一种基于串并混联机构的汽车涂装输送机的制作方法

本发明涉及的是机械制造及交通运输领域，具体为一种基于串并混联机构的汽车涂装输送机

背景技术：

涂装工艺是汽车制造中十分重要的工艺环节，涂装工艺的先进性将直接影响到汽车的整体质量，而涂装生产线中，车身固定在输送机上，通过输送机的动作实现车身的前进、升降和翻转等动作，涂装输送机始终贯穿在涂装生产线的整个过程，其性能好坏直接影响着车身的涂装质量。传统的悬挂式输送机是最先被应用在汽车生产线上的输送机装备，但悬挂式输送机存在容易污染电泳液，存在空气包等缺陷。摆杆链输送机，解决了悬挂式输送机污染电泳液的问题，但是仍然不能解决空气包问题，严重影响了汽车的表面处理质量。

目前，现代化汽车涂装线上的输送系统多采用RoDip输送机和多功能穿梭机。新一代的RoDip输送机和多功能穿梭机改变了输送方式，使得车体能够实现大角度旋转，从全新的理念上彻底克服了传统输送机的问题，缩小了处理槽的容积，降低了运行成本，提高了涂层质量。但是，RoDip输送机和多功能穿梭机结构复杂、设备投资及运行、维护费用高。此外，RoDip输送机和多功能穿梭机在结构上也有一定的缺陷，两者均采用悬臂结构，悬臂梁很难承受较重载荷，因此单机只适合于小型轿车的电泳涂装，难以满足现代汽车涂装生产线对于不同车型的柔性化生产要求。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。

现有涂装输送机基本都是采用串联机构计，并联机构作为串联机构的一个重要补充，其具有刚度高、结构紧凑、承载能力强、模块化程度高等特点。如果将并联机构应用于车身涂装输送设备中，同样能够完成串联输送机的车体升降和翻转功能，实现对输送车体入槽角度的调整，提升汽车电泳工艺的质量。同时，并联机构能够大大提升输送机的负载能力，克服串联输送机的缺陷，满足柔性生产的需求。此外，并联输送机结构紧凑，易于模块化制造，节省了投资运营费用，降低了涂装工艺的成本。因此，开发基于串并混联机构的输送机对提高输送机负载能力，实现涂装线上的柔性化生产具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是为了满足汽车涂装生产线对不同车型的柔性化生产需求，引入并联机构，提出一种基于串并混联机构的汽车涂装输送机，具有结构紧凑、易于模块化制造、刚度高和负载能力强的优点，大大提高了输送机的动力学负载能力，并能够满足车身位置和姿态的大范围调整。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于串并混联机构汽车涂装输送机，该输送机主要包括龙门机架和并联输送机构两个功能部件，所述并联输送机构包括两个对称布置的并联机构，分别连接在龙门机架两侧，并通过连接杆连成一体，通过并联机构的同步运动调整车体的位置和姿态，龙门机架能够沿支撑座运动，龙门机架和并联输送机构协同运动构成混联机构。

进一步，所述龙门机架包括底座、立柱、前后横梁和左右横梁，立柱顶端通过前后横梁和左右横梁固定连接，形成一个整体，龙门机架能够沿支撑座上的导轨运动，完成输送机在生产线上的输送功能。

进一步，所述并联输送机构包括第一并联机构和第二并联机构，两个并联机构结构上完全相同，分别包括动平台、第一支链、第二支链和中间支链，各支链通过移动副和转动副连接在动平台和龙门机架之间，第一支链和第二支链在结构上相同，分别包括连杆、滑块、第一转动副、第二转动副和第一移动副，中间支链包括活塞杆、活塞套筒、第三转动副、第四转动副和第二移动副。

进一步，所述第一支链和第二支链分别通过丝杠与龙门机架中的立柱相连，通过丝杠驱动支链运动，并结合伸缩支链的伸缩运动。

进一步，所述第一并联机构和第二并联机构中动平台与连接杆做一体化设计，通过同步控制，实现两个并联机构的同步运动。

本发明的有益效果是：其具有结构简单、易于模块化生产、刚度高和动力学负载大的优点；其并联输送机构通过两个对称布置的并联机构的同步运动，大大提高了输送机的负载能力；其可实现对车体的位置和姿态的调整，并较大范围的调整输送车体的入槽角度，减小了电泳槽的大小，节省了涂装液用量，同时其结构紧凑，制造装备简便，节省了投资运营费用，降低了涂装工艺的成本。此外，利用了并联机构刚度高及动力学负载能力大的优势，使得输送机具有更普遍的适用性，能够在生产线上完成对不同车型和大小的车身涂装，实现柔性生产。

附图说明

图1为本发明实施例的总体结构示意图

图2为本发明实施例的并联机构结构示意图

图3为本发明实施例的龙门机架示意图

图4为并联机构中第一、第二支链结构示意图

图5为并联机构中间支链结构示意图

图6为本发明实施例的车体支架结构示意图

图7为本发明实施例中的动平台和连接杆的结构示意图

图中：1.第一并联机构、2.第二并联机构、3.龙门机架、4.连接杆、5.车体支架、6.车体、7.电泳槽、8.支撑座、11.动平台、12.第一支链、13.第二支链、14.中间支链、15.第一驱动电机、16.第二驱动电机、17.中间驱动电机、121.连杆、122.滑块、123.第一转动副、124.第二转动副、125.第一移动副、141.活塞杆、142.活塞套筒、143.第三转动副、144.第四转动副、145.第二移动副、31.底座、32.立柱、33.前后横梁、34.左右横梁

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

本发明的基于串并混联机构的汽车涂装输送机的一个实施例的结构如图1所示，本发明所述的输送机包括龙门机架3和安装在龙门机架3上的并联输送机构两个功能部件，所述并联输送机构包含第一并联机构1和第二并联机构2，两个并联机构通过连接杆4连接成一体，对称布置在龙门机架3上；车体支架5安装在连接杆4上，待加工的车体6固定在车体支架5上；通过并联输送机构的运动，控制车体6进出电泳槽7时的姿态，由于本发明专利利用了并联机构刚度高及动力学负载能力大的优势，使得输送机具有更普遍的适用性，能够在生产线上完成对不同车型和大小的车身涂装，实现柔性生产。

上述各部分具体结构分别说明如下：

本实施例的龙门机架3的具体结构如图1、3所示，所述龙门机构3包括底座31、立柱32、前后横梁33和左右横梁34。所述底座31由左右两条相互平行的条状结构组成，分布在支撑座8上，支撑座8上有两条结构相同且处于同一水平高度的导轨，底座31底部有与导轨相契合的凹槽，使得整个龙门机架3能够由驱动器(图中未画出)驱动沿导轨在支撑座8上运动，完成输送机在生产线上的运动功能。立柱32由四个相同的中空条状结构构成，其底部 固结在底座31的两侧末端，立柱32中空处安装有丝杠，用于驱动并联输送机构，立柱32顶端通过前后横梁33和左右横梁34固定连接，形成一个整体，左右横梁34中部有与并联机构连接的转动副，前后横梁33下方有两个用于提高横梁承载能力的三角形支撑结构。

在本实施例中，所述并联机构包括第一并联机构1和第二并联机构2，两个并联机构左右对称布置，通过连接杆4固结在一起，并通过丝杠连接在龙门机架3两侧的立柱32上；两个并联机构在结构上完全相同，并通过同步控制实现同步运动，以第一并联机构1为例对并联机构的具体结构进行说明。如图1、2所示，第一并联机构包括动平台11、第一支链12、第二支链13和中间支链14。第一支链12和第二支链13的一端通过转动副分别连接在动平台11的两端，另一端通过丝杠分别连接在立柱32上，两个支链通过位于立柱32上的第一驱动电机15、第二驱动电机16分别驱动；中间支链14的一端通过转动副连接在动平台11的中部，另一端通过转动副连接在左右横梁34的中部，中间支链14通过位于该支链末端的中间驱动电机17驱动。第一支链12和第二支链13在结构上相同，均为定长支链，以第一支链12为例进行说明。如图2、4所示，第一支链12包括连杆121、滑块122、第一转动副123、第二转动副124和第一移动副125。连杆121呈圆柱状，其一端通过第一转动副123与动平台11相连，另一端通过第二转动副124与滑块122相连。滑块122通过丝杠与龙门机架3中的立柱32相连，形成第一移动副125，并通过第一驱动电机15驱动丝杠带动第一支链12运动，实现升降和翻转功能。如图2、5所示，中间支链14为伸缩支链，包括活塞杆141、活塞套筒142、第三转动副143、第四转动副144和第二移动副145。活塞杆141呈圆柱状，其一端通过第三转动副143与动平台11相连，另一端通过第二移动副145与活塞套筒142连接，活塞套筒142呈中空圆柱状，其另一端通过第四转动副144连接在龙门机构3中的左右横梁34中部。中间支链14通过驱动电机17驱动活塞杆141沿活塞套筒142进行伸缩运动，调整中间支链14的长度，从而调整动平台11的位置。

在本实施例中动平台11与连接杆4做一体化设计和制造，实现两个并联机构的同步运动，同时提高了输送机构的整体刚度，增加了输送机的负载能力。

本实施例的工作原理是上述动平台11、第一支链12、第二支链13、中间支链14、立柱32和左右横梁34构成了平面并联机构。第一支链12和第二支链13中的连杆为定长杆，丝杠通过驱动电机驱动，带动滑块运动，从而控制连杆的位置，再结合中间支链14的伸缩运动实现支链长度的变化，从而控制动平台11的位置，使得动平台11可以完成在水平和竖直方向的平动运动及平面内的转动运动，实现了三自由度运动，满足了汽车涂装输送过程中对车身姿态调整的要求。

在工作时，车体6安装在车体支架5上，龙门机架3由驱动电机驱动沿支撑座8上的导轨运动，第一并联机构1和第二并联机构2同步运动，实现车体6升降和翻转运动的控制，龙门机架和并联输送机构协同运动构成混联机构，实现车体在涂装生产线的运输。

在实际操作中，利用本发明所述的基于串并混联机构的汽车涂装输送机对车体在电泳涂装生产线上进行输送。

本发明以一个汽车涂装输送机为例进行了说明，但是可以理解，本领域的技术人员在上述结构的基础上，对平面机构的结构和数量按照要求进行的适当调整，或对整体结构进行显而易见的替换或修改均应在本发明的技术方案的保护范围之内。