助支撐裝置相結合的形式，既滿足操作靈活性又解決部分關節負載過大的問題，運動空間方面采用特殊的9軸串聯設計使得其能夠進入半封閉空間進行噴涂作業，具有較大的靈活工作空間。在驅動控制方面，關節控制容易，能夠實現不同模式的控制方案；工作定位機構和輔助支撐機構協同控制，工作執行機構單獨控制；在防撞設計上采用固定區域檢測和軌跡預測相結合。

技術領域

本發明涉及一種噴涂設備，具體涉及一種串聯九自由度噴涂機器人。

背景技術

噴涂是制造業中一道必不可少的工序，噴涂中的主要問題是，在噴涂過程中構成的漆霧和揮發出來的溶劑，會產生大量苯、醛類等有害物質，造成嚴重的環境污染，又不利于操作人員的健康。以自動化噴涂來取代傳統的人工噴涂的需求顯得尤為迫切，但目前的噴涂設備大多受限于工作空間特性、研制成本等，因此研究噴涂機器人技術，對滿足日益增長的復雜構件自動化噴涂具有非常重要的意義。目前噴涂機器人多為6軸或7軸串聯機器人，廣泛應用于汽車制造業和家具生產等行業，其作業空間均為開放式。目前對于環形工件內表面噴涂作業，在6軸工業機器人基礎上引入3軸轉臺構成9軸機器人噴涂系統。對于大多數空間內表面尤其是近似封閉空間的多腔室、多隔壁結構的工件的噴涂作業仍依賴人工噴涂。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種采用9R主體結構和輔助支撐裝置相結合的串聯九自由度噴涂機器人。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種串聯九自由度噴涂機器人，包括：工作定位機構、工作執行機構和輔助支撐機構，所述工作定位機構與工作執行機構串聯連接。

所述工作定位機構由基座平臺、第一旋轉關節、第一連桿、第一俯仰關節、第二連桿和第三俯仰關節構成，所述基座平臺與第一連桿通過轉動副連接構成第一旋轉關節，所述第一連桿與第二連桿通過轉動副連接構成第一俯仰關節，所述第二連桿與第一關節鏈組件通過轉動副連接構成第三俯仰關節；

所述工作執行機構由第一關節鏈組件、第二關節鏈組件和第三關節鏈組件依次串聯而成；

所述第一關節鏈組件包括第三連桿、第二旋轉關節、第四連桿和第四俯仰關節，所述第三連桿與第四連桿通過轉動副連接，構成第二旋轉關節，所述第四連桿與第二關節鏈組件通過轉動副連接，構成第四俯仰關節；

所述第二關節鏈組件與第一關節鏈組件連接類型相同，所述第三關節鏈組件與第一關節鏈組件連接類型相同；

所述輔助支撐機構由第二俯仰關節、第九連桿、第一移動關節、第十連桿、第二移動關節、和導軌構件構成，所述第九連桿與第二連桿通過轉動副連接構成第二俯仰關節，所述第九連桿與第十連桿通過移動副連接構成第一移動關節，所述第十連桿與導軌構件通過移動副連接構成第二移動關節，所述導軌構件與第一連桿剛性連接。

一種串聯九自由度噴涂機器人噴涂方法，所述的串聯九自由度噴涂機器人進行噴涂。

所述的方法包括以下步驟：

(1)為工件的第二腔體內表面進行噴涂工作，通過工作定位機構將工作執行機構穿過第一腔孔運送至第二腔體中，再由工作執行機構對其內表面進行噴涂工作；

(2)當第二腔體噴涂完畢后，通過工作定位機構以及工作執行機構的配合將工作執行機構退回第一腔體，對第一腔體進行噴涂；

(3)第一腔體噴涂完畢后，整體機構撤出第一腔體，將工件旋轉180度即可進行對第三腔體的噴涂。

本發明的有益效果在于：

本發明在結構方面采用9R(R表示轉動副)主體結構和輔助支撐裝置相結合的形式，既滿足操作靈活性又解決部分關節負載過大的問題。