具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：

如图1-6所示，本发明所述的立体式加工流水线包括：升降式转运设备以及一个立体式加工设备；升降式转运设备包括升降驱动机构以及水平转运机构；立体式加工设备包括立体式支撑架以及各个工位加工机构；工位加工机构包括悬吊式加工单元以及平移支撑单元；

各个工位加工机构竖向间隔式安装在立体式支撑架上，且各个悬吊式加工单元分别位于对应平移支撑单元的上方；平移支撑单元用于摆放待加工工件，并驱动待加工工件水平横向移动；悬吊式加工单元用于夹持加工工具，并驱动加工工具实现多自由度运动；

水平转运机构安装在升降驱动机构上，由升降驱动机构驱动水平转运机构升降运动至各个平移支撑单元高度位置处；水平转运机构用于与平移支撑单元相配合，对待加工工件进行平移转运；

在安装加工流水线时，若为两个立体式加工设备，则分别设置在升降式转运设备左右两侧。

利用立体式加工设备能够安装多套悬吊式加工单元，且多套悬吊式加工单元呈纵向立体式分布，能够有效节省厂房平面空间，降低企业成本；利用升降驱动机构能够将待加工工件升降运动至不同高度处的各个工位处进行加工，从而满足待加工工件的多工位连续加工需要；利用水平转运机构能够与平移支撑单元相配合，从而对待加工工件进行平移转运，满足待加工工件在不同工位之间的水平转运或者下料操作。

进一步的，升降驱动机构包括安装底板307、两根升降立柱301、管式横梁305、升降驱动电机304、两个升降驱动座306以及两根升降驱动螺杆303；两根升降立柱301均竖向安装在安装底板307上，管式横梁305固定安装在两根升降立柱301的顶端上；在两根升降立柱301上均竖向设置有矩形升降孔302；两根升降驱动螺杆303分别旋转式竖向安装在两个矩形升降孔302中；两根升降驱动螺杆303的上端均伸入管式横梁305内，并在伸入端上设置有同步驱动齿轮；在管式横梁305内设置有绕设在两个同步驱动齿轮上的同步链条；升降驱动电机304安装在管式横梁305上，并在升降驱动电机304的输出轴上安装有与同步链条啮合的升降驱动齿轮；在两个升降驱动座306上均竖向设置有两个升降滑动孔以及一个升降驱动螺纹孔；两个升降驱动座306通过升降滑动孔分别滑动式安装在两根升降立柱301上，且升降驱动螺杆303螺纹旋合安装在对应的升降驱动螺纹孔上。

利用同步驱动齿轮、同步链条以及升降驱动齿轮的配合，能够同步驱动两根升降驱动螺杆303，从而实现两个升降驱动座306同步升降运动。

进一步的，水平转运机构包括纵向支撑梁311、两根水平横梁308、双轴头转运电机320、转运驱动电机315以及两根转运支撑杆309；两根水平横梁308的中部分别固定安装在两个升降驱动座306的相对内侧面上；在两根水平横梁308的相对内侧面上均横向设置有转运支撑凹槽317，纵向支撑梁311的两端分别伸入前后两个转运支撑凹槽317内，并在伸入端上设置有支撑在转运支撑凹槽317上侧槽边和下侧槽边上的转运支撑滚轮323；在两个转运支撑凹槽317内均旋转式横向安装有一根转运驱动螺杆318，且两根转运驱动螺杆318分别贯穿式螺纹旋合安装在纵向支撑梁311的两端上；转运驱动电机315安装在水平横梁308上，并在转运驱动电机315的输出轴端部上对接安装有一根同步驱动轴314；在同步驱动轴314上固定安装有两个同步驱动伞齿316；在两根转运驱动螺杆318的端部上均设置有一个同步从动伞齿319，且两个同步从动伞齿319分别与两个同步驱动伞齿316相啮合；在纵向支撑梁311上横向设置有两个T形支撑滑槽，两根转运支撑杆309的下侧边分别横向滑动式安装在两个T形支撑滑槽内，且两根转运支撑杆309的上侧面高于水平横梁308的上侧面，并在两根转运支撑杆309的上侧面上均设置有条形防滑垫310；在两根转运支撑杆309的相对内侧面上均横向设置有一个条形齿轮槽321，并在条形齿轮槽321内设置有转运驱动齿条322；双轴头转运电机320安装在纵向支撑梁311上，并在双轴头转运电机320的两端轴头上均固定安装有一个转运驱动齿轮，且两个转运驱动齿轮分别与两个转运驱动齿条322相啮合。

利用两个转运支撑凹槽317与转运支撑滚轮323的配合，能够实现纵向支撑梁311的平稳滑移，从而实现两根转运支撑杆309的平稳移动；利用两根转运驱动螺杆318能够实现纵向支撑梁311两端的同步驱动；利用两个T形支撑滑槽横向滑动式安装两根转运支撑杆309，并通过转运驱动齿条322与转运驱动齿轮的配合能够对转运支撑杆309在纵向支撑梁311上的位置进行调节，当纵向支撑梁311移动到水平横梁308的左侧端部时，再将两根转运驱动螺杆318从左端伸出，从而便于从左侧将工件转运托板133连同待加工工件一起搬运至左侧下料或者左侧的立体式加工设备上进行进一步加工。

进一步的，立体式支撑架包括四根立体支撑立柱101，且四根立体支撑立柱101位于矩形的四个顶点位置处；在四根立体支撑立柱101的下端均固定设置有底部支撑板。

进一步的，悬吊式加工单元包括高度调节电机205、旋转驱动座206、悬吊支撑座203、旋转调节电机208、高度调节螺杆210、高度调节套管211、伸缩调节电机216、伸缩悬挑杆204以及角度调节机构；在悬吊支撑座203的边缘设置有四根悬吊连杆202，四根悬吊连杆202通过端部的固定环套201分别安装在四根立体支撑立柱101上；旋转驱动座206贯穿式旋转安装在悬吊支撑座203的中部，高度调节电机205安装在旋转驱动座206上；旋转调节电机208安装在悬吊支撑座203上，并在输出轴端部上安装有旋转调节蜗杆209；在旋转驱动座206上安装有与旋转调节蜗杆209相啮合的旋转调节蜗轮207；高度调节螺杆210的上端旋转式安装在旋转驱动座206的下侧面中部，且与高度调节电机205的输出轴相对接；高度调节套管211的上端通过内螺纹旋合安装在高度调节螺杆210上，高度调节套管211的下端设置有伸缩安装座215；在旋转驱动座206的下侧面上竖向设置有悬吊导向杆212，在高度调节套管211外壁上设置有导向支座213，悬吊导向杆212滑动式贯穿导向支座213；在伸缩安装座215上水平设置有伸缩方孔，伸缩悬挑杆204贯穿式滑动插装在伸缩方孔上；在伸缩悬挑杆204的侧面上沿长度方向设置有齿条安装槽217，并在齿条安装槽217内安装有伸缩驱动齿条218；伸缩调节电机216固定安装在伸缩安装座215上，并在输出轴上设置有与伸缩驱动齿条218相啮合的伸缩驱动齿轮；角度调节机构安装在伸缩悬挑杆204的端部上，用于夹持加工工具，并对加工工具的角度进行调节。

利用旋转调节电机208、旋转调节蜗杆209、旋转调节蜗轮207的配合，能够对旋转驱动座206进行旋转驱动，从而满足伸缩悬挑杆204旋转调节需要，从而对角度调节机构的位置进行调节；利用高度调节螺杆210以及高度调节套管211的配合，能够对对角度调节机构的高度进行调节；利用伸缩安装座215、伸缩驱动齿条218以及伸缩驱动齿轮的配合，能够对角度调节机构的旋转半径进行调节。

进一步的，角度调节机构包括转角调节电机219、L形安装板220、俯仰调节电机221以及U形夹持支座222；

L形安装板220的水平板通过转角调节轴旋转式安装在伸缩悬挑杆204的端部下侧面上；转角调节电机219安装在伸缩悬挑杆204上，且转角调节电机219的输出轴与转角调节轴的端部相对接；俯仰调节电机221固定安装在L形安装板220的竖向板上，U形夹持支座222固定安装在俯仰调节电机221的输出轴端部上；在U形夹持支座222的侧边上螺纹旋合安装有一个工具夹持螺栓223，且螺杆端部伸入U形夹持支座222的夹持开口内。

利用角度调节机构能够对夹持加工工具进行水平转角和俯仰角进行调节，满足多角度加工调节的需要；利用U形夹持支座222和工具夹持螺栓223的配合，能够便于可拆卸安装各类加工工具，满足多种类型的加工工具安装需要。

进一步的，平移支撑单元包括两块条形支撑板103、平移驱动电机111、平移驱动链条109以及平移支撑小车；

两块条形支撑板103均横向安装在两块纵向支撑板102上，两块纵向支撑板102的前后两端分别固定安装在左侧两根立体支撑立柱101之间以及右侧两根立体支撑立柱101之间；在两块条形支撑板103的左侧端之间以及右侧端之间均旋转式安装有一根平移传动轴110，并在两根平移传动轴110的中部均固定安装有一个平移驱动链轮112；平移驱动链条109围绕设置在两个平移驱动链轮112上；平移驱动电机111通过链轮驱动结构驱动其中一根平移传动轴110旋转；平移支撑小车行走于两块条形支撑板103的上侧边上，平移驱动链条109通过链条固定支座108安装在平移支撑小车上。

利用平移驱动链条109以及链条固定支座108的设置，能够驱动平移支撑小车横向平移，从而能够与水平转运机构相对接，便于两根转运支撑杆309插入至小车支撑板104的前后侧边处且位于工件转运托板133的下方，从而将工件转运托板133连同待加工工件一起搬运至水平转运机构上进行升降转运。

进一步的，平移支撑小车包括小车支撑板104以及四个轨道支撑轮106；在小车支撑板104的四个顶角处均设置有一个滚轮支撑侧板105，四个轨道支撑轮106分别旋转式安装在四个滚轮支撑侧板105上；四个轨道支撑轮106两两分别支撑行走在两块条形支撑板103的上侧边上；链条固定支座108固定安装在小车支撑板104的下侧面中心处；在两块条形支撑板103的外侧面上均横向设置有一个平移限位滑槽132，在四个滚轮支撑侧板105的下侧边上均设置有滑动式嵌入平移限位滑槽132内的弯折翻边107；在小车支撑板104的上侧面上设置有用于放置待加工工件的工件转运托板133，在工件转运托板133的下侧面上设置有限位销孔，在小车支撑板104的上侧面上设置有伸入限位销孔内的锥形限位销131；在工件转运托板133的上侧面上设置有用于定位待加工工件的工件定位销。

利用弯折翻边107与平移限位滑槽132的配合，能够确保平移支撑小车在两块条形支撑板103上行走的可靠性，防止脱离轨道；利用锥形限位销131与限位销孔的配合，能够使得小车支撑板104与工件转运托板133叠放时快速准确；利用工件定位销能够使得待加工工件在工件转运托板133上摆动具有较高的精度，保证悬吊式加工单元加工的准确度。

进一步的，在小车支撑板104下侧面的前后侧边处均设置有两个夹持限位单元；夹持限位单元包括夹持支撑座113、夹持伸缩电机114、夹持伸缩螺杆115、夹持伸缩套管116以及工件按压组件；

夹持支撑座113固定安装在小车支撑板104下侧面边缘处，夹持伸缩套管116纵向贯穿式安装在夹持支撑座113上，且夹持伸缩套管116的端部伸出小车支撑板104外；工件按压组件安装在夹持伸缩套管116的伸出端上，用于对待加工工件进行按压固定；在夹持伸缩套管116的外壁上纵向设置有套管限位滑槽117，在夹持伸缩套管116的内壁上设置有伸缩驱动内螺纹；在夹持支撑座113上设置有滑动式嵌入套管限位滑槽117内的套管限位滑块；夹持伸缩电机114固定安装在小车支撑板104的下侧面上，且输出轴与夹持伸缩螺杆115的一端相对接；夹持伸缩螺杆115的另一端螺纹旋合安装在夹持伸缩套管116的伸缩驱动内螺纹上。

利用夹持伸缩螺杆115以及夹持伸缩套管116的配合，能够对工件按压组件的纵向位置进行调节，从而满足不同尺寸大小的待加工工件的夹持需要；利用套管限位滑槽117与套管限位滑块的配合，能够防止夹持伸缩螺杆115与夹持伸缩套管116同步旋转。

进一步的，工件按压组件包括伸缩旋转套管120、夹持驱动电机125、C形折板126、夹持驱动螺杆127、夹持按压杆129、夹持按压座121以及摆动驱动连杆128；伸缩旋转套管120竖向固定安装在夹持伸缩套管116的伸出端上，夹持按压座121贯穿式旋转安装在伸缩旋转套管120上；夹持按压杆129竖向滑动式贯穿夹持按压座121，并在夹持按压杆129的杆壁上竖向设置有旋转同步滑槽124，在夹持按压座121上设置有滑动式嵌入旋转同步滑槽124内的旋转同步滑块；在夹持按压杆129的上端垂直安装有水平压杆118，并在水平压杆118的下侧面上设置有按压防滑垫119；C形折板126的上下两块侧板分别固定安装在夹持按压杆129的上下两端上，夹持驱动螺杆127竖向旋转式安装在C形折板126的上下两块侧板之间；夹持驱动电机125固定安装在C形折板126上，且输出轴与夹持驱动螺杆127相对接；在夹持按压座121上设置有按压驱动支座130，夹持驱动螺杆127贯穿式螺纹旋合安装在按压驱动支座130上；在夹持支撑座113的下侧面上纵向设置有连杆T形滑槽，摆动驱动连杆128的一端通过T形滑块滑动式安装在连杆T形滑槽上；在夹持按压座121上设置有摆动驱动臂122，且摆动驱动臂122与水平压杆118在同一水平面上的投影垂直；摆动驱动连杆128的另一端与摆动驱动臂122的悬空端相铰接，用于在夹持伸缩套管116伸出至远端时拉动夹持按压座121正向旋转，使得水平压杆118与小车支撑板104的前后侧边平行；在夹持按压座121与伸缩旋转套管120之间安装有回弹驱动扭簧123，用于在夹持伸缩套管116缩回时驱动夹持按压座121反向旋转，使得水平压杆118与小车支撑板104的前后侧边相垂直。

利用T形滑块与连杆T形滑槽的配合，能够在夹持伸缩套管116伸出时，首先使得摆动驱动连杆128端部沿T形滑槽滑动，而在回弹驱动扭簧123的作用下不会立刻驱动水平压杆118旋转摆动，从而能够在一定范围内调节后对不同大小的待加工工件进行按压夹持，且在夹持伸缩套管116伸出至远端时才拉动夹持按压座121正向旋转，使得水平压杆118旋转摆动，而不影响工件转运托板133被抬起转运；利用夹持驱动螺杆127与按压驱动支座130的配合，能够驱动水平压杆118上下夹持运动；利用夹持按压座121与伸缩旋转套管120的旋转配合，能够便于水平压杆118旋转摆动；利用按压防滑垫119能够增强按压夹持的稳定性；利用摆动驱动臂122与水平压杆118在同一水平面上投影垂直的设置，能够在拉动摆动驱动臂122呈纵向时，水平压杆118旋转呈横向，不影响工件转运托板133被抬起转运。

本发明所述的立体式加工流水线中，升降驱动电机304、夹持驱动电机125、双轴头转运电机320、转运驱动电机315、高度调节电机205、旋转调节电机208、伸缩调节电机216、转角调节电机219、俯仰调节电机221、平移驱动电机111、夹持伸缩电机114以及夹持驱动电机125均采用现有的步进电机，通过PLC控制柜进行协调控制，电机的控制方法根据流水线工作需要进行PLC控制模块简单编程，PLC控制柜采用现有的控制柜，满足各个电机的协调控制即可。

本发明所述的立体式加工流水线在工作时，包括如下工作状态：

(1)工件加工状态：当待加工工件在悬吊式加工单元下方就位时，由高度调节电机205、旋转调节电机208、伸缩调节电机216、转角调节电机219以及俯仰调节电机221协调控制，使得U形夹持支座222上夹持的加工工具准确指向待加工位置，对其进行加工处理，包括但不限于加热、打磨、探伤、清洗或喷涂等等工艺步骤；在当前工序加工完成后，则由进入工件取出状态。

(2)工件取出状态：由当前工位处的平移驱动电机111控制，使得平移支撑小车移动至左侧边处，再控制夹持驱动电机125，释放水平压杆118对待加工工件的按压，再控制夹持伸缩电机114，使得工件按压组件向外移动，同时释放水平压杆118摆动至横向，再控制升降驱动电机304，使得两根转运支撑杆309调节至低于工件转运托板133，再控制转运驱动电机315，使得纵向支撑梁311平移至最右端，再控制双轴头转运电机320，驱动两根转运支撑杆309插入至小车支撑板104的前后侧边处，再控制升降驱动电机304抬升工件转运托板133一段距离，再控制双轴头转运电机320以及转运驱动电机315，使得工件转运托板133连同待加工工件一起平移出立体式加工设备。

(3)工件放置状态：控制升降驱动电机304抬升工件转运托板133至下一工位高度位置处，由下一工位处的平移驱动电机111控制，使得平移支撑小车移动至左侧边处，再控制转运驱动电机315，使得纵向支撑梁311平移至最右端，再控制双轴头转运电机320，驱动两根转运支撑杆309插入至小车支撑板104的前后侧边处，再控制升降驱动电机304下降工件转运托板133一段距离，使得工件转运托板133平稳放置在小车支撑板104上，再控制双轴头转运电机320以及转运驱动电机315收回两根转运支撑杆309，再控制夹持伸缩电机114，使得工件按压组件向内移动，同时拉动水平压杆118摆动至纵向，再控制夹持驱动电机125，驱动水平压杆118对待加工工件进行按压固定。

(4)工件输出状态：控制转运驱动电机315，使得纵向支撑梁311平移至最左端，再控制双轴头转运电机320，驱动两根转运支撑杆309向左伸出，从而将工件转运托板133连同待加工工件一起放置在出料支撑座上或者输送至左侧的立体式加工设备进行进一步加工。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。