汽车自动喷漆机构的设计

于殿宝

山东协和学院 山东济南 250200

摘要:汽车喷漆作为汽车制造产业的一个关键环节，对轮毂以及汽车整体的质量有着十分重要的作用。在喷漆操作中产生的烟雾、有毒气体和灰尘等对人体的健康有影响，另一个原因是有些喷漆部位人很难进行操作或者根本不能操作，基于上述的原因国内的厂家迫切需要用喷漆机器人代替人进行喷漆作业。本次设计的“喷漆机器人”就是为了解决这些问题。该机器人不但能代替人在危险或有毒害的工作环境中稳定的工作，而且它又巧妙地解决了喷漆线中某些复杂部位的喷漆。

研究背景及意义：汽车喷漆作为汽车制造环节中重要的一环，也因此显得十分重要。高质量的喷漆产品不仅能够给顾客带来赏心悦目的视觉和触觉感受，更能够提升销售价值。其表面喷涂效果的好坏对整个产品的销售影响巨大。近些年，一方面汽车制造业的发展轰轰烈烈，在国家工业中所占的比重越来越大；另一方面，汽车喷漆行业中生产效率不高，工作条件恶劣，其质量水平有待提高。除了喷漆材料方面的原因外，一个主要原因是由于相关装备的落后，许多仍以手工喷漆为主。对于大量流水作业汽车厂来说，每年数百万汽车产品完全靠人工来完成喷漆任务是很难想象的事情。

汽车喷漆机构研究现状：目前国内外针对喷漆设备的研究己有一定的成果：在国外，1951年美国一家公司展开了基于三轴机器人的汽车外壳定点动喷漆的一系列研究，70年代中期，美国、日本等国已经开始应用液压式喷漆机器人。但是由于液压式喷漆机器人存在某些缺点，如维修保养困难，噪声大，启动时适应性差，动力消耗大，位置重复精度低，成本高等，限制了它的广泛应用。

研究目标和内容：采用喷漆机器人不但可以改善劳动环境，而且提高了产品的质量和稳定性，减少了废品的数量，降低了漆量和能量的消耗，提高了劳动生产率。尤其当机器人对外形复杂的产品进行喷漆时，不会造成任何遗漏，也不会出现喷得厚薄不勾的现象，因为喷漆的角度、部位、时间、轨迹等，都早已在计算机中规定好了。随着现代产品更注重个性化发展，汽车除了色彩不同外，还要求有不同的图案，这样，用机器人按照图案编程和自动换色来喷漆，将有着极大的优越性。

本课题主要是是完成喷涂设备的结构开发，目的是找到匹配的电机，腰部和臂部的工作方式，腰部的三级直齿轮传动比例为200，腰部 II、 III轴均为齿轮轴。，四轴为中空轴，为了节约空间，使齿轮以交叉方式排列。大臂为圆锥-圆柱齿轮，传动比为200，锥形圆柱齿轮，传动比为150。前臂动作较慢，但是体积更小，因而采用XB­­­-32-100B型谐波减速器和H型同步带。

本发明的机器人需要五个自由度来完成平面和普通表面的喷涂，腰部马达在三级减速后，使其进行横向转动满足一个自由度。该系统采用三段式减速方式，使大臂在垂直方向上旋转，从而达到一个自由度。小臂伺服马达采用三段式减速器，使大臂在垂直面上旋转，以达到一自由度。同时，采用上下排列的同步皮带将腕部置于水平面上，并在水平面上进行旋转，以达到五个自由度，达到了喷涂作业的需要。

参考文献:

[1]于韶东,解品星.喷漆机器人系统的研究与实现[J].电子制作,2020(16):38-40.

[2]刘子豪. 圆钢端面喷漆机器人喷涂系统关键技术研究[D].河北科技大学,2019.

[3]潘添豪. 喷漆机器人双目视觉快速示教技术研究[D].哈尔滨工业大学,2018.

张沙. 面向石化储罐喷漆作业的爬壁机器人结构设计与运动控制研究[D].河北工业大学,2018.

[4]陈影.喷漆机器人在车桥涂装中的应用[J].安徽科技,2018(01):53-54.

作者简介：

姓名;于殿宝 性别：男 民族：汉族 籍贯：山东省济南市 出生年月：1999.12 学历：本科