[发明专利]一种联动喷涂大型表面结构的混联机器人

说明书

本发明公开了一种联动喷涂大型表面结构的混联机器人，包括有空中三自由度移动机构和喷涂机械臂两个部分，空中三自由度移动机构包括有X向移动机构、Y向移动机构和Z向移动机构，X向移动机构的X向移动桁架两端导向移动在X向导向滑轨上，X向导向滑轨与厂房钢结构相连固定，Y向移动机构通过Y向移动框架上端的导向组件导向安装在X向移动桁架上，Z向移动机构的Z向移动机械臂平台导向安装在Y向移动框架上，喷涂机械臂的底座安装在空中三自由度移动机构的Z向移动机械臂平台上，空中三自由度移动机构驱动喷涂机械臂在空间实现三个方向的平移运动。本发明具有喷漆效率高、喷漆均匀、运动空间大、定位精确、重心稳定晃动小和有效避免涂料对人体造成长期伤害等优点。

技术领域：

本发明涉及机器人技术应用领域，主要涉及一种联动喷涂大型表面结构的混联机器人。

背景技术：

火车，飞机等大型表面喷漆的方式包括人工喷漆和自动喷漆，无论是哪种方式，整个流程大致包括剥除原漆、磨平、上底漆、喷上新漆，喷涂工艺复杂。然而随着工业发展对喷涂精度和效率要求越来越高。人工喷漆存在几个主要的问题：

1.人工喷漆效率较低，整机喷漆连续工作的时间较长。

2.整机喷漆需要一个具有专业知识的团队，人员培养成本较大。

3.整机喷漆后，整机覆盖约一吨重的涂料，同时人工喷漆均匀性较差，容易造成大型表面两侧喷漆不均匀，导致整机不平衡的问题。

4.涂料对人的身体有很严重的危害，人工喷漆需要做好保护措施，即使如此也不能完全消除涂料对喷漆人员的健康伤害。

与人工喷漆相比，自动喷漆效率高，喷漆均匀且有效避免涂料对人员伤害，在大型表面喷漆领域具有十分重大的意义和前景。目前，自动喷漆机器人主要有串联、并联和混联三种形式，串联机器人具有结构简单、成本低、控制简单、运动空间大等优点。但是串联机器人相对而言刚度较差，且串联结构导致末端误差累积大等缺点；在要求不高的喷涂场合，串联机器人可以满足要求，而针对大型表面喷涂由于作业时间长、精度要求高，所以必须从结构和控制两个方面解决末端误差和惯性大的问题。并联机器人具有累积误差小、刚度大和动态响应快的优点，在针对小型设备表面喷涂时可以很好的保证喷涂精度和效率。可是并联机器人操作空间小，不适合用于大型表面喷涂的场合。因此采用混联机器人可以有效的发挥串联和并联各自的优点。

混联机器人在控制末端执行器喷涂位置中采用串联结构，获得更大的工作空间，到达工位开始喷涂时由末端并联结构执行，保证喷涂的效率和精度。因此混联机器人既具有较大的作业空间也具有刚度大、末端误差小、动态响应快等优点。中国专利CN201510016639.3涉及一种用于汽车车身喷涂的混联机器人装置，采用龙门架可以有效调节并联机械臂结构工位，综合了并联机器人和串联机器人的优点，但是受龙门架尺寸限制机器人运动空间受限，不太适合更多大型表面喷涂且龙门架坐落地面影响其他设备空间；中国专利CN201910641158.X设计一种用于高铁车身喷涂的移动式混联喷涂机器人，移动式机器人运动空间更加灵活，可以有效针对尺寸较大的复杂大型表面喷涂，但是定位精度和机构稳定性相对较差，缺少联动喷漆作业，效率有待进一步提高且先后喷涂涂层可能产生接缝等均匀性问题。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种联动喷涂大型表面结构的混联机器人，该机器人具有喷漆效率高、喷漆均匀、运动空间大、定位精确、重心稳定晃动小和有效避免涂料对人体造成长期伤害等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：