专利名称：一种三自由度汽车涂装输送机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械制造及交通运输领域，具体涉及一种汽车涂装输送装置。
背景技术：
汽车制造由冲压、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。输送系统贯穿于现代化汽车涂装生产线的全过程，是涂装生产线的动脉。前处理、电泳是车身在涂装车间的一道重要的表面预处理工序，前处理、电泳输送设备的性能好坏直接影响着车身的表面预处理质量。目前，大批量连续生产时所采用的输送系统主要有传统的悬挂式输送系统和摆杆链输送机，以及国际最先进的RoDip输送机和多功能穿梭机(中国发明专利03800255. 8)等。传统的悬挂式输送系统，槽子上方的链条和接油盘会有冷凝水滴落到车身和槽子中造成污染，所采用的门式吊具，因车身上方有吊具的横梁，其水滴也会落到车身上造成污染；悬链的最大出、入槽角度一般只有30°，槽体积大、设备长、涂装线占地面积大，顶盖及空腔结构内的空气排不尽，使这些部位磷化、电泳涂装效果不好；由于链条轨迹的固定模式，无法实现对不同工艺的优化处理。摆杆链输送机浸槽的长度较短，不必在车身上方设置防尘接油盘；解决了吊具横梁和悬链滴水污染车身的问题，但无法根除车顶气包。国际最先进的RoDip输送机和多功能穿梭机，改变吊挂和输送方式，车身在前进的同时可以进行纵向倾斜，解决了内腔气泡问题，提高了车体前处理和电泳表面处理的质量，但是其结构较为复杂，占地面积大，设备投资及运行、维护费用高。此外，由于RoDip输送机和多功能穿梭机是悬臂结构，悬臂梁很难承受较重载荷，因此只适合于小型轿车的电泳涂装导致输送机柔性化水平不高。例如，为了对大、重型汽车车身进行涂装，需要同时使用两台多功能穿梭机(参考中国发明专利200410003154. 2)，这就导致控制复杂，效率低，费用高。另外，由于这种悬臂梁结构输送机在输送的过程中，车身在翻转的过程中，车身在翻转的同时必然在行走方向有位移，这是其机构结构的先天性缺陷，这种缺陷虽然使传统的船形槽变为矩形槽，但是其占地面积也较大。电泳涂装设备是投资较大、技术要求较高、结构较复杂的涂装设备在电泳涂装工艺中，如何通过改变车体的输送方式和改变车体在槽液中的姿势，使车体100%表面都能涂装上漆，一直是一个难题。主要是空腔上部的空气在浸没时排不尽，形成“空气包”，涂不上漆。采用一般悬挂式输送装置，达不到完全涂装效果。目前，国际领先水平的RoDip输送和多功能穿梭机输送，基本上解决了空气包问题。因此，在未来很长一段时间内，这种可以根据不同的车型主动优化不同的浸入角度、翻转方式和行进速度，增加了输送机的应用灵活性的先进输送方式及输送设备，将在电泳涂装设备中占据主导地位。但是，目前先进的电泳涂装输送机，尤其是RoDip输送机和多功能穿梭机结构复杂、制造安装工艺要求高，其悬臂梁结构使单机不适合于大、重型汽车车身的涂装输送，开发结构简单、车型适用性广、柔性化水平高、刚度高和环保型的电泳涂装输送设备势在必行。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题，以适应汽车涂装生产线对输送机柔性化、环保化和自动化水平的更高需求，把平面机构运动原理与电泳工艺相结合，发明一种汽车涂装输送机，由行走机构和平移升降翻转机构构成，其输送技术原理与现有技术完全不同，行走机构的运动与平移升降翻转机构的运动相结合，驱动车身实现进退、升降和倾斜运动或者以上三种运动的复合运动，使车身在电泳槽中充分搅动，从而达到完全地消除汽车车身在电泳过程中车顶气泡的效果。根据本发明的汽车涂装输送机，包括行走机构和升降翻转机构两个功能部分，行走机构通过行走轮与导轨配合实现运输机的行走运输功能，所述升降翻转机构由至少一对平面机构构成，每对平面机构由通过连接支架相连的结构上完全相同的第一平面机构和第二平面机构组成，所述第一平面机构和第二平面机构分别包括第一分支、第二分支和第三分支，三个分支结构相似并均沿着导轨并行设置，通过对平面机构的驱动，完成被输送车体的平移、升降和倾斜运动；利用行走机构的运动与平面机构的运动相结合，驱动车身实现单独的进退运动、升降运动和倾斜运动或实现者所述三种运动的复合运动。 根据本发明的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支、第二分支和第三分支结构构成相似，其中的第一分支包括第一驱动器、第一减速器、第一螺母、第一转动副、第一丝杠、第一导轨、第一丝杠座、第二转动副，第一驱动器固装于第一减速器上，第一导轨、第一丝杠座与第一减速器之间相互固定，第一丝杠的一端由第一驱动器经第一减速器驱动，同时第一丝杠的另一端支承于第一丝杠座上，第一螺母通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一螺母与第一丝杠构成螺旋副，同时第一螺母与第一导轨构成平移副，第一分支通过第一丝杠座与连接支架之间的第二转动副相连，第一分支、第二分支和第三分支上的各个螺母分别与各个分支上的第一转动副、第三转动副和第五转动副连接，所述的第一转动畐O、第三转动副和第五转动副均固装在与导轨平行的行走机构的底座上。根据本发明的汽车涂装输送机，还具有安装有车体吊具的车体连接支架，其中，待处理的车体通过车体吊具悬挂于连接支架的下方，平面机构中三个分支中的驱动器驱动丝杠运动，通过设定改变第一分支、第二分支及第三分支中各个丝杠的相对运动距离，实现车体的升降、倾斜以及平移或其复合运动。根据本发明的汽车涂装输送机，其中所述的平面机构和车体位于导轨平面的上下两侧，第一分支、第二分支和第三分支结构构成相似，第一分支包括第一驱动器、套筒、第一转动副、伸缩杆、杆座、第二转动副，第一驱动器固定安装在套筒上，套筒通过第一转动副安装在行走机构的底座上，伸缩杆与套筒间形成移动副，伸缩杆与杆座固定安装，杆座与连接支架之间通过第二转动副相连，第一分支、第二分支和第三分支上的各个套筒分别与各个分支上的第一转动副、第三转动副和第五转动副连接，所述的第一转动副、第三转动副和第五转动副均固装在与导轨平行的行走机构的底座上。根据本发明的汽车涂装输送机，还具有安装有车体吊具的车体连接支架，其中，待处理的车体通过车体吊具悬挂于连接支架的下方，平面机构中三个分支中的驱动器驱动套筒运动，通过设定改变第一分支、第二分支及第三分支中各个套筒的相对运动距离，实现车体的升降、倾斜以及平移或其复合运动。
根据本发明的汽车涂装输送机，其用于汽车车身电泳涂装生产线的输送。本发明的有益效果在于其具有结构简单、制造安装维修方便，可实现无人值守智能化控制的优点；改变了现有涂装输送技术，其输送对象可以垂直入槽，船形槽改为矩形槽，节省了涂装线的占地面积，降低了漆液的成本；其结构合理、投资省、运行费用低，可实现对车体的进退、升降和前后倾斜及其复合运动，有效地保证了车体的前处理及电泳表面处理的质量；由于采用了多组平面机构，增加了输送机的承载能力，使其能够适用于不同车型和大小车身的输送，增加了输送机的柔性；另外由于悬挂、输送功能完全通过平移升降翻转机构实现而无需额外支承，故输送机具有较轻的重量和较低的高度。
图I为本发明第一实施例的结构示意图。图2为本发明第二实施例的结构示意图。
图中1-第一驱动器、2-第一减速器、3-第一螺母、4-第一转动副、5-第一丝杠、6-第一导轨、7-第一丝杠座，8-第二转动副、9-第二驱动器、10-第二减速器、11-第二螺母、12-第三转动副、13-第二丝杠、14-第二导轨、15-第二丝杠座、16-第四转动副、17-第三驱动器、18-第三减速器、19-第三螺母、20-第五转动副、21-第三丝杠、22-第三导轨、23-第三丝杠座、24-第六转动副、25-连接支架、26-车体吊具、27-车体、28-导向轮、29-底座、30-行走驱动器、31、32_行走轮、33-导轨；201_套筒、202-伸缩杆、203-杆座。
具体实施例方式本发明的汽车涂装输送机结合附图及实施例详细说明如下本发明的实施例以两个汽车涂装输送机进行例证，在本发明图I所示的第一实施例中，本发明所述的输送机包括行走机构与平移升降翻转机构。所述的平移升降翻转机构包括第一平面机构和第二平面机构，其中第一和第二平面机构在结构上是完全相同的，并通过连接支架25相连。所述的行走机构分为左行走机构和右行走机构，左、右行走机构机构上完全对称。其中右行走机构包括底座29和行走驱动器30 ;装有行走轮31、32的底座29上设有行走驱动器30，通过行走轮31、32与导轨33配合，并通过导向轮28在导轨33上的定向实现行走运动。所述的每个平面机构包括沿导轨并排设置的三个分支，以第一平面机构为例进行解释说明。第一个分支包括第一驱动器I、第一减速器2、第一螺母3、第一转动副4、第一丝杠5、第一导轨6、第一丝杠座7、第二转动副8 ;第一驱动器I固装于第一减速器2上,第一导轨6、第一丝杠座7与第一减速器2之间相互固定,第一丝杠5的一端由第一驱动器I经第一减速器2驱动，同时第一丝杠5的另一端支承于第一丝杠座7上，第一螺母3通过第一转动副4安装在行走机构的底座29上，第一螺母3与第一丝杠5构成螺旋副，同时第一螺母3与第一导轨6构成平移副，第一分支通过第一丝杠座7与连接支架25之间的第二转动副8相连；第二个分支包括第二驱动器9、第二减速器10、第二螺母11、第三转动副12、第二丝杠13、第二导轨14、第二丝杠座15、第四转动副16 ;第二驱动器9固装于第二减速器10上，第二导轨14、第二丝杠座15与第二减速器10之间相互固定，第二丝杠13的一端由第二驱动器9经第二减速器10驱动，同时第二丝杠13的另一端支承于第二丝杠座15上，第二螺母11通过第三转动副12安装在行走机构的底座29上，第二螺母11与第二丝杠13构成螺旋副，同时第二螺母11与第二导轨14构成平移副，第二分支通过第二丝杠座15与连接支架25间的第四转动副16相连；第三个分支包括第三驱动器17、第三减速器18、第三螺母19、第五转动副20、第三丝杠21、第三导轨22、第三丝杠座23、第六转动副24 ;第三驱动器17固装于第三减速器18上，第三导轨22、第三丝杠座23与第三减速器18之间相互固定，第三丝杠21的一端由第三驱动器17经第三减速器18驱动，同时第三丝杠21的另一端支承于第三丝杠座23上，第三螺母19通过第五转动副20安装在行走机构的底座29上，第三螺母19与第三丝杠21构成螺旋副，同时第三螺母19与第三导轨22构成平移副，第三分支通过第三丝杠座23与连接支架25间的第六转动副24相连。上述各个分支中的导轨可以采用圆柱导轨，直线导轨等形式。使分支中转动副之间距离改变的驱动方式可以是螺旋副、滚珠丝杠副、液压驱动、气动或者齿轮齿条副等形式。上述车体连接支架25上安装有车体吊具26，车体27通过车体吊具26安装在输送机上。
工作时，将待处理的车体27通过车体吊具26悬挂于连接支架25的下方。行走机构由行走驱动器30的驱动而前行。两个平面机构中的第一分支中，第一驱动器I驱动第一丝杠5转动，通过螺旋副的传动以及平移副的约束改变第一转动副4与第二转动副8间的距离；第二分支中第二驱动器9驱动第二丝杠13转动，通过螺旋副的传动以及平移副的约束改变第三转动副12与第四转动副16间的距离；第三分支中第三驱动器17驱动第三丝杠21转动，通过螺旋副的传动以及平移副的约束改变第五转动副20与第六转动副24间的距离。第一、第二及第三分支根据事先设定的规律同时运动，则带动车体做升降、倾斜以及平移或其复合运动。在如图2所示的本发明的第二实施例中，除了将第一实施例中的平移升降翻转机构进行倒置外，两个平面机构的第一、第二与第三分支结构发生改变，主要区别为转动副间的距离改变通过伸缩杆结构实现，以第一分支为例说明。第一分支包括第一驱动器、套筒201、第一转动副、伸缩杆202、杆座203、第二转动副；第一驱动器固定安装与套筒201上，套筒201通过第一转动副安装在行走机构的底座上，伸缩杆202与套筒201间形成移动副，伸缩杆与杆座203固定安装，杆座203与连接支架之间通过第二转动副相连。其他两个分支结构类似，且其他部分结构与第一实施例类似。类似地，第一、第二与第三分支中的伸缩杆可以通过滚珠丝杠副，螺旋副，液压驱动，气动等多种方式驱动。工作过程与第一实施例不同之处在于第一分支第一转动副与第二转动副之间的距离改变通过伸缩杆实现；同样第二分支中第三转动副与第四转动副之间的距离改变，以及第三分支中第五转动副与第六转动副之间的距离改变同样通过伸缩杆实现。当第一、第二及第三分支根据事先设定的规律同时运动，则带动车体做升降、倾斜以及平移或其复合运动。在实际操作中，利用本发明所述的汽车涂装输送机对车体在电泳涂装生产线上进行输送。本发明以两个平面机构为例进行了说明，但是可以理解，本领域的技术人员在不超出本发明范围的情况下，可对平面机构的数目(大于等于I的正整数)按照要求进行调整，对各对平面结构的结构进行组合，并可对整体结构进行显而易 见的替换或修改。
权利要求
1.一种汽车涂装输送机，其特征在于，该输送机包括行走机构和升降翻转机构两个功能部分，行走机构通过行走轮与导轨配合实现运输机的行走运输功能，所述升降翻转机构由至少一对平面机构构成，每对平面机构由通过连接支架相连的结构上完全相同的第一平面机构和第二平面机构组成，所述第一平面机构和第二平面机构分别包括第一分支、第二分支和第三分支，三个分支结构相似并均沿着导轨并行设置，通过对平面机构的驱动，完成被输送车体的平移、升降和倾斜运动；利用行走机构的运动与平面机构的运动相结合，驱动车身实现单独的进退运动、升降运动和倾斜运动或实现者所述三种运动的复合运动。
2.根据权利要求I所述的汽车涂装输送机，其中所述的第一分支、第二分支和第三分支结构构成相似，其中的第一分支包括第一驱动器、第一减速器、第一螺母、第一转动副、第一丝杠、第一导轨、第一丝杠座、第二转动副，第一驱动器固装于第一减速器上，第一导轨、第一丝杠座与第一减速器之间相互固定，第一丝杠的一端由第一驱动器经第一减速器驱动，同时第一丝杠的另一端支承于第一丝杠座上，第一螺母通过第一转动副安装在行走机构的底座上，第一螺母与第一丝杠构成螺旋副，同时第一螺母与第一导轨构成平移副，第一分支通过第一丝杠座与连接支架之间的第二转动副相连，第一分支、第二分支和第三分支上的各个螺母分别与各个分支上的第一转动副、第三转动副和第五转动副连接，所述的第一转动副、第三转动副和第五转动副均固装在与导轨平行的行走机构的底座上。
3.根据权利要求2所述的汽车涂装输送机，还具有安装有车体吊具的车体连接支架，其中，待处理的车体通过车体吊具悬挂于连接支架的下方，平面机构中三个分支中的驱动器驱动丝杠运动，通过设定改变第一分支、第二分支及第三分支中各个丝杠的相对运动距离，实现车体的升降、倾斜以及平移或其复合运动。
4.根据权利要求I所述的汽车涂装输送机，其中所述的平面机构和车体位于导轨平面的上下两侧，第一分支、第二分支和第三分支结构构成相似，第一分支包括第一驱动器、套筒、第一转动副、伸缩杆、杆座、第二转动副，第一驱动器固定安装在套筒上，套筒通过第一转动副安装在行走机构的底座上，伸缩杆与套筒间形成移动副，伸缩杆与杆座固定安装，杆座与连接支架之间通过第二转动副相连，第一分支、第二分支和第三分支上的各个套筒分别与各个分支上的第一转动副、第三转动副和第五转动副连接，所述的第一转动副、第三转动副和第五转动副均固装在与导轨平行的行走机构的底座上。
5.根据权利要求4所述的汽车涂装输送机，还具有安装有车体吊具的车体连接支架，其中，待处理的车体通过车体吊具悬挂于连接支架的下方，平面机构中三个分支中的驱动器驱动套筒运动，通过设定改变第一分支、第二分支及第三分支中各个套筒的相对运动距离，实现车体的升降、倾斜以及平移或其复合运动。
6.权利要求1-5之一所述的汽车涂装输送机，其用于汽车车身电泳涂装生产线的输送。
全文摘要
本发明涉及一种汽车涂装输送机，该输送机包括行走机构和平移升降翻转机构两个功能部分，其中，行走机构完成运输机的行走运输功能，平移升降翻转机构由一个或多个平面机构构成，通过对平面机构的驱动，完成被输送物体的平移、升降和倾斜运动，由于本发明输送机采用了多组平面机构，增加了输送机的承载能力，使其能够适用于不同车型和大小车身的输送，增加了输送机的柔性；由于悬挂、输送功能完全通过平移升降翻转机构实现而无需额外支承，故输送机具有较轻的重量和较低的高度。
文档编号B65G49/04GK102817064SQ20121001504
公开日2012年12月12日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者刘辛军, 陈祥, 高国琴 申请人:清华大学