专利名称：一种自动换喷枪的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种喷枪装置及方法，尤其涉及一种可在空间任意方向连续喷 涂的自动换喷枪的装置及方法。
背景技术：
家具或有些行业喷漆中，喷完色漆后(工艺中称为中漆)，会立即在其表面再覆盖层清漆或亮光漆(工艺中称为面漆)。面漆主要用来达到高光亮、亚光等效果，增加产品的光泽、硬度，获得丰满度较好的涂层，并且具有良好的耐候保
光、保色性，上述的两种油漆的配方与颜色也是不相同的，为了避免相互之间的污染，及免清洗供油设施，传统的手工喷涂，一般配备2把喷枪及相对应的供油系统及空气控制系统。供油系统包括油料桶，隔膜泵，油路管等。空气控制系统包含喷枪的开关控制，雾化效果控制等的气管与执行元件。分别使用上述的两套喷涂设施来完成以上工序，由上述工艺可知，更换喷枪，必需同时切换其供油系统及参数化好的气路控制系统，现有的空间连续任意方向喷涂的设备大部份通过简单的电磁阀对油路气路的切换实现以上工艺，由于喷枪没有更换，这种方法造成喷枪及终端管路的污染，不利喷涂。即便中间含有清洗过程，也增加了复杂性，效率太低。另外如果不同的工序采用不同口径的喷枪，这种方法根本就不行了，拆装法也是比较传统的做法，通过插拔管路把喷枪卸下，再安装新的喷枪。依工序的不同，插入相对应的油气接口，把多套油气路系统做成含有集成接口的终端。市面上的喷枪装置功能单一、不能在线快速更换喷枪系统、不能连续作业、工作效率低、工艺复杂、油漆浪费较大且工件多次装卸及搬运容易对先前已完成的工序产生影响。
发明内容
本发明目的在于解决市面上的喷枪装置功能单一、不能在线快速更换喷枪系统、不能连续作业、工作效率低、工艺复杂、油漆浪费较大且工件多次装卸及搬运容易对先前已完成的工序产生影响的不足而提出的可在空间任意方向连续喷涂的自动换喷枪的装置及方法。本发明是通过以下技术方案来实现的:一种自动换喷枪的装置，包括纵轴方向移动件、绕纵轴旋转角度控制装置、绕纵轴旋转角度传动装置、旋转主体，
所述纵轴方向移动件上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置，所述绕纵轴旋转角度控制装置下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置，所述绕纵轴旋转角度传动装置穿过纵轴方向移动件与所述旋转主体相连。进一步地，所述纵轴方向移动件包括上端固定件、纵轴方向移动件主体、下端固定件，所述上端固定件下方设有纵轴方向移动件主体，所述纵轴方向移动件主体下方设有下端固定件。进一步地，所述绕纵轴旋转角度控制装置为绕纵轴旋转角度控制电机。进一步地，所述绕纵轴旋转角度传动装置包括传动杆电机联轴器、传动杆联轴器、传动杆、轴承、联接件，所述传动杆电机联轴器一端与所述绕纵轴旋转角度控制装置输出轴相连，所述传动杆电机联轴器另一端与所述传动杆一端相连，所述传动杆穿过所述纵轴方向移动件与所述传动杆联轴器相连，所述传动杆联轴器穿过轴承与所述联接件相连。进一步地，所述旋转主体包括绕横轴旋转角度控制装置、右端喷枪固定杆、右端安装杆联轴器、右端轴承、右固定件、左固定件、左端轴承、左端安装杆联轴器、左端喷枪固定杆，所述绕横轴旋转角度控制装置固定连接于所述联接件下方，所述左固定件固定连接于所述联接件左端，所述左端安装杆联轴器一端穿过所述左端轴承与所述绕横轴旋转角度控制装置左端输出轴相连，所述左端安装杆联轴器另一端与所述左端喷枪固定杆相连，所述右固定件固定连接于所述联接件右端，所述右端安装杆联轴器一端穿过所述右端轴承与所述绕横轴旋转角度控制装置右端输出轴相连，所述右端安装杆联轴器另一端与所述右端喷枪固定杆相连。进一步地，所述绕横轴旋转角度控制装置为双出轴旋转装置。一种自动换喷枪的方法，先设定在空间直角坐标系中的两个坐标成垂直状态，定义为横轴与纵轴，纵轴定义为Z坐标，横轴可以是X或Y坐标，再设置纵轴方向移动件、绕纵轴旋转角度控制装置、绕纵轴旋转角度传动装置、旋转主体四个主要自动换喷枪部件，所述纵轴方向移动件上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置，所述绕纵轴旋转角度控制装置下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置，所述绕纵轴旋转角度传动装置穿过纵轴方向移动件与所述旋转主体相连，所述纵轴方向移动件可以沿纵轴方向垂直上下移动，所述绕纵轴旋转角度控制装置可通过绕纵轴旋转角度传动装置使得所述传动旋转主体绕纵轴旋转；
所述旋转主体中间安装有一个双出轴的绕横轴旋转角度控制装置，绕横轴旋转角度控制装置的轴端通过联轴器安装有圆柱型喷枪固定杆，绕横轴旋转角度控制装置的传动两端喷枪固定杆绕横轴旋转，两端的喷枪固定杆旋转中心线一致，以绕纵轴旋转的轴中心线为基准，在两个喷枪固定杆上对称等距离安装喷枪1#与2#，喷枪喷射方向平行于纵轴，两喷枪拥有各自的供气供油系统，喷枪固定杆带动喷枪绕横轴旋转，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹。进一步地，通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹，包括以下步骤:
(I)1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同，旋转主体绕纵轴圆周运动，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同。仅在圆周上的相位差是180度。(2)在计算机软件控制时，先以1#喷枪生成轨迹运动程序。换成2#喷枪工作时，绕纵轴圆周运动用相位差补偿控制，能使2#喷枪到达1#喷枪的相位角位置，例如1#喷枪在+30度位置，此时2#喷枪是在-30度位置，2#喷枪可以在电机正转或逆转180度后到达喷枪1#的位置。(3)换成2#喷枪工作后，此时如果喷枪绕横轴旋转角度不在绝对O度时，以喷枪喷射方向平行于纵轴为基准，2#喷枪相对先前1#喷枪的喷射角度是反向的，于是2#喷枪绕横轴旋转的角度位置是1#喷枪角度位置乘于-1，例如先前1#喷枪在+30度位置，换成2#喷枪后应该是在-30度位置。(4)经过以上补偿算法控制后，在同样的运动轨迹程序下，保证了 2#喷枪运动轨迹与1#喷枪运动轨迹一样，使得喷枪能够快速的更换，本技术具有结构紧凑，小巧轻便，运动惯量小，可以构成多轴联动，在空间连续任意方向喷涂，易于计算机软件控制。
本发明的有益效果在于:结构简单、可免更换喷枪及油路系统，在线快速更换喷枪系统、能连续作业、工作效率高、避免浪费油漆，避免工件多次装卸及搬运对先前已完成的
工序产生影响。
图1为本发明自动换喷枪的装置及方法结构示意 图2为本发明自动换喷枪的装置及方法侧面结构示意 附图标记:1、纵轴方向移动件；2、绕纵轴旋转角度控制装置；3、绕纵轴旋转角度传动装置；4、旋转主体；11、上端固定件；12、纵轴方向移动件主体；13、下端固定件；31、传动杆电机联轴器；32、传动杆联轴器；33、传动杆；34、轴承；35、联接件；401、绕横轴旋转角度控制装置；402、右端喷枪固定杆；403、右端安装杆联轴器；404、右端轴承；405、右固定件；406、左固定件；407、左端轴承；408、左端安装杆联轴器；409、左端喷枪固定杆。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施方式
对本发明做进一步描述:
如图1及图2所示:一种自动换喷枪的装置，包括纵轴方向移动件1、绕纵轴旋转角度控制装置2、绕纵轴旋转角度传动装置3、旋转主体4，所述纵轴方向移动件I上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置2，所述绕纵轴旋转角度控制装置2下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置3，所述绕纵轴旋转角度传动装置3穿过纵轴方向移动件I与所述旋转主体4相连。优选地,所述纵轴方向移动件I包括上端固定件11、纵轴方向移动件主体12、下端固定件13，所述上端固定件11下方设有纵轴方向移动件主体12，所述纵轴方向移动件主体12下方设有下端固定件13。优选地，所述绕纵轴旋转角度控制装置2为绕纵轴旋转角度控制电机。优选地，所述绕纵轴旋转角度传动装置3包括传动杆电机联轴器31、传动杆联轴器32、传动杆33、轴承34、联接件35，所述传动杆电机联轴器31 —端与所述绕纵轴旋转角度控制装置2输出轴相连,所述传动杆电机联轴器31另一端与所述传动杆33 —端相连,所述传动杆33穿过所述纵轴方向移动件I与所述传动杆联轴器32相连，所述传动杆联轴器32穿过轴承34与所述联接件35相连。优选地，所述旋转主体4包括绕横轴旋转角度控制装置401、右端喷枪固定杆402、右端安装杆联轴器403、右端轴承404、右固定件405、左固定件406、左端轴承407、左端安装杆联轴器408、左端喷枪固定杆409，所述绕横轴旋转角度控制装置401固定连接于所述联接件35下方，所述左固定件406固定连接于所述联接件35左端，所述左端安装杆联轴器408 —端穿过所述左端轴承407与所述绕横轴旋转角度控制装置401左端输出轴相连，所述左端安装杆联轴器408另一端与所述左端喷枪固定杆409相连,所述右固定件405固定连接于所述联接件35右端，所述右端安装杆联轴器403 —端穿过所述右端轴承404与所述绕横轴旋转角度控制装置401右端输出轴相连，所述右端安装杆联轴器403另一端与所述右端喷枪固定杆402相连。优选地，所述绕横轴旋转角度控制装置401为双出轴旋转装置。
一种自动换喷枪的方法，先设定在空间直角坐标系中的两个坐标成垂直状态，定义为横轴与纵轴，纵轴定义为Z坐标，横轴可以是X或Y坐标，再设置纵轴方向移动件1、绕纵轴旋转角度控制装置2、绕纵轴旋转角度传动装置3、旋转主体4四个主要自动换喷枪部件，所述纵轴方向移动件I上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置2，所述绕纵轴旋转角度控制装置2下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置3，所述绕纵轴旋转角度传动装置3穿过纵轴方向移动件I与所述旋转主体4相连，所述纵轴方向移动件I可以沿纵轴方向垂直上下移动，所述绕纵轴旋转角度控制装置2可通过绕纵轴旋转角度传动装置3使得所述传动旋转主体4绕纵轴旋转；
所述旋转主体4中间安装有一个双出轴的绕横轴旋转角度控制装置401，绕横轴旋转角度控制装置401的轴端通过联轴器安装有圆柱型喷枪固定杆，绕横轴旋转角度控制装置401的传动两端喷枪固定杆绕横轴旋转,两端的喷枪固定杆旋转中心线一致，以绕纵轴旋转的轴中心线为基准，在两个喷枪固定杆上对称等距离安装喷枪1#与2#，喷枪喷射方向平行于纵轴，两喷枪拥有各自的供气供油系统，喷枪固定杆带动喷枪绕横轴旋转，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹。优选地，通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹，包括以下步骤:
(I)1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同，旋转主体4绕纵轴圆周运动，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同。仅在圆周上的相位差是180度。(2)在计算机软件控制时，先以1#喷枪生成轨迹运动程序，换成2#喷枪工作时，绕纵轴圆周运动用相位差补偿控制，能使2#喷枪到达1#喷枪的相位角位置，例如1#喷枪在+30度位置，此时2#喷枪是在-30度位置，2#喷枪可以在电机正转或逆转180度后到达喷枪1#的位置。(3)换成2#喷枪工作后，此时如果喷枪绕横轴旋转角度不在绝对O度时，以喷枪喷射方向平行于纵轴为基准，2#喷枪相对先前1#喷枪的喷射角度是反向的，于是2#喷枪绕横轴旋转的角度位置是1#喷枪角度位置乘于-1，例如先前1#喷枪在+30度位置，换成2#喷枪后应该是在-30度位置。(4)经过以上补偿算法控制后，在同样的运动轨迹程序下，保证了 2#喷枪运动轨迹与1#喷枪运动轨迹一样，使得喷枪能够快速的更换，本技术具有结构紧凑，小巧轻便，运动惯量小，可以构成多轴联动，在空间连续任意方向喷涂，易于计算机软件控制。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
1.一种自动换喷枪的装置，其特征在于:包括纵轴方向移动件、绕纵轴旋转角度控制装置、绕纵轴旋转角度传动装置、旋转主体，所述纵轴方向移动件上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置，所述绕纵轴旋转角度控制装置下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置，所述绕纵轴旋转角度传动装置穿过纵轴方向移动件与所述旋转主体相连。
2.根据权利要求书I所述的自动换喷枪的装置，其特征在于:所述纵轴方向移动件包括上端固定件、纵轴方向移动件主体、下端固定件，所述上端固定件下方设有纵轴方向移动件主体，所述纵轴方向移动件主体下方设有下端固定件。
3.根据权利要求书I所述的自动换喷枪的装置，其特征在于:所述绕纵轴旋转角度控制装置为绕纵轴旋转角度控制电机。
4.根据权利要求书I所述的自动换喷枪的装置，其特征在于:所述绕纵轴旋转角度传动装置包括传 动杆电机联轴器、传动杆联轴器、传动杆、轴承、联接件，所述传动杆电机联轴器一端与所述绕纵轴旋转角度控制装置输出轴相连，所述传动杆电机联轴器另一端与所述传动杆一端相连，所述传动杆穿过所述纵轴方向移动件与所述传动杆联轴器相连，所述传动杆联轴器穿过轴承与所述联接件相连。
5.根据权利要求书I所述的自动换喷枪的装置，其特征在于:所述旋转主体包括绕横轴旋转角度控制装置、右端喷枪固定杆、右端安装杆联轴器、右端轴承、右固定件、左固定件、左端轴承、左端安装杆联轴器、左端喷枪固定杆，所述绕横轴旋转角度控制装置固定连接于所述联接件下方，所述左固定件固定连接于所述联接件左端，所述左端安装杆联轴器一端穿过所述左端轴承与所述绕横轴旋转角度控制装置左端输出轴相连，所述左端安装杆联轴器另一端与所述左端喷枪固定杆相连，所述右固定件固定连接于所述联接件右端，所述右端安装杆联轴器一端穿过所述右端轴承与所述绕横轴旋转角度控制装置右端输出轴相连，所述右端安装杆联轴器另一端与所述右端喷枪固定杆相连。
6.根据权利要求书5所述的自动换喷枪的装置，其特征在于:所述绕横轴旋转角度控制装置为双出轴旋转装置。
7.一种自动换喷枪的方法，其特征在于:先设定在空间直角坐标系中的两个坐标成垂直状态，定义为横轴与纵轴，纵轴定义为Z坐标，横轴可以是X或Y坐标，再设置纵轴方向移动件、绕纵轴旋转角度控制装置、绕纵轴旋转角度传动装置、旋转主体四个主要自动换喷枪部件，所述纵轴方向移动件上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置，所述绕纵轴旋转角度控制装置下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置，所述绕纵轴旋转角度传动装置穿过纵轴方向移动件与所述旋转主体相连，所述纵轴方向移动件可以沿纵轴方向垂直上下移动，所述绕纵轴旋转角度控制装置可通过绕纵轴旋转角度传动装置使得所述传动旋转主体绕纵轴旋转； 所述旋转主体中间安装有一个双出轴的绕横轴旋转角度控制装置，绕横轴旋转角度控制装置的轴端通过联轴器安装有喷枪固定杆，绕横轴旋转角度控制装置的传动两端喷枪固定杆绕横轴旋转，两端的喷枪固定杆旋转中心线一致，以绕纵轴旋转的轴中心线为基准，在两个喷枪固定杆上对称等距尚安装喷枪1#与2#,喷枪喷射方向平行于纵轴,两喷枪拥有各自的供气供油系统，喷枪固定杆带动喷枪绕横轴旋转，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹。
8.根据权利要求书7所述的自动换喷枪的方法，其特征在于:通过软件控制1#、2#喷枪达到相同的运动轨迹，包括以下步骤: (1)1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同，旋转主体绕纵轴圆周运动，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值，1#、2#喷枪旋转是同步运动的，旋转角度相同，仅在圆周上的相位差是180度； (2)在计算机软件控制时，先以1#喷枪生成轨迹运动程序，换成2#喷枪工作时，绕纵轴圆周运动用相位差补偿控制，能使2#喷枪到达1#喷枪的相位角位置，例如1#喷枪在+30度位置，此时2#喷枪是在-30度位置，2#喷枪可以在电机正转或逆转180度后到达喷枪1#的位置； (3)换成2#喷枪工作后，此时如果喷枪绕横轴旋转角度不在绝对O度时，以喷枪喷射方向平行于纵轴为基准，2#喷枪相对先前1#喷枪的喷射角度是反向的，于是2#喷枪绕横轴旋转的角度位置是1#喷枪角度位置乘于-1，例如先前1#喷枪在+30度位置，换成2#喷枪后应该是在-30度位置； (4)经过以上补偿算法控制后，在同样的运动轨迹程序下，保证了2#喷枪运动轨迹与1#喷枪运动轨迹一 样，使得喷枪能够快速的更换。
全文摘要
本发明提出一种自动换喷枪的装置，包括纵轴方向移动件、绕纵轴旋转角度控制装置、绕纵轴旋转角度传动装置、旋转主体，所述纵轴方向移动件上端设有所述绕纵轴旋转角度控制装置，所述绕纵轴旋转角度控制装置下端设有所述绕纵轴旋转角度传动装置，所述绕纵轴旋转角度传动装置穿过纵轴方向移动件与所述旋转主体相连，本发明的有益效果在于结构简单、可免更换喷枪及油路系统，在线快速更换喷枪系统、能连续作业、工作效率高、避免浪费油漆，避免工件多次装卸及搬运对先前已完成的工序产生影响。
文档编号B05B13/04GK103143469SQ20131010916
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者曾以明 申请人:曾以明