[发明专利]一种模块化喷涂装置

说明书

技术领域

本发明属于机械制造设计领域，具体涉及高灵活度、高柔性的模块化喷涂机器人。

背景技术

到目前为止，喷涂机器人已成为市场上运用最多的工业机器人之一。作为世界范围内制造业的重要基地，中国对喷涂机器人的需求量也日益增大。机器人喷涂在国外是一项成熟的技术，已经有三十多年的研究和发展历史。随着喷涂机器人的技术不断创新，喷涂精度空前提高，在世界发达国家喷涂机器人得到了广泛的应用。著名的国外喷涂机器人厂家有瑞典的ABB、德国的Dürr(杜尔)与EISANMANN(艾森曼)、日本的安川，同时德国的KUKA公司、日本的FANUC公司以及美国的ADEPT公司均有生产喷涂机器人。同时还有很多小的生产企业生产和研发的静电粉末喷涂机器人，在喷涂机器人领域以及相关的喷涂技术领域都具有丰富的经验与技术。

喷涂机器人在国内始于上世纪七十年代初，起初国内研究机构对喷涂机器人的研究大多基于对国外喷涂机器人的使用经验的基础上开展，研发周边技术和配套设施以利于更好的应用喷涂机器人。近年来由于国内机械制造业(汽车制造业，工程机械制造业等)的发展和需求，我国的许多汽车厂家和制造业公司也正在开发和研究适合自己的喷涂机器人。由此对喷涂机器人本体的创新研究和机构的原始创新，对拥有自主知识产权，提高产品竞争力显得尤为重要。

随着国内汽车市场的蓬勃发展，汽车产量的大量提升，汽车制造业在国家的重点关注和支持下得到了长足的发展。汽车制造主要由冲压、焊装、涂装、总装四大工艺组成，涂装工艺涉及机械、电气、化工、环保等诸多科技技术，占四大工艺投资额40％以上，是汽车制造业的关键工艺。由此看出，喷涂是汽车制造中最主要的生产工艺之一，它不仅能够提高汽车产品的耐蚀性，延长汽车使用寿命，它还最直接地体现了汽车外表面颜色、光泽和亮度质量的优劣，是人们对汽车质量最直观的评价，所以它对汽车市场竞争力的有着最直接的影响。然而决定喷涂质量的最重要的因素是喷涂机器人。喷涂机器人的喷涂质量较人工喷涂和往复机喷涂的效果明显提高，喷涂效率高，喷涂表面质量稳定，工人劳动条件好，能降低动力消耗，受到了几乎所有规模化企业的涂装线的青睐和广泛采用。喷涂机器人有如下优点：

1.轨迹灵活，可完成车身内表面和外表面的喷涂任务，仿形喷涂轨迹精确，提高了涂膜的均匀性，降低过喷涂量和清洗溶剂的用量，提高材料的利用率，对环境保护也起到了一定的作用；

2.柔性大，工作范围大，可现实多品种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮卡等车身混线生产；

3.易操作和维护，可离线编程，大大缩短现场调试时间，模块化的设计可实现快速安装和更换元器件，极大地缩短维修时间；

4.设备利用率高，往复式自动喷涂机利用率一般仅为40％-60％，而喷涂机器人的利用率可达90％-95％。

然而，随着我国汽车工业的高速发展。对汽车产品产量和质量提出了更高的要求，现有自动喷涂机大多存在柔性较低、喷涂轨迹单一化、灵活性低、浪费油漆等缺点，已经不能适应当前汽车生产的柔性化的订单生产模式，严重制约了当前汽车工业的发展。由此，研发新的高灵活性，高柔度，高效率的喷涂机器人已显得尤为重要，对提高国家制造业水平有着深远意义。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题，以适应涂装生产线对喷涂机器人柔性化、灵活度和自动化水平的更高需求，发明了一种新的喷涂装置。

根据本发明的模块化喷涂装置，其特征在于，该喷涂装置包括行走机架单元和喷涂作业模块单元两个部分，所述行走机架单元由水平转盘、水平滑块、水平导轨、竖直导轨和竖直滑块组成；其中所述喷涂作业模块单元的底盘安装在行走机架单元的竖直滑块上，且随着竖直滑块在竖直导轨上能够实现上下往复移动，同时喷涂作业模块单元能绕着自身底盘的中心轴线实现自转；所述竖直导轨通过水平转盘安装在水平滑块上，一方面绕着转盘中心轴线自转，另一方面随着水平滑块在水平导轨上往复移动；所述行走机架单元为喷涂作业模块单元提供了沿水平导轨和竖直导轨的两个移动自由度方向的大范围移动能力，并提供了沿着底盘中心轴线和水平转盘中心轴线的两个转动自由度方向的大范围转动能力。