[发明专利]喷漆机器人

说明书

本发明涉及一种喷漆机器人，特别涉及一种轻型复合式、能对复杂工件进行内外喷涂的喷漆机器人。

喷漆机器人世界上已有以液压驱动和以直流伺服电机驱动的结构型式。

这两种喷漆机器人存在以下缺点：①喷漆机器人比较笨重，自重达300～500公斤，②不便于行走，因而覆盖空间小;③对复杂工件内部喷涂的能力较弱。

本发明的目的是克服上述缺点，设计一种结构简单、紧凑，重量轻;能进行全自动喷涂;能行走，从而覆盖空间大;同时能对复杂工件进行内喷的喷漆机器人。

为了达到上述目的，本发明的喷漆机器人由执行机构和控制系统组成。其中执行机构包括底座、支架、驱动机构和喷枪。控制系统包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口（I/O）、电源和光电轴角编码器，所说的执行机构还有行走轨道、滚轮和一根伸缩单臂细杆，驱动机构由谐波减速器与步进电动机组成，可实现无级变速。控制系统中有多个多主中央处理单元（多主CPU），其中一个多主中央处理单元（多主CPU）为主处理单元（主CPU），它用于控制其余的多主中央处理单元（多主CPU）的运行，并控制漆路、换色系统以及机器人的安全保护与示教系统，其余的每个多主中央处理单元（多主CPU）控制机器人执行机构中的一种运动，如单臂细杆与喷枪的自由伸缩、转动和底座的行走，从而可对大工件进行大面积覆盖，对复杂工件来说，只要喷枪能伸进去，都能对其内腔进行自动喷涂。

本发明为了达到减轻喷漆机器人整体重量的目的，采用了直接动力平衡原理进行设计。具体地说，采用了单臂细杆结构，加之采用了步进电动机与谐波减速器，从而使喷漆机器人的结构更加紧凑、小巧、重量轻。整个喷漆机器人的重量不到100公斤，只有其它结构的喷漆机器人重量的四分之一到三分之一。正因为整个喷漆机器人的重量轻，所以能采用齿轮与齿条使之在轨道上行走，可沿工件长度方向行走7m以上，这样对工件的覆盖空间就大了。本发明的喷漆机器人的动作空间比其它结构的喷漆机器人大三倍以上。由于采用了单臂细杆结构，对复杂工件来说，只要单臂细杆与喷枪能伸进去，就能对其实施内喷。

本发明采用了步进电动机与谐波减速器技术，实现了无级变速。

本喷漆机器人中的控制系统还配备了灵活的示教系统，可在生产线上方便、灵活地示教喷漆轨迹、喷漆速度和换色要求。

本发明的喷漆机器人的单臂细杆可以是实心的，也可以是空心的，以便用来作为安装输漆、输气管道和导线的通路。

本发明中的控制系统采用工业标准微机总线（STD-BUS），以多主CPU的STD-BUS对喷漆机器人实施完全直接数字控制，示教容量大、控制精度高、可靠性好。基本控制软件、轨迹拟合、示教系统等软件系统功能完善。对任意全自动流水线和任意复杂结构的工件，只要经过示教就能以最适宜的喷漆速度实施喷涂。

下面结合附图，对本发明的一个实施例进行详细说明。

附图中，图1是机器人的主视图，图2是机器人的俯视图，图3是沿图1中A-A线的剖面放大图，图4是沿图1中B-B线的剖面放大图，图5是机器人的控制方框图。

其中：1-轨道  2-第一支架  3-防倾轮

4-防倾轮架  5-滚轮  6-轮架

7-底座  8-齿条  9-齿轮

10-齿轮架  11-第二支架  12-外罩

13-挡块  14-导向套  15-导向装置

16-单臂细杆  17-限位套  18-过渡段

19-第五支架  20-喷枪固定板  21-第六支架

22-第四支架  23-连轴器  24-齿轮轴

25-小支架  26-第三支架  27-支座

图中：a为气管  b为电缆  c为漆管

1G为第一光电轴角编码器……6G为第六光电轴角编码器，

1M为第一步进电动机……6M为第六步进电动机，

1B为第一谐波减速器，3B、5B、6B分别为第三、第五、第六谐波减速器，