CN102133560A - 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人 - Google Patents

一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN102133560A
CN102133560A CN2011100428311A CN201110042831A CN102133560A CN 102133560 A CN102133560 A CN 102133560A CN 2011100428311 A CN2011100428311 A CN 2011100428311A CN 201110042831 A CN201110042831 A CN 201110042831A CN 102133560 A CN102133560 A CN 102133560A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parallel
slide
connecting rod
straight
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100428311A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102133560B (zh
Inventor
邓嘉鸣
沈惠平
蒋益兴
李菊
丁磊
徐小东
徐伟
王凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHEJIANG LONGYOU LEIDI COATING EQUIPMENT CO Ltd
Changzhou University
Original Assignee
ZHEJIANG LONGYOU LEIDI COATING EQUIPMENT CO Ltd
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHEJIANG LONGYOU LEIDI COATING EQUIPMENT CO Ltd, Changzhou University filed Critical ZHEJIANG LONGYOU LEIDI COATING EQUIPMENT CO Ltd
Priority to CN201110042831A priority Critical patent/CN102133560B/zh
Publication of CN102133560A publication Critical patent/CN102133560A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102133560B publication Critical patent/CN102133560B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人，包括三自由度混联机构、一对横向平行直线机构和一对纵向平行直线机构，三自由度混联机构由包含一平行四边形结构的二滑块驱动平面并联机构和垂直于该运动平面的单自由度进给直线机构组成；又在输出连杆三(7)上固定安装一个垂直于其运动平面的单自由度进给直线机构，主喷枪(P)固定在沿导轨三(9)作直线进给的主滑座(8)上；进一步，一对横向平行直线机构和一对纵向平行直线机构均包含作直线运动的二个辅滑座以及分别固定在其上的二把喷枪，且二个辅滑座的运动方向平行；这对横向平行直线机构和这对纵向平行直线机构可以在平行平面内或同一平面内正交布置或成斜角布置。驱动主滑座(8)和所有辅滑座运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。该种五轴混联喷涂机器人具有结构简单、制造容易、控制解耦、运动工作空间大、定位精度高等优点，能实现高质量、高效率的喷涂，且工作可靠、操作简便。

Description

一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人
技术领域
本发明涉及一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人，具体地说是利用混联机构，为特别是长方形或长方形组合的平面型工业用品及生活制品等金属、塑料件的喷涂流水线提供一种新型高效的喷涂机器人机构。
背景技术
随着社会发展和人民生活水平的提高，市场对工业用品及生活制品(家用电器、仪器仪表外壳等)的表面处理提出了越来越高的要求，喷涂作为制品表面处理的一种方法和手段，其发展方兴未艾。目前国内外表面喷涂设备主要有水平往复自动喷涂机、垂直往复自动喷涂机、旋转喷涂机、多轴顶喷机、多关节喷涂机器人等。其中，各种喷涂机由于只能完成一些简单的往复直线运动，而工件表面的多样性及复杂性使得喷涂机的使用受到一定的限制。相对于喷涂机，多自由度喷涂机器人具有轨迹灵活、控制精度高、柔性大、工作范围太、易操作和维护、设备利用率高的优点，是高质量表面涂装(如汽车工业喷涂)的首选设备。目前，多自由度的喷涂机器人几乎都采用串联机构，而串联机构的某些本身所固有的缺陷，如误差积累效应、负载驱动能力有限等，且不适于大型平面型工件的流水线喷涂，从而限制了串联机器人的应用范围。相比于串联机构，混联机构具有负载能力强、高速高精度、控制解耦、工作空间大、运动惯量低等优点，弥补了串联机构的缺点并展示了潜在的广泛应用前景。为此，本发明针对大型扁平型立方体工件的流水线高效喷涂特点，将混联机构应用于喷涂工艺，提供一种控制解耦性很好的五自由度混联喷涂机器人机构。
发明内容
本发明提供的一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人，其技术方案是：包括三自由度混联机构、一对横向平行直线机构和一对纵向平行直线机构，所述的三自由度混联机构包括由固定在机架上的直线导轨一(A)及直线导轨二(B)、滑块一(1)、滑块二(2)、连杆一(5)、连杆二(6)组成的二滑块驱动平面并联机构，以及安装于连杆三(7)且垂直于其运动平面的单自由度进给直线机构；连杆一(5)的一端以转动副一(R3)联结与直线导轨一(A)构成移动副一(P1)的滑块一(1)，连杆二(6)的一端以转动副二(R6)联结与直线导轨二(B)构成移动副二(P2)的滑块二(2)，而连杆一(5)的一端与连杆二(6)以转动副三(R4)相连接；进一步，在连杆二(6)上的一点和滑块二(2)上的一点分别以转动副四(R5)、转动副五(R7)铰接一个由连杆三(7)、连杆四(6′)组成的II级杆组(R5-R8-R7)，并使转动副四(R5)、转动副六(R8)、转动副五(R7)、转动副二(R6)构成一平行四边形(R5-R8-R7-R6-R5)；然后，又在连杆三(7)上固定安装一个垂直于其运动平面的由导轨三(9)及主滑座(8)组成的单自由度进给直线机构，主喷枪(P)固定沿导轨三(9)作直线进给的主滑座(8)上，驱动主滑座(8)运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
又进一步，所述的一对横向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座一(4)、辅滑座二(4′)以及分别固定在其上的喷枪一(P4)、喷枪二(P4′)，且辅滑座一(4)和辅滑座二(4′)的运动方向平行；所述的一对纵向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座三(3)、辅滑座四(3′)以及分别固定在其上的喷枪三(P3)、喷枪四(P3′)，且辅滑座三(3)和辅滑座四(3′)的运动方向平行；驱动辅滑座一(4)、辅滑座二(4′)、辅滑座三(3)、辅滑座四(3′)运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动；且这对横向平行直线机构和这对纵向平行直线机构可以在平行平面内或同一平面内正交布置或成斜角布置。
该五轴混联喷涂机器人机构具有结构简单、制造容易、控制解耦、运动工作空间大、定位精度高等优点，能实现高质量、高效率的喷涂，且工作可靠、操作简便，特别适合用于长方形平面型金属件或塑料件的流水线喷涂。
附图说明
附图1为本发明的一种实施例机构示意图。
具体实施方式
附图1为本发明多喷枪协同式喷涂混联机器人的一个实施例，其技术方案是：它包括三自由度混联机构、一对横向平行直线机构和一对纵向平行直线机构，所述三自由度混联机构包括由固定在机架上的直线导轨一A及直线导轨二B、滑块一1、滑块二2、连杆一5、连杆二6组成的二滑块驱动平面并联机构，以及安装于连杆三(7)且垂直于其运动平面的单自由度进给直线机构；连杆一5的一端以转动副一R3联结与直线导轨一A构成移动副一P1的滑块一1，连杆二6的一端以转动副二R6联结与直线导轨二B构成移动副二P2的滑块二2，而连杆一5的一端与连杆二6以转动副三R4相连接；进一步，在连杆二6上的一点和滑块二2上的一点分别以转动副四R5、转动副五R7铰接一个由连杆三7、连杆四6′组成的II级杆组R5-R8-R7，并使转动副四R5、转动副六R8、转动副五R7、转动副二R6构成一平行四边形R5-R8-R7-R6-R5；然后，又在连杆三7上固定安装一个垂直于其运动平面的由导轨三9及主滑座8组成的单自由度进给直线机构，主喷枪P固定沿导轨三9作直线进给的主滑座8上，驱动主滑座8运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
所述的一对横向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座一4、辅滑座二4′以及分别固定在其上的喷枪一P4、喷枪二P4′，且辅滑座一4和辅滑座二4′的运动方向平行；所述的一对纵向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座三3、辅滑座四3′以及分别固定在其上的喷枪三P3、喷枪四P3′，且辅滑座三3和辅滑座四3′的运动方向平行；驱动辅滑座一4、辅滑座二4′、辅滑座三3、辅滑座四3′运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动；这对横向平行直线机构和这对纵向平行直线机构在同一平面内正交布置。
其工作原理是：当滑块一1、滑块二2分别沿直线导轨一A及直线导轨二B作往复直线移动时，可使主喷枪P在两导轨内侧作任意平面曲线运动，如滑块一1、滑块二2的速度大小和方向相同，主喷枪P可实现长距离直线喷涂；而单自由度进给直线机构作直线运动时，可满足工件表面不同距离的喷涂要求。另外，当喷枪一P4、喷枪二P4′做往复直线移动时，可喷涂工件宽度方向的二个侧面；而喷枪三P3、喷枪四P3′做往复直线移动时，可喷涂工件长度方向的二个侧面，因此，该喷涂机器人共有五个自由度，这些动作可同时协调进行，或根据工件的不同形状和尺寸，先后协调动作，这样，就减少了单枪式喷涂需要多次更换喷枪姿态、等待喷涂的辅助时间，大大提高了喷涂效率，且具有结构简单、制造容易、控制解耦、运动工作空间大、定位精度高、工作可靠、操作简便等优点。

Claims (2)

1.一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人，包括三自由度混联机构、一对横向平行直线机构和一对纵向平行直线机构，其特征在于所述三自由度混联机构包括由固定在机架上的直线导轨一(A)及直线导轨二(B)、滑块一(1)、滑块二(2)、连杆一(5)、连杆二(6)组成的二滑块驱动平面并联机构，以及安装于连杆三(7)且垂直于其运动平面的单自由度进给直线机构；连杆一(5)的一端以转动副一(R3)联结与直线导轨一(A)构成移动副一(P1)的滑块一(1)，连杆二(6)的一端以转动副二(R6)联结与直线导轨二(B)构成移动副二(P2)的滑块二(2)，而连杆一(5)的一端与连杆二(6)以转动副三(R4)相连接；进一步，在连杆二(6)上的一点和滑块二(2)上的一点分别以转动副四(R5)、转动副五(R7)铰接一个由连杆三(7)、连杆四(6′)组成的II级杆组(R5-R8-R7)，并使转动副四(R5)、转动副六(R8)、转动副五(R7)、转动副二(R6)构成一平行四边形(R5-R8-R7-R6-R5)；然后，又在连杆三(7)上固定安装一个垂直于其运动平面的由导轨三(9)及主滑座(8)组成的单自由度进给直线机构，主喷枪(P)固定沿导轨三(9)作直线进给的主滑座(8)上，驱动主滑座(8)运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动。
2.按权利要求1所述的多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人，其特征在于所述的一对横向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座一(4)、辅滑座二(4′)以及分别固定在其上的喷枪一(P4)、喷枪二(P4′)，且辅滑座一(4)和辅滑座二(4′)的运动方向平行；所述的一对纵向平行直线机构包含作直线运动的辅滑座三(3)、辅滑座四(3′)以及分别固定在其上的喷枪三(P3)、喷枪四(P3′)，且辅滑座三(3)和辅滑座四(3′)的运动方向平行；驱动辅滑座一(4)、辅滑座二(4′)、辅滑座三(3)、辅滑座四(3′)运动的动力可以是同步带驱动、丝杠驱动、齿条驱动或钢丝绳驱动；进一步，这对横向平行直线机构和这对纵向平行直线机构可以在平行平面内或同一平面内正交布置或成斜角布置。
CN201110042831A 2011-02-23 2011-02-23 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人 Expired - Fee Related CN102133560B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110042831A CN102133560B (zh) 2011-02-23 2011-02-23 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110042831A CN102133560B (zh) 2011-02-23 2011-02-23 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102133560A true CN102133560A (zh) 2011-07-27
CN102133560B CN102133560B (zh) 2012-09-19

Family

ID=44293565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110042831A Expired - Fee Related CN102133560B (zh) 2011-02-23 2011-02-23 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102133560B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105251642A (zh) * 2015-11-04 2016-01-20 和县隆盛精密机械有限公司 一种五轴机器人喷涂设备及工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0385755A1 (en) * 1989-03-03 1990-09-05 Nordson Corporation Spray gun with five axis movement
US5528955A (en) * 1994-09-08 1996-06-25 Hannaford; Blake Five axis direct-drive mini-robot having fifth actuator located at non-adjacent joint
CN101049692A (zh) * 2007-04-20 2007-10-10 天津大学 五自由度混联机器人
CN201389507Y (zh) * 2009-03-24 2010-01-27 洪世杰 五轴喷涂设备
CN101966501A (zh) * 2010-10-15 2011-02-09 江苏长虹涂装机械有限公司 一种基于三自由度并联机构的五自由度喷涂机器人
CN101966502A (zh) * 2010-10-15 2011-02-09 江苏长虹涂装机械有限公司 基于空间和平面三自由度并联机构的汽车喷涂混联机器人

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0385755A1 (en) * 1989-03-03 1990-09-05 Nordson Corporation Spray gun with five axis movement
US5528955A (en) * 1994-09-08 1996-06-25 Hannaford; Blake Five axis direct-drive mini-robot having fifth actuator located at non-adjacent joint
CN101049692A (zh) * 2007-04-20 2007-10-10 天津大学 五自由度混联机器人
CN201389507Y (zh) * 2009-03-24 2010-01-27 洪世杰 五轴喷涂设备
CN101966501A (zh) * 2010-10-15 2011-02-09 江苏长虹涂装机械有限公司 一种基于三自由度并联机构的五自由度喷涂机器人
CN101966502A (zh) * 2010-10-15 2011-02-09 江苏长虹涂装机械有限公司 基于空间和平面三自由度并联机构的汽车喷涂混联机器人

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《机械设计》 20090420 李菊、沈惠平等 平面全自动喷涂机的运动算法设计与研制 第59-61页 第26卷, 第4期 *
《西安交通大学学报》 20041110 何仲，卢秉恒等 面向汽车覆盖件模具快速开发的金属喷涂机器人研究 第1173-1171页 第38卷, 第11期 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105251642A (zh) * 2015-11-04 2016-01-20 和县隆盛精密机械有限公司 一种五轴机器人喷涂设备及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN102133560B (zh) 2012-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103010764B (zh) 一种平行杆码垛机机器人
CN102120205B (zh) 一种单喷枪喷涂五轴混联机器人
CN203992878U (zh) 四轴焊接机械手
CN203620850U (zh) 一种用于飞机尾翼的喷涂装备
CN103521381A (zh) 一种转台立柱式五自由度混联喷涂机器人
CN201940858U (zh) 数控齿轮倒角机自动上下料装置
CN205201513U (zh) 一种基于2r1t并联机构的五自由度混联机器人
CN103433168A (zh) 一种五自由度混联喷涂机器人
CN101862720B (zh) 一种用于流水生产作业的智能型喷涂装置
CN102886592A (zh) 双曲线轨迹定向切线恒速焊接机器人装置
CN209272774U (zh) 钢筋桁架xyz轴式焊接机构
CN102886591A (zh) 抛物线轨迹定向切线恒速焊接机器人装置
CN113893977A (zh) 一种铝型材液体涂料和粉体喷涂装置
CN103831193A (zh) 一种新型在线式选择性三防漆涂覆机
CN102133560B (zh) 一种多喷枪协同式喷涂五轴混联机器人
CN102764929B (zh) 椭圆轨迹定向切线恒速焊接机器人装置
CN202668223U (zh) 三轴式龙门机器人
CN202212308U (zh) 防腐涂装自动化施工装置
CN204470842U (zh) 一种多轴自动焊接装置
CN201862518U (zh) 一种三自由度平面并联机构及喷涂机器人
CN202377140U (zh) 七活动度喷涂机器人机构
CN101966506A (zh) 平面三自由度并联机构及喷涂机器人
CN204725493U (zh) 一种管件作业机器人
CN103521403A (zh) 发电机底盘油箱自动喷涂机
CN206631832U (zh) 钢板预处理喷漆系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120919

Termination date: 20130223