CN108406806A - 一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人 - Google Patents
一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,包括位置调节装置和机械臂,所述机械臂安装在位置调节装置上,通过调节位置调节装置调整机械臂的位置,所述位置调节装置包括X轴移动平台,所述X轴移动平台包括移动导轨和X轴滑块;所述X轴滑块上方设有第一驱动电机,所述第一驱动电机通过转轴连接齿轮,所述第一驱动电机连接的齿轮与齿条相对应,所述长方体凹槽的宽度大于U型轨道的宽度,所述机械臂设置在X轴滑块的上方。本发明所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人设有三维移动平台工作空间范围大,可充分,完整覆盖整个对象表面,完成整机喷涂作业,可以根据工件的尺寸进行快速的位置调节,可以满足大型工件的喷涂作业。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域,尤其是涉及一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人。
背景技术
涂装作业易燃易爆,且漆雾有毒有害,对工人的健康及生命产生很大威胁。现有的喷涂工作还存在使用人工喷涂的情况,不仅影响工人的身体健康,喷涂效率向对于机器人也较低,并且人工喷涂也不均匀,特别是对大型的工件,还需要采用多种升降或者移动设备挪动工人的位置,程序较为繁琐。而现有的一些机器人进行喷涂工作时,自由度不够,需要反复的移动来调整位置。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,以解决现有的采用人工喷涂,影响工人身体健康,并且效率低;并且现有的机器人喷涂自由度不够,需要反复的调节位置的情况。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,包括位置调节装置和机械臂,所述机械臂安装在位置调节装置上,通过调节位置调节装置调整机械臂的位置,
所述位置调节装置包括X轴移动平台,所述X轴移动平台包括移动导轨和X轴滑块,所述移动导轨包括U型轨道、齿条、限位轨道,所述限位轨道和齿条都安装在U型轨道内,所述齿条与限位轨道、U型轨道相互平行,且长度相同,所述齿条的一侧均匀设有啃合齿;
所述X轴滑块下方设有长方体凹槽,所述X轴滑块扣合在所述U型轨道上,所述X轴滑块上方设有第一驱动电机,所述第一驱动电机通过转轴连接齿轮,所述第一驱动电机连接的齿轮与齿条相对应,所述长方体凹槽的宽度大于U型轨道的宽度,所述机械臂设置在X轴滑块的上方。
进一步的,所述X轴移动平台包括两个移动导轨,每个所述移动导轨对应设有一个X轴滑块,所述长方体凹槽中还设有与限位轨道对应的限位槽,所述限位槽为凹槽朝下的槽体结构,所述限位轨道设置在限位槽的凹槽中,通过所述限位槽限制X轴滑块沿X轴移动平台的移动导轨移动。
进一步的,所述移动导轨的端部还设有风琴防护罩;
所述移动导轨的底部还设有固定底座,通过所述固定底座对X轴移动平台的移动导轨进行支撑、固定。
进一步的,两个所述X轴滑块的上表面安装固定板,两个X轴滑块共用一块固定板,所述固定板上方设有连接梁,所述连接梁的上方水平设有支撑横梁,且垂直于X轴移动平台的移动导轨,所述支撑横梁的上方安装Y轴移动平台;
所述Y轴移动平台包括两个移动导轨和Y轴滑块,两个移动导轨平行设置在支撑横梁上表面,所述Y轴滑块的结构与X轴滑块的结构相同;
Y轴移动平台的两个移动导轨上方各设有一个Y轴滑块,所述Y轴滑块上方设有第二驱动电机,通过第二驱动电机驱动Y轴滑块沿Y轴移动平台的移动导轨移动。
进一步的,所述固定板、连接梁、支撑横梁为一体成型;
所述支撑横梁上方的两个移动导轨之间还设有连接架,所述连接架用于连接固定两个移动导轨;
所述X轴滑块和Y轴滑块的两侧下方向内侧弯折90°形成限位板,所述U型轨道的两侧上端安装有对应的限位钢条,所述限位钢条安装在限位板和长方体凹槽上表面之间。
进一步的,两个所述Y轴滑块之间设有Z轴移动平台,所述Z轴移动平台包括竖向设置的Z轴安装架和安装在Z轴安装架上的Z轴移动导轨,所述Z轴移动导轨为两个,两个Z轴移动导轨平行设置,所述Z轴移动导轨对应设有Z轴滑车,所述Z轴滑车对应设有驱动电机,两个移动导轨之间设有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠与驱动电机配合设置,通过驱动电机驱动Z轴滑车沿Z轴移动导轨滑动,所述机械臂横向安装在Z轴滑车上。
进一步的,所述Z轴滑车两侧设有限位挡板,所述限位挡板扣合在Z轴安装架上,并与Z轴安装架滑动连接;
所述Z轴安装架下方通过Z轴平台基座安装在两个Z轴滑块的上方;所述Z轴基座包括两块L型钢板,所述L型钢板一条边固定在Y轴滑块上方,另一条边固定在Z轴安装架上。
进一步的,所述Y轴滑块上方还安装有喷涂柜安装架,所述喷涂柜安装在喷涂柜安装架上,所述Y轴滑块上方还安装有线缆盒,所述线缆盒用于盛放线缆;
所述Y轴滑块上方还设有拖链、拖链架、拖链盒和第二驱动电机,所述第二驱动电机与第一驱动电机外侧都设有电机罩,拖链用于固定线缆。
进一步的,所述机械臂包括安装底座、连接臂、以及连接臂之间设置的关节、以及设置在机械臂前端的喷枪,所述安装底座用于将机械臂固定在位置调节装置上;
所述连接臂为多个,两个连接臂之间设有关节;每个所述关节包括两个伺服电机,一个为水平伺服电机,一个为垂直伺服电机,两个伺服电机的运行方向垂直,两个伺服电机之间通过连接板连接,通过驱动伺服电机驱动关节前端的机械臂水平或者垂直转动。
进一步的,所述安装底座和第一节的连接臂之间还设有伸缩杆,所述伸缩杆包括外套杆和内套杆,所述外套杆后端与安装底座之间通过连接轴连接,所述连接轴对应设有伺服电机;
所述内套杆的端部通过关节连接第一节连接臂。
相对于现有技术,本发明所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人具有以下优势:
(1)本发明所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人设有三维移动平台工作空间范围大,可充分,完整覆盖整个对象表面,完成整机喷涂作业,可以根据工件的尺寸进行快速的位置调节,可以满足大型工件的喷涂作业。
(2)本发明所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人的X轴移动平台和Y轴移动平台结构稳定,二者之间通过固定板、连接梁、支撑横梁进行刚性连接,不仅提高了不同移动平台调节的时候整体的稳定性,还使得位置调节更加灵活。
(3)本发明所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人的机械臂设有伸缩臂和多个连接臂、关节,能够多自由度调节喷枪的方向。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人整体结构示意图;
图2为本发明实施例所述的X轴移动平台结构图;
图3为本发明实施例所述的Y轴移动平台结构图;
图4为本发明实施例所述的Z轴移动平台结构图;
图5为本发明实施例所述的机械臂结构图。
附图标记说明:
1-X轴移动平台;11-固定底座;12-风琴防护罩;13-X轴滑块;14-U型轨道;15-限位轨道;16-齿条;17-限位钢条;2-连接梁;3-支撑横梁;4-Y轴移动平台;41-连接架;42-Y轴滑块;5-机械臂;51-安装底座;52-连接轴;53-外套杆;54-内套杆;55-关节;56-连接臂;57-喷枪;6-Z轴移动平台;61-Z轴安装架;62-Z轴滑车;63-Z轴基座;7-拖链;8-喷涂柜;9-拖链盒。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1,图2所示,一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,包括位置调节装置和机械臂5,所述机械臂5安装在位置调节装置上,通过调节位置调节装置调整机械臂5的位置,
所述位置调节装置包括X轴移动平台1,所述X轴移动平台1包括移动导轨和X轴滑块13,所述移动导轨包括U型轨道14、齿条16、限位轨道15,所述限位轨道15和齿条16都安装在U型轨道14内,所述齿条16与限位轨道15、U型轨道14相互平行,且长度相同,所述齿条16的一侧均匀设有啃合齿;
所述X轴滑块13下方设有长方体凹槽,所述X轴滑块13扣合在所述U型轨道14上,所述X轴滑块13上方设有第一驱动电机,所述第一驱动电机通过转轴连接齿轮,所述第一驱动电机连接的齿轮与齿条16相对应,所述长方体凹槽的宽度大于U型轨道14的宽度,所述机械臂5设置在X轴滑块13的上方。第一驱动电机驱动齿轮转动,齿轮与齿条16相互配合,使X轴滑块13沿移动导轨进行滑动;
所述X轴移动平台1包括两个移动导轨,每个所述移动导轨对应设有一个X轴滑块13,所述长方体凹槽中还设有与限位轨道15对应的限位槽,所述限位槽为凹槽朝下的槽体结构,所述限位轨道15设置在限位槽的凹槽中,通过所述限位槽限制X轴滑块13沿X轴移动平台1的移动导轨移动。
所述移动导轨的端部还设有风琴防护罩12;风琴防护罩12用于固定移动轨道和限位钢条17。
所述移动导轨的底部还设有固定底座11,通过所述固定底座11对X轴移动平台1的移动导轨进行支撑、固定。
如图3所示,两个所述X轴滑块13的上表面安装固定板,两个X轴滑块13共用一块固定板,所述固定板上方设有连接梁2,所述连接梁2的上方水平设有支撑横梁3,且垂直于X轴移动平台1的移动导轨,所述支撑横梁3的上方安装Y轴移动平台4;
所述Y轴移动平台4包括两个移动导轨和Y轴滑块42,两个移动导轨平行设置在支撑横梁3上表面,所述Y轴滑块42的结构与X轴滑块13的结构相同;
Y轴移动平台4的两个移动导轨上方各设有一个Y轴滑块42,所述Y轴滑块42上方设有第二驱动电机,通过第二驱动电机驱动Y轴滑块42沿Y轴移动平台4的移动导轨移动。
所述固定板、连接梁2、支撑横梁3为一体成型;
所述支撑横梁3上方的两个移动导轨之间还设有连接架41,所述连接架41用于连接固定两个移动导轨;连接架41还起到限宽的作用,便于安装,又有效的提高了Y轴移动平台4的稳定性。
所述X轴滑块13和Y轴滑块42的两侧下方向内侧弯折90°形成限位板,所述U型轨道14的两侧上端安装有对应的限位钢条17,所述限位钢条17安装在限位板和长方体凹槽上表面之间。
如图4所示两个所述Y轴滑块42之间设有Z轴移动平台6,所述Z轴移动平台6包括竖向设置的Z轴安装架61和安装在Z轴安装架61上的Z轴移动导轨,所述Z轴移动导轨为两个,两个Z轴移动导轨平行设置,所述Z轴移动导轨对应设有Z轴滑车62,所述Z轴滑车62对应设有驱动电机,两个移动导轨之间设有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠与驱动电机配合设置,通过驱动电机驱动Z轴滑车62沿Z轴移动导轨滑动,所述机械臂5横向安装在Z轴滑车62上。
所述Z轴滑车62两侧设有限位挡板,所述限位挡板扣合在Z轴安装架61上,并与Z轴安装架61滑动连接;
所述Z轴安装架61下方通过Z轴平台基座安装在两个Z轴滑块的上方;所述Z轴基座63包括两块L型钢板,所述L型钢板一条边固定在Y轴滑块42上方,另一条边固定在Z轴安装架61上。
所述Y轴滑块42上方还安装有喷涂柜8安装架,所述喷涂柜8安装在喷涂柜8安装架上,所述Y轴滑块42上方还安装有线缆盒,所述线缆盒用于盛放线缆;
所述Y轴滑块42上方还设有拖链7、拖链架、拖链盒9和第二驱动电机,所述第二驱动电机与第一驱动电机外侧都设有电机罩。拖链7用于在移动过程中固定线缆。
如图5所示,所述机械臂5包括安装底座51、连接臂56、以及连接臂56之间设置的关节55、以及设置在机械臂5前端的喷枪57,所述安装底座51用于将机械臂5固定在位置调节装置上;
所述连接臂56为多个,两个连接臂56之间设有关节55;每个所述关节55包括两个伺服电机,一个为水平伺服电机,一个为垂直伺服电机,两个伺服电机的运行方向垂直,两个伺服电机之间通过连接板连接,通过驱动伺服电机驱动关节55前端的机械臂5水平或者垂直转动。
所述安装底座51和第一节的连接臂56之间还设有伸缩杆,所述伸缩杆包括外套杆53和内套杆54,所述外套杆53后端与安装底座51之间通过连接轴52连接,所述连接轴52对应设有伺服电机;
所述内套杆54的端部通过关节55连接第一节连接臂56。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:包括位置调节装置和机械臂(5),所述机械臂(5)安装在位置调节装置上,通过调节位置调节装置调整机械臂(5)的位置,
所述位置调节装置包括X轴移动平台(1),所述X轴移动平台(1)包括移动导轨和X轴滑块(13),所述移动导轨包括U型轨道(14)、齿条(16)、限位轨道(15),所述限位轨道(15)和齿条(16)都安装在U型轨道(14)内,所述齿条(16)与限位轨道(15)、U型轨道(14)相互平行,且长度相同,所述齿条(16)的一侧均匀设有啃合齿;
所述X轴滑块(13)下方设有长方体凹槽,所述X轴滑块(13)扣合在所述U型轨道(14)上,所述X轴滑块(13)上方设有第一驱动电机,所述第一驱动电机通过转轴连接齿轮,所述第一驱动电机连接的齿轮与齿条(16)相配合,所述长方体凹槽的宽度大于U型轨道(14)的宽度,所述机械臂(5)设置在X轴滑块(13)的上方。
2.根据权利要求1所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述X轴移动平台(1)包括两个移动导轨,每个所述移动导轨对应设有一个X轴滑块(13),所述长方体凹槽中还设有与限位轨道(15)对应的限位槽,所述限位槽为凹槽朝下的槽体结构,所述限位轨道(15)设置在限位槽的凹槽中,通过所述限位槽限制X轴滑块(13)沿X轴移动平台(1)的移动导轨移动。
3.根据权利要求1所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述移动导轨的端部还设有风琴防护罩(12);
所述移动导轨的底部还设有固定底座(11),通过所述固定底座(11)对X轴移动平台(1)的移动导轨进行支撑、固定。
4.根据权利要求2所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:两个所述X轴滑块(13)的上表面安装固定板,两个X轴滑块(13)共用一块固定板,所述固定板上方设有连接梁(2),所述连接梁(2)的上方水平设有支撑横梁(3),且垂直于X轴移动平台(1)的移动导轨,所述支撑横梁(3)的上方安装Y轴移动平台(4);
所述Y轴移动平台(4)包括两个移动导轨和Y轴滑块(42),两个移动导轨平行设置在支撑横梁(3)上表面,所述Y轴滑块(42)的结构与X轴滑块(13)的结构相同;
Y轴移动平台(4)的两个移动导轨上方各设有一个Y轴滑块(42),所述Y轴滑块(42)上方设有第二驱动电机,通过第二驱动电机驱动Y轴滑块(42)沿Y轴移动平台(4)的移动导轨移动。
5.根据权利要求4所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述固定板、连接梁(2)、支撑横梁(3)为一体成型;
所述支撑横梁(3)上方的两个移动导轨之间还设有连接架(41),所述连接架(41)用于连接固定两个移动导轨;
所述X轴滑块(13)和Y轴滑块(42)的两侧下方向内侧弯折90°形成限位板,所述U型轨道(14)的两侧上端安装有对应的限位钢条(17),所述限位钢条(17)安装在限位板和长方体凹槽上表面之间。
6.根据权利要求4所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:两个所述Y轴滑块(42)之间设有Z轴移动平台(6),所述Z轴移动平台(6)包括竖向设置的Z轴安装架(61)和安装在Z轴安装架(61)上的Z轴移动导轨,所述Z轴移动导轨为两个,两个Z轴移动导轨平行设置,所述Z轴移动导轨对应设有Z轴滑车(62),所述Z轴滑车(62)对应设有驱动电机,两个移动导轨之间设有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠与驱动电机配合设置,通过驱动电机驱动Z轴滑车(62)沿Z轴移动导轨滑动,所述机械臂(5)横向安装在Z轴滑车(62)上。
7.根据权利要求6所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述Z轴滑车(62)两侧设有限位挡板,所述限位挡板扣合在Z轴安装架(61)上,并与Z轴安装架(61)滑动连接;
所述Z轴安装架(61)下方通过Z轴平台基座安装在两个Z轴滑块的上方;所述Z轴基座(63)包括两块L型钢板,所述L型钢板一条边固定在Y轴滑块(42)上方,另一条边固定在Z轴安装架(61)上。
8.根据权利要求4所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述Y轴滑块(42)上方还安装有喷涂柜(8)安装架,所述喷涂柜(8)安装在喷涂柜(8)安装架上,所述Y轴滑块(42)上方还安装有线缆盒,所述线缆盒用于盛放线缆;
所述Y轴滑块(42)上方还设有拖链(7)、拖链架、拖链盒(9)和第二驱动电机,所述第二驱动电机与第一驱动电机外侧都设有电机罩,拖链(7)用于固定线缆。
9.根据权利要求1所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述机械臂(5)包括安装底座(51)、连接臂(56)、以及连接臂(56)之间设置的关节(55)、以及设置在机械臂(5)前端的喷枪(57),所述安装底座(51)用于将机械臂(5)固定在位置调节装置上;
所述连接臂(56)为多个,两个连接臂(56)之间设有关节(55);每个所述关节(55)包括两个伺服电机,一个为水平伺服电机,一个为垂直伺服电机,两个伺服电机的运行方向垂直,两个伺服电机之间通过连接板连接,通过驱动伺服电机驱动关节(55)前端的机械臂(5)水平或者垂直转动。
10.根据权利要求9所述的用于喷涂大尺寸工件的喷涂机器人,其特征在于:所述安装底座(51)和第一节的连接臂(56)之间还设有伸缩杆,所述伸缩杆包括外套杆(53)和内套杆(54),所述外套杆(53)后端与安装底座(51)之间通过连接轴(52)连接,所述连接轴(52)对应设有伺服电机;
所述内套杆(54)的端部通过关节(55)连接第一节连接臂(56)。
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