专利名称：多自由度防盗门喷涂机器人的制作方法
技术领域：
本发明属于防盗门制造业中的自动化设备领域，具体涉及一种多自由度防盗门喷涂机器人。
背景技术：
工业喷涂机器人在汽车制造过程中得到了广泛应用，国内外关于该领域的喷涂机器人非常多，如中国专利201110444998.0公布了一种空间八活动度喷涂机器人。目前，在防盗门喷涂制造过程中，绝大多数企业仍然采用人工喷涂操作，通常一个喷涂工作站配有两个操作工，分别喷涂门的正面、反面以及部分侧面，工作环境相当恶劣，且工作强度比较大。随着劳动力价格不断上涨，招工难越发普遍，防盗门生产商开始寻找针对门板/门框喷涂的自动化解决方案，但目前这方面的专利比较少。因为防盗门需要喷涂多个面，比如门板需要喷涂6个面，门框除了需要喷涂外面外，还要喷涂内凹面，因而普通的喷涂机器人难以胜任。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种多自由度防盗门喷涂机器人。本发明解决技术问题所采取的技术方案是:
本发明包括两个二自由度平面移动平台，一个二自由度旋转机械手，一个固定喷枪，底座四部分结构。二自由度旋转机械手分别通过两个钣金安装件安装在一边的二自由度平面移动平台上，固定喷射枪通过钣金安装件安装在另一边的二自由度平面移动平台上。两个二自由度平面移动平台平行放置于门板/门框输送线两边并固定于底座之上。所述的二自由度平面移动平台包括由四根铝型材构成的框架，通过四个带支撑座的轴承固定安装在铝型材上的两根长度不同的滚珠丝杠，两个分别安装在滚珠丝杠一端的伺服电机，两个分别安装在滚珠丝杠上的直线导轨。所述的二自由度旋转机械手由一级旋转结构和二级旋转结构组成。一级旋转结构包括一级步进减速电机、用以连接旋转轴的联轴器、通过圆锥滚子轴承固定在二级旋转臂上的旋转轴；二级旋转结构包括二级步进减速电机、一对锥齿轮、一个连接喷枪的喷枪固定架以及采用防水设计的钣金件外壳；喷枪通过喷枪固定架绞链接在二级旋转结构上，一对圆锥齿轮分别固定在喷枪和二级步进减速电机的旋转轴上。所述的固定喷枪由一个固定喷枪，和钣金固定件组成，通过钣金固定件连接在直线导轨滑块上。所述底座由铝型材构建成支撑架，由铁板构成平台面。本发明设计的喷涂机器人，配有两只喷枪，同时对门两侧进行喷涂。一侧是两自由度的直线坐标机器人实现门板/门框平面区域喷涂，一侧是在两自由度直线坐标机器人的基础上增加对两个侧面喷涂的两自由度旋转机械手。该喷涂机器人可在门板/门框流水线上快速完成嗔涂工艺，实现嗔涂的自动化。
本发明的有益效果:
I)、可自动完成门板/门框正反面和各个侧面的喷涂。2)、喷涂均匀，质量高。3)、减少人工成本，降低劳动强度。
图1是本发明的总体结构；
图2是本发明的二自由度移动平台；
图3是本发明的二自由度旋转机械手；
图4是本发明的固定喷枪；
图5是本发明的底座支撑；
图6、图7、图8分别为二自由度旋转机械手运动图和二自由度移动平面运动图。
具体实施例方式下面结合图来进一步说明:
本发明是通过一个二自由度移动平面上装固定喷枪形成二自由度的喷涂。再通过另外一个二自由度移动平面和二自由度旋转机械手相结合，做到平面及各个侧面的喷涂。结合自动流水线运输门板/门框，就达到了门板/门框多个面的自由喷涂工艺。如图1所示，本实例包括:二自由度移动平台1，二自由度旋转机械手2，底座支撑架3，连接二自由度移动平面和底座支撑架的连接杆4，固定喷枪5。两个二自由度平面移动平台平行放置于门板/门框输送线两边，固定于底座之上并用连接件加固。如图2所示，二自由度移动平台I包括纵向丝杠驱动电机6，纵向丝杠固定轴承7，纵向丝杠8，平面移动平面框架9，横向丝杠驱动电机10，横向丝杠固定轴承11，横向丝杠左右各一个横向直线导轨12，丝杠与喷枪连接件13，横向丝杠14，纵向丝杠左右各一个纵向直线导轨15，纵向移动框架16，纵向移动框架和纵向丝杠连接件17。如图3所示，二自由度旋转机械手2包括喷枪18，调节喷枪上下角度的一对锥齿轮19，驱动喷枪上下角度调节的二级步进减速电机20，为布线预留的防水接头21，连接一级旋转机构和二级旋转机构的轴22，连接轴22和一级旋转机构驱动步进减速电机24的联轴器23，防水钣金件25，用于连接旋转机械手臂和滚珠丝杠的钣金连接件26。如图4所示，固定喷枪部分包括喷枪27，钣金件29，用于连接喷枪固定在直线导轨的滑块28上。钣金件通过螺栓和滚珠丝杆的套筒30连接。如图5所示，支撑底座包括台阶板31铺在由铝型材构建成的支撑架32上，底部8个调节高度的调节螺栓33。在工作时如图6，图7所示，二自由度旋转机械手臂在步进电机的驱动下，能够实现两个方向的自由旋转，通过控制步进电机的工作步长，实现各个角度的调整使得喷涂表面均匀。如图8所示在工作时，平面移动平台能够实现竖直和水平的移动，通过控制步进电机的工作步长，实现高度和左右移动距离的调节。将二自由度旋转机械手臂和二自由度移动平面连接之后可实现角度，高度，水平距离的共同调节，可完成门板/门框的多个侧面的喷涂。固定喷枪安装于二自由度移动平面上实现对一个表面的喷涂。
权利要求
1.自由度防盗门喷涂机器人，由两个二自由度平面移动平台，一个二自由度旋转机械手，一个固定喷枪，底座四部分结构组成；其特征在于:二自由度旋转机械手分别通过两个钣金安装件安装在一边的二自由度平面移动平台上，固定喷射枪通过钣金安装件安装在另一边的二自由度平面移动平台上；二自由度平面移动平台平行放置于门板/门框输送线两边并固定于底座之上； 所述的二自由度平面移动平台包括由四根铝型材构成的框架，通过四个带支撑座的轴承固定安装在铝型材上的两根长度不同的滚珠丝杠，两个分别安装在滚珠丝杠一端的伺服电机，两个分别安装在滚珠丝杠上的直线导轨； 所述的二自由度旋转机械手由一级旋转结构和二级旋转结构组成；一级旋转结构包括一级步进减速电机、用以连接旋转轴的联轴器、通过圆锥滚子轴承固定在二级旋转臂上的旋转轴；二级旋转结构包括二级步进减速电机、一对锥齿轮、一个连接喷枪的喷枪固定架以及采用防水设计的钣金件外壳；喷枪通过喷枪固定架绞链接在二级旋转结构上，一对圆锥齿轮分别固定在喷枪和二级步进减速电机的旋转轴上； 所述的固定喷枪由一个固定喷枪和钣金固定件组成，通过钣金固定件连接在直线导轨滑块上； 所述底座由铝型材构建成支撑架，由铁板构成平台面。
全文摘要
本发明涉及一种多自由度防盗门喷涂机器人。本发明包括两个二自由度平面移动平台，一个二自由度旋转机械手，一个固定喷枪和底座。二自由度旋转机械手分别通过两个钣金安装件安装在一边的二自由度平面移动平台上，固定喷射枪通过钣金安装件安装在另一边的二自由度平面移动平台上。两个二自由度平面移动平台平行放置于门板/门框输送线两边并固定于底座之上。本发明设计的喷涂机器人，配有两只喷枪，同时对门两侧进行喷涂。一侧是两自由度的直线坐标机器人实现门板/门框平面区域喷涂，一侧是在两自由度直线坐标机器人的基础上增加对两个侧面喷涂的两自由度旋转机械手。该喷涂机器人可在门板/门框流水线上快速完成喷涂工艺，实现喷涂的自动化。
文档编号B05B13/04GK103084300SQ201310046268
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者吕永桂, 陈凯, 高平波, 葛志远 申请人:杭州电子科技大学