一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种能够应用于汽车保险杠喷涂领域的混联机构。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车制造业在我国的高速发展促进了工业机器人的发展。自从2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业的发展进入了一个历史性的高速增长期。汽车需求量飞速增长，人们对汽车质量的要求也在不断提高。在这种局面下，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并不断扩大原有生产规模，国内汽车自主品牌生产厂家也纷纷加大研发和投资力度，由此可见在未来几年，我国的汽车生产量仍将持续增加，各种新车型也会大量出现，汽车工业对工业机器人等自动化汽车生产装备的需求将会不断增加。
[0003]随着汽车工业的快速发展，对保险杠需求也越来越大。为了达到整车的美观，越来越多的保险杠等外饰件采用与车身同色的涂装件。保险杠喷涂具有一些特点:1)喷涂量大，通常年产量在几万套以上，所以许多厂家采用自动化程度较高的涂装线，如喷涂机器人；2)保险杠形状复杂，如前后保险杠有较多曲面与大小灯孔；3)涂装质量要求高，通常要达到整车车身外观的要求。由于汽车保险杠主要采用塑料材质，涂料在其表面难于附着，另外塑料件的热变形温度低，一般生产中选用的涂料的烘干温度低于金属件所用涂料的烘干温度，因此塑料件涂装和金属件涂装在工艺和涂装材料等方面有很大不同，保险杠涂装一般不和车身涂装混线生产。
[0004]目前，在国内广泛使用的、有代表性的喷涂机构大部分都是串联机构。相对于串联机构，并联机构具有加速度尚、刚度尚、精度尚、灵活性好等优点，因此在并联机构的基础上，结合串联机构工作空间大的优点，开发出适用于喷涂的混联机构，具有非常广阔的应用前景。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，使其拥有并联机构的高速、高精度、高刚度、易于制造的优点，又拥有串联机构工作空间大的优点，更适应于汽车保险杠的喷涂作业任务，可针对不同形状和规格的汽车保险杠进行喷涂作业。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，其特征在于:该机构包括水平直线导轨、空间三自由度并联机构和喷头三个部分；所述的空间三自由度并联机构与水平直线导轨串联，喷头与空间三自由度并联机构串联，构成喷涂混联机构；所述的空间三自由度并联机构通过第一移动副安装在水平直线导轨上；所述的空间三自由度并联机构包括机架、第一滑块、第二滑块、套筒、第一杆件和第二杆件；所述的机架安装在水平直线导轨上，机架包括第一导轨和第二导轨；所述的第一导轨和第二导轨竖直平行分布在机架上；所述的第一滑块和第二滑块分别安装在第一导轨和第二导轨上；所述的第一杆件通过第一转动副和第一滑块连接；所述的套筒通过第二转动副和第二滑块连接；所述的第二杆件通过第二移动副和套筒连接；所述的第一杆件通过第三转动副和第二杆件连接；所述的喷头通过第四转动副和第二杆件的末端连接。
[0008]所述的第一转动副、第二转动副和第三转动副的转动轴线相互平行。
[0009]所述的第一移动副采用齿轮齿条传动机构、丝杠传动机构或带传动机构。
[0010]所述的第二移动副采用丝杠滑块传动机构、气压传动机构或液压传动机构。
[0011]本发明的特点及技术效果:本发明提出一种可实现汽车保险杠喷涂的机构，其具有串联机构的较大工作空间的优点，又具有并联机构刚度高，精度高，动态性能好的优点。本发明的机构结构简单，易于制造，控制简单，灵活性好，应用于喷涂时易于适应不同形状保险杠，进而提高生产效率。
【附图说明】
[0012]图1为本发明提供的混联机构的实施例的三维结构示意图。
[0013]图2为本发明的机架实施例结构示意图。
[0014]图3为本发明的混联机构喷涂汽车保险杠的示意图。
[0015]图中:1-水平直线导轨、2-机架、3-第一滑块、4-第一杆件、5-套筒、6-喷头、7-第二滑块、8-第二杆件、9-待喷涂保险杠、21-第一导轨、22-第二导轨。
【具体实施方式】
[0016]本发明的一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构结合附图及实施例详细说明如下:
[0017]本实施例的一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构的结构如图1所示，包括水平直线导轨1、空间三自由度并联机构和喷头6三个部分；所述的空间三自由度并联机构与水平直线导轨I串联，喷头6与空间三自由度并联机构串联，构成喷涂混联机构。
[0018]所述的空间三自由度并联机构通过第一移动副安装在水平直线导轨I上，采用齿轮齿条传动机构、丝杠传动机构或带传动机构，实现并联机构的大范围水平移动。
[0019]所述的空间三自由度并联机构包括机架2、第一滑块3、第二滑块7、套筒5、第一杆件4和第二杆件8 ;所述的第一滑块3、第一杆件4、第二杆件8、套筒5、第二滑块7和机架2构成空间闭环机构；所述的机架2如图2所示，安装在水平直线导轨I上；所述的机架2包括第一导轨21和第二导轨22 ;所述的第一导轨21和第二导轨22竖直平行分布在机架2平面上；所述的第一滑块3和第二滑块7分别安装在第一导轨21和第二导轨22上，通过丝杠传动机构或带传动机构，实现滑块的上下竖直滑动；所述的第一杆件4通过第一转动副和第一滑块3连接；所述的套筒5通过第二转动副和第二滑块7连接；所述的第二杆件8通过第二移动副和套筒5连接，通过丝杠滑块传动机构、气压传动机构或液压传动机构，实现第二杆件8的伸缩运动；所述的第一杆件4通过第三转动副和第二杆件8连接；通过电机驱动第一滑块3、第二滑块7和第二移动副，可实现空间三自由度并联机构的两平动和一转动的运动。
[0020]所述的喷头6通过第四转动副和第二杆件8的末端连接，通过驱动所述的第四转动副，可实现喷头的转动运动。
[0021]如图3所示，本发明可实现喷头的三移动和两转动的五自由度运动，进而实现保险杠喷涂作业。该喷涂机构结构简单，灵活性好，易于制造，易实现模块化。
【主权项】
1.一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，其特征在于:该机构包括水平直线导轨(1)、空间三自由度并联机构和喷头(6)三个部分；所述的空间三自由度并联机构与水平直线导轨(I)串联，喷头(6)与空间三自由度并联机构串联，构成喷涂混联机构；所述的空间三自由度并联机构通过第一移动副安装在水平直线导轨(I)上；所述的空间三自由度并联机构包括机架(2)、第一滑块(3)、第二滑块(7)、套筒(5)、第一杆件(4)和第二杆件(8);所述的机架(2)安装在水平直线导轨(I)上，机架(2)包括第一导轨(21)和第二导轨(22);所述的第一导轨(21)和第二导轨(22)竖直平行分布在机架(2)上；所述的第一滑块(3)和第二滑块(7)分别安装在第一导轨(21)和第二导轨(22)上；所述的第一杆件(4)通过第一转动副和第一滑块(3)连接；所述的套筒(5)通过第二转动副和第二滑块(7)连接；所述的第二杆件(8)通过第二移动副和套筒(5)连接；所述的第一杆件(4)通过第三转动副和第二杆件(8)连接；所述的喷头(6)通过第四转动副和第二杆件(8)的末端连接。
2.如权利要求1所述的一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，其特征在于:第一转动畐O、第二转动副和第三转动副的转动轴线相互平行。
3.如权利要求1或2所述的一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，其特征在于:第一移动副采用齿轮齿条传动机构、丝杠传动机构或带传动机构。
4.如权利要求1或2所述的一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，其特征在于:第二移动副采用丝杠滑块传动机构、气压传动机构或液压传动机构。
【专利摘要】本发明涉及一种用于汽车保险杠喷涂的混联机构，该机构包括水平直线导轨、空间三自由度并联机构和喷头三个部分。所述的空间三自由度并联机构安装在水平直线轨道上，通过导轨实现并联机构的大范围水平移动；空间三自由度并联机构包括机架、第一滑块、第二滑块、套筒、第一杆件和第二杆件，通过驱动第一滑块、第二滑块和第二杆件实现喷头两移动和一转动的运动；喷头通过转动副安装在第一杆件上，通过驱动所述的转动副，实现喷头的一转动的运动。本发明可实现喷头的三移动和两转动的五自由度运动。该喷涂机构结构简单，灵活性好，易于制造，易实现模块化。
【IPC分类】B05B13-04
【公开号】CN104741270
【申请号】CN201510170253
【发明人】王立平, 吴军, 张彬彬, 李铁民
【申请人】清华大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月10日