一種三自由度汽車塗裝輸送機的製作方法
2023-05-27 20:08:36
專利名稱：一種三自由度汽車塗裝輸送機的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械製造及交通運輸領域，具體涉及一種汽車塗裝輸送裝置。
背景技術：
汽車製造由衝壓、焊裝、塗裝、總裝四大工藝組成，塗裝工藝涉及機械、電氣、化工、環保等諸多科技技術，佔四大工藝投資額40%以上是汽車製造業的關鍵工藝。輸送系統貫穿於現代化汽車塗裝生產線的全過程，是塗裝生產線的動脈。前處理、電泳是車身在塗裝車間的一道重要的表面預處理工序，前處理、電泳輸送設備的性能好壞直接影響著車身的表面預處理質量。目前，大批量連續生產時所採用的輸送系統主要有傳統的懸掛式輸送系統和擺杆鏈輸送機，以及國際最先進的RoDip輸送機和多功能穿梭機(中國發明專利03800255. 8)等。傳統的懸掛式輸送系統，槽子上方的鏈條和接油盤會有冷凝水滴落到車身和槽子中造成汙染，所採用的門式吊具，因車身上方有吊具的橫梁，其水滴也會落到車身上造成汙染；懸鏈的最大出、入槽角度一般只有30°，槽體積大、設備長、塗裝線佔地面積大，頂蓋及空腔結構內的空氣排不盡，使這些部位磷化、電泳塗裝效果不好；由於鏈條軌跡的固定模式，無法實現對不同工藝的優化處理。擺杆鏈輸送機浸槽的長度較短，不必在車身上方設置防塵接油盤；解決了吊具橫梁和懸鏈滴水汙染車身的問題，但無法根除車頂氣包。國際最先進的RoDip輸送機和多功能穿梭機，改變吊掛和輸送方式，車身在前進的同時可以進行縱向傾斜，解決了內腔氣泡問題，提高了車體前處理和電泳表面處理的質量，但是其結構較為複雜，佔地面積大，設備投資及運行、維護費用高。此外，由於RoDip輸送機和多功能穿梭機是懸臂結構，懸臂梁很難承受較重載荷，因此只適合於小型轎車的電泳塗裝導致輸送機柔性化水平不高。例如，為了對大、重型汽車車身進行塗裝，需要同時使用兩臺多功能穿梭機(參考中國發明專利200410003154. 2)，這就導致控制複雜，效率低，費用高。另外，由於這種懸臂梁結構輸送機在輸送的過程中，車身在翻轉的過程中，車身在翻轉的同時必然在行走方向有位移，這是其機構結構的先天性缺陷，這種缺陷雖然使傳統的船形槽變為矩形槽，但是其佔地面積也較大。電泳塗裝設備是投資較大、技術要求較高、結構較複雜的塗裝設備在電泳塗裝工藝中，如何通過改變車體的輸送方式和改變車體在槽液中的姿勢，使車體100%表面都能塗裝上漆，一直是一個難題。主要是空腔上部的空氣在浸沒時排不盡，形成「空氣包」，塗不上漆。採用一般懸掛式輸送裝置，達不到完全塗裝效果。目前，國際領先水平的RoDip輸送和多功能穿梭機輸送，基本上解決了空氣包問題。因此，在未來很長一段時間內，這種可以根據不同的車型主動優化不同的浸入角度、翻轉方式和行進速度，增加了輸送機的應用靈活性的先進輸送方式及輸送設備，將在電泳塗裝設備中佔據主導地位。但是，目前先進的電泳塗裝輸送機，尤其是RoDip輸送機和多功能穿梭機結構複雜、製造安裝工藝要求高，其懸臂梁結構使單機不適合於大、重型汽車車身的塗裝輸送，開發結構簡單、車型適用性廣、柔性化水平高、剛度高和環保型的電泳塗裝輸送設備勢在必行。
發明內容
本發明的目的是為解決上述技術問題，以適應汽車塗裝生產線對輸送機柔性化、環保化和自動化水平的更高需求，把平面機構運動原理與電泳工藝相結合，發明一種汽車塗裝輸送機，由行走機構和平移升降翻轉機構構成，其輸送技術原理與現有技術完全不同，行走機構的運動與平移升降翻轉機構的運動相結合，驅動車身實現進退、升降和傾斜運動或者以上三種運動的複合運動，使車身在電泳槽中充分攪動，從而達到完全地消除汽車車身在電泳過程中車頂氣泡的效果。根據本發明的汽車塗裝輸送機，包括行走機構和升降翻轉機構兩個功能部分，行走機構通過行走輪與導軌配合實現運輸機的行走運輸功能，所述升降翻轉機構由至少一對平面機構構成，每對平面機構由通過連接支架相連的結構上完全相同的第一平面機構和第二平面機構組成，所述第一平面機構和第二平面機構分別包括第一分支、第二分支和第三分支，三個分支結構相似並均沿著導軌並行設置，通過對平面機構的驅動，完成被輸送車體的平移、升降和傾斜運動；利用行走機構的運動與平面機構的運動相結合，驅動車身實現單獨的進退運動、升降運動和傾斜運動或實現者所述三種運動的複合運動。 根據本發明的汽車塗裝輸送機，其中所述的第一分支、第二分支和第三分支結構構成相似，其中的第一分支包括第一驅動器、第一減速器、第一螺母、第一轉動副、第一絲槓、第一導軌、第一絲槓座、第二轉動副，第一驅動器固裝於第一減速器上，第一導軌、第一絲槓座與第一減速器之間相互固定，第一絲槓的一端由第一驅動器經第一減速器驅動，同時第一絲槓的另一端支承於第一絲槓座上，第一螺母通過第一轉動副安裝在行走機構的底座上，第一螺母與第一絲槓構成螺旋副，同時第一螺母與第一導軌構成平移副，第一分支通過第一絲槓座與連接支架之間的第二轉動副相連，第一分支、第二分支和第三分支上的各個螺母分別與各個分支上的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副連接，所述的第一轉動畐O、第三轉動副和第五轉動副均固裝在與導軌平行的行走機構的底座上。根據本發明的汽車塗裝輸送機，還具有安裝有車體吊具的車體連接支架，其中，待處理的車體通過車體吊具懸掛於連接支架的下方，平面機構中三個分支中的驅動器驅動絲槓運動，通過設定改變第一分支、第二分支及第三分支中各個絲槓的相對運動距離，實現車體的升降、傾斜以及平移或其複合運動。根據本發明的汽車塗裝輸送機，其中所述的平面機構和車體位於導軌平面的上下兩側，第一分支、第二分支和第三分支結構構成相似，第一分支包括第一驅動器、套筒、第一轉動副、伸縮杆、杆座、第二轉動副，第一驅動器固定安裝在套筒上，套筒通過第一轉動副安裝在行走機構的底座上，伸縮杆與套筒間形成移動副，伸縮杆與杆座固定安裝，杆座與連接支架之間通過第二轉動副相連，第一分支、第二分支和第三分支上的各個套筒分別與各個分支上的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副連接，所述的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副均固裝在與導軌平行的行走機構的底座上。根據本發明的汽車塗裝輸送機，還具有安裝有車體吊具的車體連接支架，其中，待處理的車體通過車體吊具懸掛於連接支架的下方，平面機構中三個分支中的驅動器驅動套筒運動，通過設定改變第一分支、第二分支及第三分支中各個套筒的相對運動距離，實現車體的升降、傾斜以及平移或其複合運動。
根據本發明的汽車塗裝輸送機，其用於汽車車身電泳塗裝生產線的輸送。本發明的有益效果在於其具有結構簡單、製造安裝維修方便，可實現無人值守智能化控制的優點；改變了現有塗裝輸送技術，其輸送對象可以垂直入槽，船形槽改為矩形槽，節省了塗裝線的佔地面積，降低了漆液的成本；其結構合理、投資省、運行費用低，可實現對車體的進退、升降和前後傾斜及其複合運動，有效地保證了車體的前處理及電泳表面處理的質量；由於採用了多組平面機構，增加了輸送機的承載能力，使其能夠適用於不同車型和大小車身的輸送，增加了輸送機的柔性；另外由於懸掛、輸送功能完全通過平移升降翻轉機構實現而無需額外支承，故輸送機具有較輕的重量和較低的高度。
圖I為本發明第一實施例的結構示意圖。圖2為本發明第二實施例的結構示意圖。
圖中1-第一驅動器、2-第一減速器、3-第一螺母、4-第一轉動副、5-第一絲槓、6-第一導軌、7-第一絲槓座，8-第二轉動副、9-第二驅動器、10-第二減速器、11-第二螺母、12-第三轉動副、13-第二絲槓、14-第二導軌、15-第二絲槓座、16-第四轉動副、17-第三驅動器、18-第三減速器、19-第三螺母、20-第五轉動副、21-第三絲槓、22-第三導軌、23-第三絲槓座、24-第六轉動副、25-連接支架、26-車體吊具、27-車體、28-導向輪、29-底座、30-行走驅動器、31、32_行走輪、33-導軌；201_套筒、202-伸縮杆、203-杆座。
具體實施例方式本發明的汽車塗裝輸送機結合附圖及實施例詳細說明如下本發明的實施例以兩個汽車塗裝輸送機進行例證，在本發明圖I所示的第一實施例中，本發明所述的輸送機包括行走機構與平移升降翻轉機構。所述的平移升降翻轉機構包括第一平面機構和第二平面機構，其中第一和第二平面機構在結構上是完全相同的，並通過連接支架25相連。所述的行走機構分為左行走機構和右行走機構，左、右行走機構機構上完全對稱。其中右行走機構包括底座29和行走驅動器30 ;裝有行走輪31、32的底座29上設有行走驅動器30，通過行走輪31、32與導軌33配合，並通過導向輪28在導軌33上的定向實現行走運動。所述的每個平面機構包括沿導軌並排設置的三個分支，以第一平面機構為例進行解釋說明。第一個分支包括第一驅動器I、第一減速器2、第一螺母3、第一轉動副4、第一絲槓5、第一導軌6、第一絲槓座7、第二轉動副8 ;第一驅動器I固裝於第一減速器2上,第一導軌6、第一絲槓座7與第一減速器2之間相互固定,第一絲槓5的一端由第一驅動器I經第一減速器2驅動，同時第一絲槓5的另一端支承於第一絲槓座7上，第一螺母3通過第一轉動副4安裝在行走機構的底座29上，第一螺母3與第一絲槓5構成螺旋副，同時第一螺母3與第一導軌6構成平移副，第一分支通過第一絲槓座7與連接支架25之間的第二轉動副8相連；第二個分支包括第二驅動器9、第二減速器10、第二螺母11、第三轉動副12、第二絲槓13、第二導軌14、第二絲槓座15、第四轉動副16 ;第二驅動器9固裝於第二減速器10上，第二導軌14、第二絲槓座15與第二減速器10之間相互固定，第二絲槓13的一端由第二驅動器9經第二減速器10驅動，同時第二絲槓13的另一端支承於第二絲槓座15上，第二螺母11通過第三轉動副12安裝在行走機構的底座29上，第二螺母11與第二絲槓13構成螺旋副，同時第二螺母11與第二導軌14構成平移副，第二分支通過第二絲槓座15與連接支架25間的第四轉動副16相連；第三個分支包括第三驅動器17、第三減速器18、第三螺母19、第五轉動副20、第三絲槓21、第三導軌22、第三絲槓座23、第六轉動副24 ;第三驅動器17固裝於第三減速器18上，第三導軌22、第三絲槓座23與第三減速器18之間相互固定，第三絲槓21的一端由第三驅動器17經第三減速器18驅動，同時第三絲槓21的另一端支承於第三絲槓座23上，第三螺母19通過第五轉動副20安裝在行走機構的底座29上，第三螺母19與第三絲槓21構成螺旋副，同時第三螺母19與第三導軌22構成平移副，第三分支通過第三絲槓座23與連接支架25間的第六轉動副24相連。上述各個分支中的導軌可以採用圓柱導軌，直線導軌等形式。使分支中轉動副之間距離改變的驅動方式可以是螺旋副、滾珠絲槓副、液壓驅動、氣動或者齒輪齒條副等形式。上述車體連接支架25上安裝有車體吊具26，車體27通過車體吊具26安裝在輸送機上。
工作時，將待處理的車體27通過車體吊具26懸掛於連接支架25的下方。行走機構由行走驅動器30的驅動而前行。兩個平面機構中的第一分支中，第一驅動器I驅動第一絲槓5轉動，通過螺旋副的傳動以及平移副的約束改變第一轉動副4與第二轉動副8間的距離；第二分支中第二驅動器9驅動第二絲槓13轉動，通過螺旋副的傳動以及平移副的約束改變第三轉動副12與第四轉動副16間的距離；第三分支中第三驅動器17驅動第三絲槓21轉動，通過螺旋副的傳動以及平移副的約束改變第五轉動副20與第六轉動副24間的距離。第一、第二及第三分支根據事先設定的規律同時運動，則帶動車體做升降、傾斜以及平移或其複合運動。在如圖2所示的本發明的第二實施例中，除了將第一實施例中的平移升降翻轉機構進行倒置外，兩個平面機構的第一、第二與第三分支結構發生改變，主要區別為轉動副間的距離改變通過伸縮杆結構實現，以第一分支為例說明。第一分支包括第一驅動器、套筒201、第一轉動副、伸縮杆202、杆座203、第二轉動副；第一驅動器固定安裝與套筒201上，套筒201通過第一轉動副安裝在行走機構的底座上，伸縮杆202與套筒201間形成移動副，伸縮杆與杆座203固定安裝，杆座203與連接支架之間通過第二轉動副相連。其他兩個分支結構類似，且其他部分結構與第一實施例類似。類似地，第一、第二與第三分支中的伸縮杆可以通過滾珠絲槓副，螺旋副，液壓驅動，氣動等多種方式驅動。工作過程與第一實施例不同之處在於第一分支第一轉動副與第二轉動副之間的距離改變通過伸縮杆實現；同樣第二分支中第三轉動副與第四轉動副之間的距離改變，以及第三分支中第五轉動副與第六轉動副之間的距離改變同樣通過伸縮杆實現。當第一、第二及第三分支根據事先設定的規律同時運動，則帶動車體做升降、傾斜以及平移或其複合運動。在實際操作中，利用本發明所述的汽車塗裝輸送機對車體在電泳塗裝生產線上進行輸送。本發明以兩個平面機構為例進行了說明，但是可以理解，本領域的技術人員在不超出本發明範圍的情況下，可對平面機構的數目(大於等於I的正整數)按照要求進行調整，對各對平面結構的結構進行組合，並可對整體結構進行顯而易 見的替換或修改。
權利要求
1.一種汽車塗裝輸送機，其特徵在於，該輸送機包括行走機構和升降翻轉機構兩個功能部分，行走機構通過行走輪與導軌配合實現運輸機的行走運輸功能，所述升降翻轉機構由至少一對平面機構構成，每對平面機構由通過連接支架相連的結構上完全相同的第一平面機構和第二平面機構組成，所述第一平面機構和第二平面機構分別包括第一分支、第二分支和第三分支，三個分支結構相似並均沿著導軌並行設置，通過對平面機構的驅動，完成被輸送車體的平移、升降和傾斜運動；利用行走機構的運動與平面機構的運動相結合，驅動車身實現單獨的進退運動、升降運動和傾斜運動或實現者所述三種運動的複合運動。
2.根據權利要求I所述的汽車塗裝輸送機，其中所述的第一分支、第二分支和第三分支結構構成相似，其中的第一分支包括第一驅動器、第一減速器、第一螺母、第一轉動副、第一絲槓、第一導軌、第一絲槓座、第二轉動副，第一驅動器固裝於第一減速器上，第一導軌、第一絲槓座與第一減速器之間相互固定，第一絲槓的一端由第一驅動器經第一減速器驅動，同時第一絲槓的另一端支承於第一絲槓座上，第一螺母通過第一轉動副安裝在行走機構的底座上，第一螺母與第一絲槓構成螺旋副，同時第一螺母與第一導軌構成平移副，第一分支通過第一絲槓座與連接支架之間的第二轉動副相連，第一分支、第二分支和第三分支上的各個螺母分別與各個分支上的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副連接，所述的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副均固裝在與導軌平行的行走機構的底座上。
3.根據權利要求2所述的汽車塗裝輸送機，還具有安裝有車體吊具的車體連接支架，其中，待處理的車體通過車體吊具懸掛於連接支架的下方，平面機構中三個分支中的驅動器驅動絲槓運動，通過設定改變第一分支、第二分支及第三分支中各個絲槓的相對運動距離，實現車體的升降、傾斜以及平移或其複合運動。
4.根據權利要求I所述的汽車塗裝輸送機，其中所述的平面機構和車體位於導軌平面的上下兩側，第一分支、第二分支和第三分支結構構成相似，第一分支包括第一驅動器、套筒、第一轉動副、伸縮杆、杆座、第二轉動副，第一驅動器固定安裝在套筒上，套筒通過第一轉動副安裝在行走機構的底座上，伸縮杆與套筒間形成移動副，伸縮杆與杆座固定安裝，杆座與連接支架之間通過第二轉動副相連，第一分支、第二分支和第三分支上的各個套筒分別與各個分支上的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副連接，所述的第一轉動副、第三轉動副和第五轉動副均固裝在與導軌平行的行走機構的底座上。
5.根據權利要求4所述的汽車塗裝輸送機，還具有安裝有車體吊具的車體連接支架，其中，待處理的車體通過車體吊具懸掛於連接支架的下方，平面機構中三個分支中的驅動器驅動套筒運動，通過設定改變第一分支、第二分支及第三分支中各個套筒的相對運動距離，實現車體的升降、傾斜以及平移或其複合運動。
6.權利要求1-5之一所述的汽車塗裝輸送機，其用於汽車車身電泳塗裝生產線的輸送。
全文摘要
本發明涉及一種汽車塗裝輸送機，該輸送機包括行走機構和平移升降翻轉機構兩個功能部分，其中，行走機構完成運輸機的行走運輸功能，平移升降翻轉機構由一個或多個平面機構構成，通過對平面機構的驅動，完成被輸送物體的平移、升降和傾斜運動，由於本發明輸送機採用了多組平面機構，增加了輸送機的承載能力，使其能夠適用於不同車型和大小車身的輸送，增加了輸送機的柔性；由於懸掛、輸送功能完全通過平移升降翻轉機構實現而無需額外支承，故輸送機具有較輕的重量和較低的高度。
文檔編號B65G49/04GK102817064SQ20121001504
公開日2012年12月12日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者劉辛軍, 陳祥, 高國琴 申請人:清華大學