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毕业论文（设计）论文（设计）题目：并联喷涂机器人虚拟样机设计姓名：学号：学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级：2009级指导教师：2012 年 6 月 7 日目录目录摘 要.IIIAbstract.IV第 1 章 绪论.11.1工业机器人简介.11.1.1工业机器人概念.11.1.2工业机器人的应用领域.11.1.3工业机器人的发展现状和前景.11.2.1喷涂机器人定义.31.2.2喷涂机器人特点.31.2.3喷涂机器人国内外应用现状.31.2.4理论意义及应用价值.41.3工业机器人结构.51.3.1机器人的基础构造.71.3.2喷涂机器人的控制.81.4本章小结.8第 2 章 并联喷涂机器人执行机构设计.102.1并联喷涂机器人的喷涂对象研究.102.1.1并联喷涂机器人作用于汽车行业优势.102.1.2喷涂对象调查研究.112.2喷涂机器人的原理和功能研究.132.3喷涂机器人的运动轨迹设计计算及整体尺寸设计.152.3.1设计原则.152.3.2运动轨迹设计计算.152.4并联喷涂机器人的机构设计.162.4.1底座与工作平台设计.162.4.2喷涂执行件设计.222.5本章小结.23I目录第 3 章 并联喷涂机器人的驱动和传动机构设计.243.1驱动传动机构要求.243.1.1驱动装置.243.1.2传动装置.263.2各传动构件相对运动的实现.273.2.1底部移动传动形式的确定.273.2.2电机选择.293.4滚珠丝杠的往复直线运动.323.5本章小结.34第 4 章 并联喷涂机器人的 Adams 仿真分析.354.1虚拟样机与 Adams 仿真分析简介.354.2建模过程.364.2.1Solidworks 三维建模.364.2.2零件质量属性确定.374.2.3导入 Adams 添加定义.384.3添加点驱动进行轨迹仿真.434.3.1添加一般点驱动.434.3.2点驱动的轨迹规划概述.444.3.2点驱动的轨迹规划实例分析.444.4测量各部件运动规律.584.5本章小结.60第 5 章 并联喷涂机器人的有限元分析.615.1有限元分析的作用与意义.615.2基于 Solidworks 的有限元分析.615.3基于 Solidworks 的有限元分析输出结果.635.4本章小结.65参考文献.66科技文献翻译.68热喷涂领域中机器人离线编程控制的应用.68II目录研究报告针对自由曲面喷涂的基于 CAD 的自动化机器人轨迹规划75附外文原文84III摘 要摘 要在制造产业中，喷涂过程是各个制造企业生产产品的不可或缺的重要环节，是保证制造的零件质量的重要步骤之一。目标零件经过喷涂之后耐腐蚀性大大加强，各种性能大幅提高，可利用性增强，但由于不同的零件结构形状复杂，一般而言喷涂工作条件恶劣，人工喷涂不能保证精度，最重要的是喷涂漆料一般对人体有害。喷涂机器人凭借着其自身优势得以广泛应用。其可以减少喷涂空间，保证喷涂质量，减少材料浪费，增大工作范围，使工人免受涂料伤害。因此，设计研究喷涂机器人是很有必要的。首先，了解工业机器人的概念、国内外现状以及发展、应用前景，明确喷涂机器人的设计意义，同时掌握工业机器人的基本结构类型，为设计并联喷涂机器人虚拟样机做相应的准备。接下来，对喷涂对象汽车外壳进行了调查了解，确定喷涂方案以及工作参数，设计并计算喷涂轨迹，完成并联喷涂机器人的尺寸设计和执行机构设计。然后研究各驱动元件的特性，各传动方式的优缺点，完成电机选型和传动机构的设计。最后，将 solidworks 中建立的三维模型模型导入至 ADAMS 软件内，添加约束和驱动，完成喷涂机器人的运动学仿真，检验喷涂轨迹是否与设计的一致，对机构进行优化设计。根据仿真结果，在 solidworks 里进行有限元分析，校核局部强度，进行安全性分析。最终完成 2 维工程图的绘制，为生产制造做指导。关键词：喷涂机器人 并联机构 喷涂轨迹 结构设计 运动学仿真 有限元分析IIIAbstractAbstractSpraying is a very important procedure in the Fabrication Industry by virtue of its advantages.It can provide parts high quality,the parts which have been sprayed get their corrosion resistance improved and become wildly used.Different parts usually have various shapes,and generally speaking,the working conditions in spraying are terrible,people can not get their work accurate,but they are easy to get hurt by paintings. Spraying robots can reduce spraying space,ensure spraying quality,avoid paint waste,expand the scope of work and prevent workers away from paintings.Therefore,its necessary for us to do more research on spraying robots.First,Ill learn about the concept,the current situation and development prospect of the industrial robots both domestic and overseas,make the design significance clear. Ill study the knowledge of the basic structure of industrial robots,do other corresponding preparation for the design. Then,Ill research on the object of spraying,make sure of the sparing program,calculate the spray trajectory,finish designing the sparing robots size and executive body.Furthermore,Ill research on different kings of drive components and transmissions and find out the advantages as well as disadvantages of them.I will finish designing the selection of the motors and transmissions.At last,Ill import the 3D model from Solidworks into Adams/View and add joint and motions to it.Finish the kinematics simulation and check the result to find out whether it is consistent with the spray trajectory.Do optimal design for this mechanism.Then I ll use the data from Adams/ViewIVAbstractto do FEA(Finite Element Analysis),check the strength and have a safety analysis.Complete the 2D engineering drawing,prepare for manufacturing.Keyword：spraying robots, Parallel Mechanism(PM), the spray trajectory, structure design, the kinematics simulation and the FEA(Finite Element Analysis)V第一章 绪论第 1 章 绪论1.1 工业机器人简介1.1.1 工业机器人概念1950 年代末，美国率先在机械手和操作机的基础上，用伺服机构和自动控制等技术，研制出工业机器人，即有通用性的且独立的工业用自动操作装置。工业机器人技术经历了不断的发展和进步，现在一般把面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人称为工业机器人，它是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可根据人工智能技术制定的原则纲领行动。1.1.2 工业机器人的应用领域工业机器人在工业生产中能替代工人做一些单调、频繁和重复的长时间作业，或者在是危险、恶劣的环境下作业，例如在冲压、热处理、压力铸造、焊接、机械加工、涂装、塑料制品成形和简单装配等工序上。现在更是在原子能工业等部门中，由工业机器人来完成对人体有害物料的搬运工作或工艺操作。1969 年，美国通用汽车公司用 21 台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。由于工业机器人有相当的通用性和适应性，能满足多品种中、小批量的生产，70 年代起，它常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。在现代制造业中它的身影几乎无处不在。1.1.3 工业机器人的发展现状和前景我国的机器人研究开发工作始于 1970 年代初，到现在已经历了 40 余年的时间。这 40 多年的前 10 年处于研究单位自行开展研究工作的状态，发展比较缓慢。1985 年后国家把工业机器人研究纳入国家计划，发展比较快。特别是在“七五”、1第一章 绪论“八五”、“九五”机器人技术国家攻关、“863”高技术发展计划的重点支持下，我国的机器人技术取得了重大发展。在机器人基础技术方面：如机器人机构运动学、动力学分析，机器人内外部传感器的研究与开发，机器人运动的控制算法及机器人编程语言的研究，具有多传感器的控制系统研究，离线编程技术、遥控机器人控制技术等均取得长足进展，并在实际生产中得到广泛应用。在机器人单元技术和基础元部件的研究开发方面：如交直流伺服电机及其驱动系统、测速发电机、滚珠丝杠、光电编码器、直线滚动导轨、液压（气动）元部件、谐波减速器、RV 减速器、薄壁轴承、十字交叉滚子轴承等均开发出一些样机或产品。但这些元部件距批量化生产还有一段距离。在机器人控制装置的研制方面：已开发出具有双 CPU、多 CPU 和分级分层控制的机器人控制装置，主控计算机的档次也在逐渐提升。在机器人操作机研制方面：已开发出一些先进的操作机和特种机器人，如 AGV（自动导引车），壁面爬行机器人，移动机器人，移动遥控机器人，重复定位精度为O.024mm 的装配机器人，可潜入海底 6000m 的水下机器人，主从操作机器人等，有些已达实用化水平并用于实际工程。在机器人的应用工程方面：目前国内已建立了多条弧焊机器人生产线，喷涂生产线和装配机器人生产线。国内机器人技术的研发力量强大，已经具备了大型机器人工程设计和实施的能力，整体性能已达到国际同类产品的先进水平，而整体价格仅为国外同类产品的三分之二甚至二分之一，具有很好的性能价格比和市场竞争力。但与此同时，国外机器人在制造业的应用也越来越广泛，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，功能越来越强，并向着成套技术和装备的方向发展。国外的机器人应用从传统制造业向非制造业转变，向以人为中心的个人化和微小型方向发展，并将服务于人类活动的各个领域。总趋势是从狭义的机器人概念向广义的机器人技术（RT）概念转移；从工业机器人产业向解决工程应用方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术（RT）的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有实在动作功能的智能化系统。”目前，工业机器人技术正向智能机器和智能系统的方向发展，其发展趋势主要为：结构模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC 化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。在这些方面，我国工业机器人技术还有待提高，我们还有很长的路要走。2第一章 绪论1.2 喷涂机器人与设计意义1.2.1 喷涂机器人定义喷涂机器人又叫喷漆机器人（spray painting robot）， 是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969 年由挪威 Trallfa 公司（后并入 ABB 集团）发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用 5 或 6 自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有 23 个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。1.2.2 喷涂机器人特点喷涂机器人的主要优点（1）柔性大：工作范围大（2）提高喷涂质量和材料使用率（3）易于操作和维护，可离线编程，大大的缩短现场调试时间（4）设备利用率高，喷涂机器人的利用率可达 90%-95%1.2.3 喷涂机器人国内外应用现状目前，国内外已经大量使用喷涂机器人来代替人工。主要是因为喷涂能使产品防锈、防腐并保持美观,并使零部件表面具有某种特殊性能如耐高温、耐磨等。手工喷涂对人体有害,劳动强度大,而且较难保证喷涂均匀。应用喷涂机器人有助于实现全自动化,不仅使工人远离有毒、有害物质,而且涂层均匀,质量有保证,效率高,涂料不浪费,还能够通过重复规定的简单动作,大大提高喷涂效率。利用机械手实现双面喷涂过程,可以节约烘干所需时间。目前，机器人（机械手）已经广泛地应用于喷涂领域。这些机器人一般有两种编程控制方式，即：在线编程和离线编程。第一种在线编程控制易于实现，但是缺点是难以保证喷涂表面的涂料质量，3第一章 绪论特别是对于一些复杂的工件尤其如此。而离线编程控制这种方式是一个很好的解决途径，它能够通过工件或者工作对象的 CAD 文件来克服在线编程控制的误差等。在当今国内外的汽车制造业当中，自动轨迹生成的喷漆方法是应用非常广泛。为满足自由曲面油漆厚度的要求而生成喷漆枪轨迹仍然是极大的挑战，尤其是面对复杂几何形状的自由表面更是如此。国内外对于喷涂机器人的研究已经进入了自动轨迹规划以及离线编程这些新兴领域，提出了基于点云切片技术生成喷枪轨迹的方法，以实现离线编程系统直接利用工件点云模型来规划喷涂机器人的轨迹。这些研究取得了很多进展，为将来的生产自动化奠定了良好的基础。1.2.4 理论意义及应用价值为了避免在喷涂时，涂料雾化导致工作人员肺部受损，产生肺部疾病，研究数控式工业喷涂机器人。喷涂机器人是能模仿人的动作功能，用以按一定的程序移动旋转并实现喷涂的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，重要的是能在涂料对人体有害环境下操作以保护人身安全，避免人体在喷涂现场吸入有害的雾化的涂料，因而能够应用于建筑、装饰、工厂以及其他一些需要喷涂的场合。由于人工喷涂时容易出现喷涂不均匀，且喷涂对人体有害的涂料时，要做很多防护措施都仍然不能保证人体的健康和安全，喷涂易然涂料时存在一定的安全隐患，大面积涂料时，电气设备必须按防爆等级规定进行，个人容易出现不适的症状，专门的喷涂人员由于长期从事该项工作患一些疾病的可能性增大。同时，由于对于喷涂质量的要求，以及现代生产的要求高效率自动化则成为不可避免的趋势。因此，喷涂机械手能够得到广泛的应用，所以研究喷涂机械手具有较大的意义和实用价值。喷涂机械手能够满足的高质量、高产量、高效率的喷涂要求，特别是树脂及镁、钛合金及有害材料的应用在此行业的大量使用。喷涂机械手的喷涂方式具有降低生产成本、提高作业效率、改善作业环境、节省安装空间、机械化、自动化管理作业等优势。是目前行业中的一种新兴的及先进的喷涂方式。喷涂适用的范围很广，包括建筑及各种制造业。本设计主要是针对制造业而设计4第一章 绪论的一种喷涂机械手。目前出现了高质量的全自动的喷涂机械手，喷涂质量大大提高，喷涂范围也在不断扩大。从原来的二维喷涂到现在的三维立体喷涂作业，喷涂机械手越发先进灵活，适应质量高要求的工作要求。有的先进的机械手，应用伺服软仿形喷涂系统等，采用人机交互界面，操作灵活方便。它代替人工不仅可以减少工人与有害涂料直接接触，而且可以提工作动效率和质量。在环保意识日益增强的今天，人们称环保效果好的涂装厂为“绿色工厂”，技术陈旧的涂装厂为“褐色工厂”。无论是新建绿色工厂还是改造褐色工厂，建立机器人全自动喷涂生产线都是十分必要的。在新建工厂时，合理使用资金是最重要的原则，因此降低喷涂生产线的投入是非常关键的一个环节。而对于那些需要改造的工厂来说，如何将机器人合理引入到现有的涂装生产线，以及由此而产生的费用则是关键性的问题。1.3 工业机器人结构工业机器人千姿百态，一方面可以满足设计者的灵活多变的设计概念，增加了设计的自由度和执行功能的多样性，另一方面也增加了设计的难度。尽管如此，工业机器人的设计基本上还是是有章可循的。大体结构分为：串联型和并联型。（1）串联型：简单点说，串联机器人就像人的一个手拿东西，而并联机器人就相当于两个手一起端东西。串联机器人研究得较为成熟，具有结构简单，成本低，控制简单，运动空间大等优点，已成功应用于很多领域，如各种机床，装配车间等。5第一章 绪论图 1-1 串联工业机器人（2）并联型：并联机器人的研究与串联机器人相比起步较晚，还有很多理论问题没有解决。但由于并联机器人具有刚度大，承载能力强，精度高，末端件惯性小等优点，在高速，大承载能力的场合，与串联机器人相比具有明显优势。已有很多成功应用的案例。比如运动模拟器，delta 机器人等。图 1-2 并联工业机器人串联与并联结构各有优势与缺陷，功能互补，正逐渐成熟并广泛应用在当今的工业产业之中。6第一章 绪论1.3.1 机器人的基础构造工业机器人大体分为四个部分，即：执行机构，驱动传动机构，控制系统，检测反馈系统。（1）执行机构执行机构也称操作机，使机器人赖以完成工作任务的实体，通常由杆件和关节组成。从功能角度，执行机构可分为：手部、腕部、臂部、腰部（立柱）和基座等。其中，手部又称末端执行器，是工业机器人直接进行工作的部分，其作用是直接抓取和放置物件，可以是各种手持器件。腕部是连接手部和臂部的部件。其作用是调整或改变手部的姿态，是操作机中结构最复杂的部分。臂部用以连接腰部和腕部，通常由两个臂杆组成，用以带动腕部运动。腰部是支撑手臂的部件。其作用是带动臂部运动，与臂部运动结合，把腕部传递到须到的工作位置。基座是机器人的支持部分，可固定可移动，该部件必须具有足够的刚度、强度和稳定性。（2）驱动传动机构该部分主要包括驱动部分与传动部分。驱动部分作用是为工业机器人的传动机构执行机构提供动力，驱动方式有液压驱动，气动驱动和电机驱动。这次毕业设计的并联喷涂机器人主要采用电机驱动，可供选择的电机有直流伺服电机，步进电机和交流伺服电机。直流伺服电机：直流伺服电机，它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。交流伺服电机：伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编7第一章 绪论码器的精度（线数）。交流电动机，特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点，且转子惯量较直流电机小，使得动态响应更好。在同样体积下，交流电动机输出功率可比直流电动机提高 1070，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。步进电机：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。我们可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。（3）控制系统这个系统是通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作。一般由控制计算机和伺服控制器组成。控制计算机发出指令，协调各关节驱动之间的运动，同时还要完成编程、示教/再现，以及和其他环境状态（传感器信息）、工艺要求，外部相关设备（如电焊机）之间的信息传递和协调工作。伺服控制各个关节驱动器，使各杆按一定的速度、加速度、和位置要求进行运动。（4）检测系统检测系统的作用就是通过各种检测器、传感器、检测执行机构的运动境况，根据需要反馈给控制系统，与设定值进行比较后对执行机构进行调整以保证其动作符合设计要求。1.3.2 喷涂机器人的控制这次设计的并联喷涂机器人的控制方式是连续轨迹控制，这种轨迹控制不仅要求机器人以一定的精度达到目标点，而且对运动的轨迹也有一定的精度要求。运动轨迹是空间的连续曲线，机器人在空间的整个运动过程都要控制，比较复杂。这种控制除了用于喷涂机器人，也常用于焊接与检测机器人设计。1.4 本章小结本章首先阐述了工业机器人的概念，优势及应用范围，对工业机器人有了较8第一章 绪论为全面的了解。接着通过查阅资料和分析毕业设计任务，整理出喷涂机器人的优势和特色之处，明确了设计和应用喷涂机器人的必要性。最后，自学了与机器人有关的课程，对喷涂机器人和其他工业机器人的结构功能有了更进一步的研究，学到的相关知识为后续的并联喷涂机器人的设计、虚拟样机制造做了理论上的准备。目前主流的工业机器人或者说机器手仍然是串联型机器人为主，因为对它的研究起步早，应用较为成熟，但近来并联机器人的研究也逐步跟上，个别厂商已经推出了适应市场需求的并联型工业机器人。因为串联型机器人已经广泛应用，并联型机器人使用少，故其优势更显珍贵，将来推广应用并联机器人是大势所趋。它有串联机器人不具备的独有优势，在某些特定场合无可替代。这也是我毕业设计课题选择并联喷涂机器人虚拟样机设计的原因。9第二章 并联喷涂机器人执行机构设计第 2 章 并联喷涂机器人执行机构设计2.1 并联喷涂机器人的喷涂对象研究2.1.1 并联喷涂机器人作用于汽车行业优势为了追求喷涂过程更大的灵活性、更大人员安全性和更高的效率，从 1990 年代起汽车工业开始引入机器人进行内表面的自动喷涂。现代汽车工业迅速发展导致汽车型号快速更新换代和车体设计的不断调整，只有机器人才能适应这种频繁变化的重复性生产要求。机器人通过控制喷枪运动，使之在喷涂过程中与喷涂表面保持正确的角度和恒定的距离（一般为 200mm）。工程师采用专门的软件对喷涂对象的三维模型进行处理，确定喷枪的移动路径运动转角和相应的喷涂参数。然后将这些数据传输给机器人控制器，控制机器人精准地完成设计动作。喷涂机器人的大量运用极大地解放了生产力，提高了汽车制造企业的生产效率，并带来稳定优质的喷涂质量，降低成品返修率，同时也提高了喷漆利用率，减少废漆、废溶剂的排放，有助于构建环保的绿色工厂。目前国际市场上供应的喷涂机器人大致可分为以下几类：按是否具有沿着车身输送链运行方向水平移动的功能，分为带轨道式和固定安装式机器人；按安装位置的不同，分为落地式和悬臂式机器人。落地式机器人具有易于维护清洁的优点，带轨道式机器人则具有工作范围相对较大的优点。另外，串联机器人虽然大量应用，但是价格高昂，我尝试创新，选择用并联机构设计喷涂机器人，以期节省成本。综上所述，本次毕业设计采用的是落地带轨道式的并联喷涂机器人。该种结构喷涂机器人结构对称，灵活性好，精度和刚度高，易于制造，成本低，容易实现模块化。10第二章 并联喷涂机器人执行机构设计2.1.2 喷涂对象调查研究喷涂机器人的喷涂对象是普通汽车外壳。喷涂机器人可以作为喷涂车间流水线上的一环，完成对已加工好的车壳的喷涂工序，也可以应用于汽车维修站，完成破损或刮擦的车壳表面补漆、重新喷漆。为确定并联喷涂机器人的整体尺寸和工作行程，设计之前需对喷涂对象的尺寸做调查研究。鉴于各种类型车壳尺寸大小不一，实地调研难度较大等问题，本次喷涂对象的尺寸确定具体方法为：结合网络资料和实地调研，调查不同类型的家用轿车的车身尺寸，车身尺寸包括高度，宽度，长度等。图 2-1 车身外形示意图图 2-2 车身外壳尺寸示意图11第二章 并联喷涂机器人执行机构设计图 2-3 调研结果图综合分析上述调研结果，结合车型示意图，确定被喷涂车身的大约尺寸。为求设计过程简化，起一个示意作用，本设计用车壳侧面轮廓当作工作目标，用 autoCAD 软件绘制近似的车壳侧面轮廓曲线，按照喷枪口距离车壳表面 200mm 计，通过等距曲线，把它当作喷涂机器人在喷涂过程中执行件的运动轨迹，建立样条曲线，为后续 ADAMS 运动仿真做好准备。（外围曲线为工作轨迹）图2-4 车壳侧面的近似尺寸12第二章 并联喷涂机器人执行机构设计2.2 喷涂机器人的原理和功能研究13第二章 并联喷涂机器人执行机构设计图2-5 并联喷涂机器人在整个车壳侧面的喷涂过程中，把整个车壳侧面划分为若干个小块区间，每一个小块区间即是喷枪喷出的喷雾从顶部到底部所覆盖的区域，如图 2-6 所示。图2-6 分块工作范围示意（中间粗线部分）假定流水线不动，车壳静止，并联喷涂机器人自顶而下一个工作行程应该喷涂完如上图所示红色区域的面积。当底座丝杠进给速度与生产流水线保持同速时，并联喷涂机器人与目标车体相对静止。设定自上而下往复一次即两个工作行程为一个工步，往复喷涂一次后，应该14第二章 并联喷涂机器人执行机构设计进入下一个工步。此时，喷涂的执行件保持原位置，底座丝杠带动机器人沿流水线运动方向反向加速进给一个工位再保持与流水线同速，继续保持相对静止，直至完成下一个单元的喷涂任务。依次循环，最终完成整个车壳侧面的喷涂，机器人快速回程归位，准备进行下一个目标车体的喷涂，右边为第一工步，左边为第二工步设计流水线运动方向向右如箭头所示如图 2-7 所示：图2-7 分块工作流程范围示意2.3 喷涂机器人的运动轨迹设计计算及整体尺寸设计2.3.1 设计原则1）根据车体的平均高度确定每一个喷涂行程中喷嘴的极限位置；2）根据车体的平均宽度确定整个喷涂过程中，并联喷