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面向产品的喷涂机器人结构设计及其性能分析研究

李珂  
【摘要】:喷涂机器人是工业机器人技术与涂装设备结合的产物,主要用于产品表面的防腐和装饰,特别是用于汽车、航空航天、电子产品生产等行业。采用喷涂机器人具有自动化程度高、效率高、工作可靠、易于实现柔性生产且节能环保等优点。由于其工作环境的特殊性,喷涂机器人在设计制造方面大大不同于其他工业机器人。 长期以来我国有组织有计划地发展工业机器人产业,经过十几年的研制、生产、应用,在技术攻关和设计水平上有了长足的进步。但是由于我国存在基础零部件制造能力差,工业机器人还没有形成自己的品牌等原因,导致国内市场基本上都由国外机器人制造商的产品占据,在市场份额最大的汽车生产线上,几乎见不到我国本土的工业机器人产品,特别是喷涂机器人产品。喷涂机器人产业目前在我国还仅仅处于萌芽阶段。 要促进我国机器人工业的发展,关键在于实现产业化。本文通过与某企业合作,根据所制定的喷涂机器人产业化的近期目标和中长期目标,开始了基础的也是极为重要的机械样机研制工作。在深入调研的基础上,按照产业化的布局完成了样机工程图纸设计,样机图纸已经投产,并在此基础上开展了相关技术研究,内容包括: 1.收集资料,特别是对国内外较为先进的机型进行结构剖析,积累设计数据,在此基础上确定本项目机器人结构方案,综合评估技术经济性; 2.重点设计各关键零件的功能结构和工艺结构,规划机器人中关键的传动零部件、联接件、铰接件等的布局,考虑外观造型,完成喷涂机器人样机工程图,深入现场进行机器人样机制造工艺和工装的设计研究,并作为设计改进的依据。 3.对传动部件、防爆和走线方式等进行设计研究,由于喷涂机器人工作环境的特殊性,该部分是喷涂机器人与常规工业机器人的根本区别。 4.开展机器人运动学、动力学理论分析研究,规划本项目喷涂机器人动力零部件设计依据,确定机器人样机零部件选型参数、对机器人进行轻量化设计研究。


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