專利名稱：基于平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組合噴涂機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種能夠應(yīng)用于汽車整車噴涂的模塊化組合 噴涂機(jī)器人。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車型號(hào)和車體設(shè)計(jì)的不斷調(diào)整，國(guó)內(nèi)汽車生產(chǎn) 正在向大規(guī)模、高質(zhì)量和低成本的方向發(fā)展，汽車車身噴涂是汽車制造中最主要的生產(chǎn)工 藝之一，它不僅能夠提高汽車產(chǎn)品的耐蝕性，延長(zhǎng)汽車使用壽命，它還最直接地體現(xiàn)了汽車 外表面顏色、光澤和亮度質(zhì)量的優(yōu)劣，是人們對(duì)汽車質(zhì)量最直觀的評(píng)價(jià)，所以它對(duì)汽車市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)力的有著最直接的影響。在此背景下，傳統(tǒng)的手工噴涂已經(jīng)無(wú)法滿足大多數(shù)整車廠車 身涂裝的要求，噴涂技術(shù)一步步的從手工噴涂、半自動(dòng)噴槍噴涂發(fā)展到了如今的機(jī)器人自 動(dòng)噴涂，只有采用機(jī)器人才能適應(yīng)這種頻繁變化的生產(chǎn)要求。機(jī)器人的作用是控制噴槍，使 之在噴涂過(guò)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(jī)器人已成 為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上運(yùn)用最多的工業(yè)機(jī)器人之一。噴涂機(jī)器人成為汽車工業(yè)噴涂生產(chǎn)線和首選設(shè)備，然而由于我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 的局限，自主研發(fā)的噴涂機(jī)器人往往存在精度不夠，控制能力低下的缺點(diǎn)，目前我國(guó)大多數(shù) 汽車涂裝生產(chǎn)線仍然在采用自動(dòng)噴涂機(jī)設(shè)備，少數(shù)企業(yè)所采用的自動(dòng)噴涂機(jī)器人大部分都 是來(lái)自國(guó)外的設(shè)備制造商，成套引進(jìn)這些設(shè)備不僅價(jià)格昂貴，而且維護(hù)成本高，一旦設(shè)備出 現(xiàn)故障，維修周期較長(zhǎng)，更甚者有可能在維修期間導(dǎo)致整條生產(chǎn)線的停產(chǎn)，造成企業(yè)巨大的 資源浪費(fèi)和財(cái)產(chǎn)損失，因此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)靜電涂裝設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，提高對(duì)噴涂機(jī)器人的研究水 平，打破國(guó)外廠商的技術(shù)壟斷成為當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題，這對(duì)于我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)以及汽車 產(chǎn)業(yè)具有重大意義。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已應(yīng)用的傳統(tǒng)噴涂機(jī)器人都是采用仿人手臂的串聯(lián)機(jī)器人，通 過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的合理規(guī)劃完成自動(dòng)化噴涂作業(yè)。但由于我國(guó)制造業(yè)整體技術(shù)水平的限制， 至今未能對(duì)串聯(lián)機(jī)器人的精度不高問(wèn)題做出實(shí)質(zhì)性的突破，串聯(lián)式噴涂機(jī)器人的控制相對(duì) 較復(fù)雜，而且這種串聯(lián)式機(jī)器人由于結(jié)構(gòu)形式單一，很難取得知識(shí)產(chǎn)權(quán)突破。并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由多個(gè)支鏈構(gòu)成的閉環(huán)機(jī)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、剛度高、單位重量上承載能力大、無(wú)誤差積累、運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量小、易于實(shí)現(xiàn)高 速運(yùn)動(dòng)，軌跡易于控制等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)在一定程度上彌補(bǔ)了串聯(lián)機(jī)構(gòu)的不足。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種方便制造、易于控制的基于平面三自由度 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模塊化組合噴涂機(jī)器人，該組合機(jī)器人同時(shí)擁有并聯(lián)機(jī)構(gòu)和串聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)， 更能適應(yīng)汽車整車噴涂作業(yè)任務(wù)。本發(fā)明提供一種基于平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組合噴涂機(jī)器人，其包括一個(gè)龍門 機(jī)架和四個(gè)噴涂作業(yè)模塊單元，所述噴涂作業(yè)模塊單元均由安裝在龍門機(jī)架上的平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成，所述噴涂作業(yè)模塊單元包括第一噴涂作業(yè)模塊、第二噴涂作業(yè)模塊、 第三噴涂作業(yè)模塊及第四噴涂作業(yè)模塊，所述第一噴涂作業(yè)模塊和第二噴涂作業(yè)模塊結(jié)構(gòu) 相同，分別對(duì)稱安裝在龍門機(jī)架的兩個(gè)立柱上；所述第三噴涂作業(yè)模塊和第四噴涂作業(yè)模 塊結(jié)構(gòu)相同，分別固接在各自的運(yùn)動(dòng)滑塊上，所述運(yùn)動(dòng)滑塊和龍門機(jī)架的上橫梁通過(guò)移動(dòng) 副連接，可以實(shí)現(xiàn)在上橫梁導(dǎo)軌上往復(fù)水平移動(dòng)，所述龍門機(jī)架可在水平導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)水平 移動(dòng)，通過(guò)將龍門機(jī)架的水平運(yùn)動(dòng)與所述噴涂作業(yè)模塊單元的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可控制各個(gè)噴 涂模塊單元的噴頭的位姿，從而完成對(duì)整個(gè)待噴涂零件的噴涂作業(yè)。本發(fā)明所述的組合噴涂機(jī)器人，其中第一噴涂作業(yè)模塊和第二噴涂作業(yè)模塊均是 三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均具有機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)支架和連接機(jī)架和動(dòng)平臺(tái)支架之間的左支鏈和 右支鏈、以及連接右支鏈和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，所述的左支鏈和右支鏈結(jié)構(gòu)對(duì)稱， 其中左支鏈包括左連桿、左滑塊及第一運(yùn)動(dòng)副組，所述的第一運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成 連接機(jī)架和左滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接左滑塊和左連桿之間的移動(dòng)副、連接左連桿和動(dòng)平 臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；右支鏈包括右連桿、右滑塊及第二運(yùn)動(dòng)副組，所述第二運(yùn)動(dòng)副組由三 個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接機(jī)架和右滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接右滑塊和右連桿之間的移動(dòng)副、連接 右連桿和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿及第三運(yùn)動(dòng)副 組，所述第三運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊和右支鏈中的右連桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng) 副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng)連桿之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。本發(fā)明所述的組合噴涂機(jī)器人，其中左支鏈和右支鏈控制安裝側(cè)面霧化噴頭的動(dòng) 平臺(tái)支架的位置以實(shí)現(xiàn)其兩個(gè)移動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈控制安裝側(cè)面霧化噴頭的動(dòng)平臺(tái)支架 的姿態(tài)以實(shí)現(xiàn)其一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。本發(fā)明所述的組合噴涂機(jī)器人，其中第三噴涂作業(yè)模塊和第四噴涂作業(yè)模塊均是 三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均具有運(yùn)動(dòng)機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)、連接運(yùn)動(dòng)機(jī)架和動(dòng)平臺(tái)之間的移動(dòng)左支鏈 和移動(dòng)右支鏈、連接移動(dòng)左支鏈和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈、連接移動(dòng)右支鏈和鉸接塊之 間的轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈，所述的移動(dòng)左支鏈包括移動(dòng)左滑塊、移動(dòng)左連桿及運(yùn)動(dòng)副組I，所述的運(yùn) 動(dòng)副組I由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接移動(dòng)左滑塊和運(yùn)動(dòng)機(jī)架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接移動(dòng)左滑塊 和移動(dòng)左連桿之間的移動(dòng)副、連接移動(dòng)左連桿和動(dòng)平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述的移動(dòng)右支鏈 包括移動(dòng)右滑塊、移動(dòng)右連桿及運(yùn)動(dòng)副組II，所述的運(yùn)動(dòng)副組II由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接 移動(dòng)右滑塊和運(yùn)動(dòng)機(jī)架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接移動(dòng)右滑塊和移動(dòng)右連桿之間的移動(dòng)副，連接 移動(dòng)右連桿和動(dòng)平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿及運(yùn) 動(dòng)副組III，所述的運(yùn)動(dòng)副組III由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊和移動(dòng)左連桿之間的 轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿和鉸接塊之間的轉(zhuǎn) 動(dòng)副；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿及運(yùn)動(dòng)副組IV，所述的運(yùn)動(dòng)副組IV 由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊和移動(dòng)右連桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng) 右連桿之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。本發(fā)明中的動(dòng)平臺(tái)和鉸接塊之間通過(guò)移動(dòng)副連接，上部霧化噴頭安裝在動(dòng)平臺(tái) 上，移動(dòng)左支鏈和移動(dòng)右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)的位置實(shí)現(xiàn)其兩個(gè)移動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈和轉(zhuǎn) 動(dòng)右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)的姿態(tài)以實(shí)現(xiàn)其一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。本發(fā)明中的四個(gè)噴涂作業(yè)模塊在結(jié)構(gòu)上可以完全相同。本發(fā)明所述的組合噴涂機(jī)器人，可用于汽車整車的噴涂作業(yè)。
本發(fā)明中提到基于平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組合噴涂機(jī)器人有如下優(yōu)點(diǎn)(1)結(jié) 構(gòu)對(duì)稱，易于制造，成本較低，更容易實(shí)現(xiàn)模塊化加工；(2)其速度快、靈活性好；(3)相對(duì)于 串聯(lián)機(jī)構(gòu)更容易控制，噴涂精度易于保證；(4)工作空間大，在導(dǎo)軌上可實(shí)現(xiàn)大范圍移動(dòng)； (5)柔性程度高，可適應(yīng)不同汽車整車的噴涂作業(yè)環(huán)境，更可以根據(jù)需要增加噴涂作業(yè)單元 模塊。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的第三、第四噴涂作業(yè)模塊示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的第一、第二噴涂作業(yè)模塊示意圖；圖中，①-第一噴涂作業(yè)模塊、②-第四噴涂作業(yè)模塊、③_第三噴涂作業(yè)模塊、 ④_第二噴涂作業(yè)模塊、15-底板、16-水平導(dǎo)軌、17-龍門機(jī)架、18-第三噴涂作業(yè)模塊運(yùn) 動(dòng)滑塊、19-上橫梁導(dǎo)軌、110-第四噴涂作業(yè)模塊運(yùn)動(dòng)滑塊、111-待噴涂汽車、112-水平導(dǎo) 軌；21-動(dòng)平臺(tái)、22-轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊、23-轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿、24-移動(dòng)右滑塊、25-移動(dòng)右連桿、26-運(yùn) 動(dòng)機(jī)架、27-移動(dòng)左滑塊、28-移動(dòng)左連桿、29-轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿、210-轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊、211-鉸接塊、 212-上部霧化噴頭；31-動(dòng)平臺(tái)支架、32-轉(zhuǎn)動(dòng)連桿、33-轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊、34-右連桿、35-右滑塊、 36-機(jī)架、37-左滑塊、38-左連桿、39-側(cè)面霧化噴頭。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的基于平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的模塊化組合汽車整機(jī)噴涂機(jī)器人，結(jié)合附圖 1-3及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下如圖1所示，是一種對(duì)汽車整車完成自動(dòng)噴涂作業(yè)的組合噴涂機(jī)器人，其包括一 個(gè)龍門機(jī)架17和四個(gè)噴涂作業(yè)模塊單元。所述的噴涂作業(yè)模塊分別是第一噴涂作業(yè)模塊 ①、第四噴涂作業(yè)模塊②、第三噴涂作業(yè)模塊③、第二噴涂作業(yè)模塊④，這四個(gè)噴涂作業(yè)模 塊單元均是平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人。其中，第一噴涂作業(yè)模塊①和第二噴涂作業(yè)模塊④ 結(jié)構(gòu)完全相同，分別對(duì)稱安裝在龍門機(jī)架17的兩個(gè)立柱上；所述的第三噴涂作業(yè)模塊③和 第四噴涂作業(yè)模塊②結(jié)構(gòu)也完全相同，分別固定連接在第三噴涂作業(yè)模塊運(yùn)動(dòng)滑塊18和 第四噴涂作業(yè)模塊運(yùn)動(dòng)滑塊110上，所述的運(yùn)動(dòng)滑塊18、110分別和龍門機(jī)架17的上橫梁 導(dǎo)軌19通過(guò)移動(dòng)副連接，就可以實(shí)現(xiàn)在上橫梁導(dǎo)軌19上的水平移動(dòng)。該龍門機(jī)架17是可 移動(dòng)的，其可以在水平導(dǎo)軌16、112上實(shí)現(xiàn)大范圍的水平移動(dòng)。通過(guò)將龍門機(jī)架17的水平 運(yùn)動(dòng)與四個(gè)噴涂作業(yè)模塊單元的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可控制各個(gè)噴涂模塊單元的噴頭的位姿，完 成對(duì)待噴涂汽車111的整車噴涂作業(yè)。 如圖2所示，第三噴涂作業(yè)模塊③和第四噴涂作業(yè)模塊②結(jié)構(gòu)完全相同，都是平 面三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均包括運(yùn)動(dòng)機(jī)架26、動(dòng)平臺(tái)21和連接運(yùn)動(dòng)機(jī)架26和動(dòng)平臺(tái)21之 間的對(duì)稱的移動(dòng)左支鏈和移動(dòng)右支鏈、以及連接移動(dòng)左支鏈和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈， 連接移動(dòng)右支鏈和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈。所述的移動(dòng)左支鏈包括移動(dòng)左滑塊27、移 動(dòng)左連桿28及運(yùn)動(dòng)副組I，所述的運(yùn)動(dòng)副組I由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接移動(dòng)左滑塊27和運(yùn) 動(dòng)機(jī)架26之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接移動(dòng)左滑塊27和移動(dòng)左連桿28之間的移動(dòng)副，連接移動(dòng)左 連桿28和動(dòng)平臺(tái)21之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述的移動(dòng)右支鏈包括移動(dòng)右滑塊24、移動(dòng)右連桿25及運(yùn)動(dòng)副組II，所述的運(yùn)動(dòng)副組II由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接移動(dòng)右滑塊24和運(yùn)動(dòng)機(jī)架 26之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接移動(dòng)右滑塊24和移動(dòng)右連桿25之間的移動(dòng)副，連接移動(dòng)右連桿25 和動(dòng)平臺(tái)21之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊210、轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿29、及 運(yùn)動(dòng)副組III，所述的運(yùn)動(dòng)副組III由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊210和移動(dòng)左連桿 28之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊210和轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿29之間的移動(dòng)副，連接轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿29 和鉸接塊211之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊22、轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿23、及運(yùn) 動(dòng)副組IV，所述的運(yùn)動(dòng)副組IV由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊22和移動(dòng)右連桿25之 間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊22和轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿23之間的移動(dòng)副，連接轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿23和鉸 接塊211之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。其中動(dòng)平臺(tái)21和鉸接塊211之間通過(guò)移動(dòng)副連接，上部霧化噴頭 212安裝在動(dòng)平臺(tái)21上。由上述的運(yùn)動(dòng)機(jī)架26、動(dòng)平臺(tái)21和移動(dòng)左、右支鏈、轉(zhuǎn)動(dòng)左、右支 鏈一起構(gòu)成第一組平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人，其中移動(dòng)左支鏈和移動(dòng)右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)21 的位置(兩個(gè)移動(dòng)自由度)，轉(zhuǎn)動(dòng)左、右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)21的姿態(tài)(一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)。如圖3所示，第一噴涂作業(yè)模塊①和第二噴涂作業(yè)模塊④結(jié)構(gòu)完全相同，均是平 面三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均包括機(jī)架36、動(dòng)平臺(tái)支架31和連接機(jī)架36和動(dòng)平臺(tái)支架31之 間的左支鏈和右支鏈、以及連接右支鏈和動(dòng)平臺(tái)支架31之間的轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈。所述的左支鏈、 右支鏈結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其中左支鏈包括左連桿38、左滑塊37、及第一運(yùn)動(dòng)副組，所述的第一運(yùn) 動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接機(jī)架36和左滑塊37之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接左滑塊37和左連 桿38之間的移動(dòng)副、連接左連桿38和動(dòng)平臺(tái)支架31之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；右支鏈包括右連桿 34、右滑塊35及第二運(yùn)動(dòng)副組，所述的第二運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接機(jī)架36和右 滑塊35之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接右滑塊35和右連桿34之間的移動(dòng)副、連接右連桿34和動(dòng)平臺(tái) 支架31之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。所述的轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊33、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿32、及第三運(yùn)動(dòng)副組， 所述第三運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊33和右支鏈中的右連桿34之間的轉(zhuǎn) 動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊33和轉(zhuǎn)動(dòng)連桿32之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿32和動(dòng)平臺(tái)支架31之 間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。由上述機(jī)架36、動(dòng)平臺(tái)支架31和左支鏈、右支鏈、轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈一起構(gòu)成了第二組 平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人，其中左、右支鏈控制安裝側(cè)面霧化噴頭39的動(dòng)平臺(tái)支架31的位 置(兩個(gè)移動(dòng)自由度)，轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈控制安裝側(cè)面霧化噴頭39的動(dòng)平臺(tái)支架31的姿態(tài)(一個(gè) 轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)。工作時(shí)，待噴涂的汽車111通過(guò)拖鏈在底板15上勻速水平移動(dòng)，安裝四個(gè)噴涂作 業(yè)模塊的龍門機(jī)架17在水平導(dǎo)軌112、16上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)將龍門機(jī)架17的水平運(yùn)動(dòng)、和 四個(gè)對(duì)稱放置的噴涂作業(yè)模塊的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可以完成對(duì)絕大多數(shù)的汽車整車的噴涂 作業(yè)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第一組平面三自由度機(jī)構(gòu)和第二組平面三自由度機(jī)構(gòu) 完全相同，即所述四個(gè)噴涂作業(yè)模塊的結(jié)構(gòu)完全相同。在該實(shí)施例中，龍門機(jī)架上安裝了四個(gè)噴涂作業(yè)模塊，可以理解的是，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可在不超出本發(fā)明的條件下，適當(dāng)調(diào)整噴涂作業(yè)模塊的數(shù)量，并對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯 而易見(jiàn)的替換或修改，來(lái)適應(yīng)不同形狀和規(guī)格的待噴涂汽車的噴涂作業(yè)環(huán)境。
權(quán)利要求
一種基于平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組合噴涂機(jī)器人，其包括一個(gè)龍門機(jī)架和四個(gè)噴涂作業(yè)模塊單元，所述噴涂作業(yè)模塊單元均由安裝在龍門機(jī)架上的平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成，所述噴涂作業(yè)模塊單元包括第一噴涂作業(yè)模塊、第二噴涂作業(yè)模塊、第三噴涂作業(yè)模塊及第四噴涂作業(yè)模塊，所述第一噴涂作業(yè)模塊和第二噴涂作業(yè)模塊結(jié)構(gòu)相同，分別對(duì)稱安裝在龍門機(jī)架的兩個(gè)立柱上；所述第三噴涂作業(yè)模塊和第四噴涂作業(yè)模塊結(jié)構(gòu)相同，分別固接在各自的運(yùn)動(dòng)滑塊上，所述運(yùn)動(dòng)滑塊和龍門機(jī)架的上橫梁通過(guò)移動(dòng)副連接，可以實(shí)現(xiàn)在上橫梁導(dǎo)軌上往復(fù)水平移動(dòng)，所述龍門機(jī)架可在水平導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，通過(guò)將龍門機(jī)架的水平運(yùn)動(dòng)與所述噴涂作業(yè)模塊單元的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可控制各個(gè)噴涂模塊單元的噴頭的位姿，從而完成對(duì)整個(gè)待噴涂零件的噴涂作業(yè)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合噴涂機(jī)器人，其中第一噴涂作業(yè)模塊和第二噴涂作業(yè)模塊 均是三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均具有機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)支架和連接機(jī)架和動(dòng)平臺(tái)支架之間的左支 鏈和右支鏈、以及連接右支鏈和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈，所述的左支鏈和右支鏈結(jié)構(gòu) 對(duì)稱，其中左支鏈包括左連桿、左滑塊及第一運(yùn)動(dòng)副組，所述的第一運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副 組成連接機(jī)架和左滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接左滑塊和左連桿之間的移動(dòng)副、連接左連桿和 動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；右支鏈包括右連桿、右滑塊及第二運(yùn)動(dòng)副組，所述第二運(yùn)動(dòng)副組 由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接機(jī)架和右滑塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接右滑塊和右連桿之間的移動(dòng)副、 連接右連桿和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿及第三運(yùn) 動(dòng)副組，所述第三運(yùn)動(dòng)副組由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊和右支鏈中的右連桿之間的 轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng)連桿之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿和動(dòng)平臺(tái)支架之間的轉(zhuǎn)動(dòng) 副。
3.如權(quán)利要求2所述的組合噴涂機(jī)器人，其中左支鏈和右支鏈控制側(cè)面安裝霧化噴頭 的動(dòng)平臺(tái)支架的位置以實(shí)現(xiàn)其兩個(gè)移動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)支鏈控制安裝側(cè)面霧化噴頭的動(dòng)平臺(tái) 支架的姿態(tài)以實(shí)現(xiàn)其一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
4.如權(quán)利要求1所述的組合噴涂機(jī)器人，其中第三噴涂作業(yè)模塊和第四噴涂作業(yè)模塊 均是三自由度并聯(lián)機(jī)器人，均具有運(yùn)動(dòng)機(jī)架、動(dòng)平臺(tái)、連接運(yùn)動(dòng)機(jī)架和動(dòng)平臺(tái)之間的移動(dòng)左 支鏈和移動(dòng)右支鏈、連接移動(dòng)左支鏈和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈、連接移動(dòng)右支鏈和鉸接 塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈，所述移動(dòng)左支鏈包括移動(dòng)左滑塊、移動(dòng)左連桿及運(yùn)動(dòng)副組I，所述運(yùn) 動(dòng)副組I由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接移動(dòng)左滑塊和運(yùn)動(dòng)機(jī)架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接移動(dòng)左滑塊 和移動(dòng)左連桿之間的移動(dòng)副、連接移動(dòng)左連桿和動(dòng)平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述移動(dòng)右支鏈包 括移動(dòng)右滑塊、移動(dòng)右連桿及運(yùn)動(dòng)副組II，所述運(yùn)動(dòng)副組II由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接移動(dòng) 右滑塊和運(yùn)動(dòng)機(jī)架之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接移動(dòng)右滑塊和移動(dòng)右連桿之間的移動(dòng)副、連接移動(dòng) 右連桿和動(dòng)平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿及運(yùn)動(dòng)副組 III，所述運(yùn)動(dòng)副組III由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊和移動(dòng)左連桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、 連接轉(zhuǎn)動(dòng)左滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿之間的移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)左連桿和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所 述轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈包括轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊、轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿及運(yùn)動(dòng)副組IV，所述運(yùn)動(dòng)副組IV由三個(gè)運(yùn)動(dòng)副 組成連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊和移動(dòng)右連桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)右滑塊和轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿之間的 移動(dòng)副、連接轉(zhuǎn)動(dòng)右連桿和鉸接塊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。
5.如權(quán)利要求4所述的組合噴涂機(jī)器人，其中動(dòng)平臺(tái)和鉸接塊之間通過(guò)移動(dòng)副連接， 上部霧化噴頭安裝在動(dòng)平臺(tái)上，移動(dòng)左支鏈和移動(dòng)右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)的位置實(shí)現(xiàn)其兩個(gè)移動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)左支鏈和轉(zhuǎn)動(dòng)右支鏈控制動(dòng)平臺(tái)的姿態(tài)以實(shí)現(xiàn)其一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
6.如權(quán)利要求1所述的組合噴涂機(jī)器人，其中四個(gè)噴涂作業(yè)模塊在結(jié)構(gòu)上可以完全相同。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的組合噴涂機(jī)器人，可用于汽車整車的噴涂作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的組合噴涂機(jī)器人，其包括一個(gè)龍門機(jī)架和四個(gè)噴涂作業(yè)模塊單元，所述噴涂作業(yè)模塊單元均由安裝在龍門機(jī)架上的平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)成，第一噴涂作業(yè)模塊和第二噴涂作業(yè)模塊結(jié)構(gòu)相同，分別對(duì)稱安裝在龍門機(jī)架的兩個(gè)立柱上；第三噴涂作業(yè)模塊和第四噴涂作業(yè)模塊結(jié)構(gòu)相同，分別固接在各自的運(yùn)動(dòng)滑塊上，所述運(yùn)動(dòng)滑塊和龍門機(jī)架的上橫梁通過(guò)移動(dòng)副連接，可以實(shí)現(xiàn)在上橫梁導(dǎo)軌上往復(fù)水平移動(dòng)，所述龍門機(jī)架可在水平導(dǎo)軌上實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，通過(guò)將龍門機(jī)架的水平運(yùn)動(dòng)與所述噴涂作業(yè)模塊單元的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可控制各個(gè)噴涂模塊單元的噴頭的位姿，從而完成對(duì)整個(gè)待噴涂零件的噴涂作業(yè)。本發(fā)明中的組合噴涂機(jī)器人的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，靈活性好、精度和剛度高，易于制造，方便控制，容易實(shí)現(xiàn)模塊化，柔性程度高，并可對(duì)不同汽車整車進(jìn)行噴涂作業(yè)。
文檔編號(hào)B05B13/04GK101966504SQ20101050759
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者仇洪根, 劉辛軍, 王立平, 謝福貴, 陳祥 申請(qǐng)人:江蘇長(zhǎng)虹涂裝機(jī)械有限公司