[发明专利]串联九自由度喷涂机器人

说明书

本发明涉及一种喷涂设备，具体涉及一种串联九自由度喷涂机器人。包括：工作执行机构，工作定位机构和辅助支撑机构，所述工作执行机构与工作定位机构串联连接；本发明在结构方面采用9R主体结构和辅助支撑装置相结合的形式，既满足操作灵活性又解决部分关节负载过大的问题，运动空间方面采用特殊的9轴串联设计使得其能够进入半封闭空间进行喷涂作业，具有较大的灵活工作空间。在驱动控制方面，关节控制容易，能够实现不同模式的控制方案；工作定位机构和辅助支撑机构协同控制，工作执行机构单独控制；在防撞设计上采用固定区域检测和轨迹预测相结合。

技术领域

本发明涉及一种喷涂设备，具体涉及一种串联九自由度喷涂机器人。

背景技术

喷涂是制造业中一道必不可少的工序，喷涂中的主要问题是，在喷涂过程中构成的漆雾和挥发出来的溶剂，会产生大量苯、醛类等有害物质，造成严重的环境污染，又不利于操作人员的健康。以自动化喷涂来取代传统的人工喷涂的需求显得尤为迫切，但目前的喷涂设备大多受限于工作空间特性、研制成本等，因此研究喷涂机器人技术，对满足日益增长的复杂构件自动化喷涂具有非常重要的意义。目前喷涂机器人多为6轴或7轴串联机器人，广泛应用于汽车制造业和家具生产等行业，其作业空间均为开放式。目前对于环形工件内表面喷涂作业，在6轴工业机器人基础上引入3轴转台构成9轴机器人喷涂系统。对于大多数空间内表面尤其是近似封闭空间的多腔室、多隔壁结构的工件的喷涂作业仍依赖人工喷涂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种采用9R主体结构和辅助支撑装置相结合的串联九自由度喷涂机器人。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种串联九自由度喷涂机器人，包括：工作定位机构、工作执行机构和辅助支撑机构，所述工作定位机构与工作执行机构串联连接。

所述工作定位机构由基座平台、第一旋转关节、第一连杆、第一俯仰关节、第二连杆和第三俯仰关节构成，所述基座平台与第一连杆通过转动副连接构成第一旋转关节，所述第一连杆与第二连杆通过转动副连接构成第一俯仰关节，所述第二连杆与第一关节链组件通过转动副连接构成第三俯仰关节；

所述工作执行机构由第一关节链组件、第二关节链组件和第三关节链组件依次串联而成；

所述第一关节链组件包括第三连杆、第二旋转关节、第四连杆和第四俯仰关节，所述第三连杆与第四连杆通过转动副连接，构成第二旋转关节，所述第四连杆与第二关节链组件通过转动副连接，构成第四俯仰关节；

所述第二关节链组件与第一关节链组件连接类型相同，所述第三关节链组件与第一关节链组件连接类型相同；

所述辅助支撑机构由第二俯仰关节、第九连杆、第一移动关节、第十连杆、第二移动关节、和导轨构件构成，所述第九连杆与第二连杆通过转动副连接构成第二俯仰关节，所述第九连杆与第十连杆通过移动副连接构成第一移动关节，所述第十连杆与导轨构件通过移动副连接构成第二移动关节，所述导轨构件与第一连杆刚性连接。

一种串联九自由度喷涂机器人喷涂方法，所述的串联九自由度喷涂机器人进行喷涂。

所述的方法包括以下步骤：

(1)为工件的第二腔体内表面进行喷涂工作，通过工作定位机构将工作执行机构穿过第一腔孔运送至第二腔体中，再由工作执行机构对其内表面进行喷涂工作；

(2)当第二腔体喷涂完毕后，通过工作定位机构以及工作执行机构的配合将工作执行机构退回第一腔体，对第一腔体进行喷涂；

(3)第一腔体喷涂完毕后，整体机构撤出第一腔体，将工件旋转180度即可进行对第三腔体的喷涂。

本发明的有益效果在于：

本发明在结构方面采用9R(R表示转动副)主体结构和辅助支撑装置相结合的形式，既满足操作灵活性又解决部分关节负载过大的问题。