一种汽车风挡底漆自动化涂覆设备的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车风挡底漆自动化涂覆设备。

背景技术：

现阶段底涂的涂布主要使用的还是人工，但因为底漆本身是一种具有高挥发性的涂料，该特性导致底漆材料的大量浪费，材料成本大大增加；底漆在具有高挥发性的同时更具有毒性，而随着国内人工成本逐年升高，环评审查标准越发严格，汽车主机厂对劳动强度高，具有职业危害性的岗位工人的人工成本也日益增加，日后将逐步由手动工位改造为自动化工位，用以取代人工作业，减少职业病危害，减少劳动强度，降低生产成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车风挡底漆自动化涂覆设备，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种汽车风挡底漆自动化涂覆设备，涂覆设备包括供料系统、控制系统、机器人和涂覆头，涂覆头设置在机器人上，供料系统与涂覆头的进料口相连接，供料系统和机器人分别与控制系统电信号连接。

本发明的有益效果是：取代汽车主机厂总装车间的人工底漆涂覆工位，将原有的人工涂布方式更改为机器人涂布，用以取代人工作业，减少职业病危害，降低劳动强度，降低生产成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，供料系统包括底漆储存罐、底漆压料罐和干燥气体供给装置，干燥气体供给装置的出气端与底漆压料罐上的进气管的进气口相连接，进气管的出气口伸入到底漆压料罐内的液位线以下，底漆压料罐的出气口与底漆储存罐的进气口相连接，底漆储存罐的出液口与涂覆头的薄膜关断阀相连接。

进一步，涂覆设备还包括循环系统，循环系统包括隔膜泵和循环管路，底漆储存罐和薄膜关断阀分别与循环管路相连，隔膜泵与循环管路相连，隔膜泵与控制系统电信号连接。

采用上述进一步的有益效果为：在薄膜关断阀关闭时，底漆储存罐中的底漆液将会停止供应，底漆液通过隔膜泵的输送在循环管路中保持循环运动状态，该循环能一直循环到涂覆头，以保证涂覆设备中底漆液的最大利用率。

进一步，涂覆设备还包括防硬化系统，防硬化系统包括防硬化盒、防硬化溶液储存罐和雾化喷嘴，干燥气体供给装置的出气端与防硬化溶液储存罐的进气口相连接，防硬化溶液储存罐的出液口与雾化喷嘴相连接，雾化喷嘴的雾化液出口与防硬化盒的内腔相连通。

采用上述进一步的有益效果为：在涂覆头进入防硬化盒后有效密封，储存有丁酮的防硬化溶液储存罐中的丁酮通过管路进入雾化喷嘴，雾化喷嘴有效的雾化丁酮液并在防硬化盒中悬浮，增加单位空间内的溶剂浓度，延长涂覆头使用寿命。

进一步，防硬化系统还包括真空抽吸装置和废液回收盒，真空抽吸装置的抽吸口与防硬化盒的内腔相连通，真空抽吸装置的排放口与废液回收盒相连，真空抽吸装置与控制系统电信号连接。

采用上述进一步的有益效果为：雾化丁酮液在使用后经过真空抽吸装置吸入废液回收盒中，与废液回收盒中清水反应并溶解于水中，降低环境污染，管路中需配置冲洗回路，当设备长时间停止运转时可以利用储存丁酮用压力罐中的丁酮对系统整个管路以及涂覆头进行冲洗，保证设备长时间停机后正常可用。

进一步，涂覆设备还包括定量系统，定量系统包括压力调整装置和电磁比例阀，底漆储存罐、底漆压料罐和防硬化溶液储存罐上均设有压力调整装置，底漆压料罐的入气口和防硬化溶液储存罐的入气口上均设有电磁比例阀，电磁比例阀和压力调整装置分别与控制系统电信号连接。

采用上述进一步的有益效果为：能通过调整底漆储存罐或防硬化溶液储存罐出入口压力的方式改变其出口流量。

进一步，底漆储存罐内设有搅拌装置，搅拌装置与控制系统电信号连接。

采用上述进一步的有益效果为：保证底漆溶液一直处于均匀的悬浮液状态。

进一步，底漆储存罐、底漆压料罐和防硬化溶液储存罐上均设有物料存量检测装置，物料存量检测装置与控制系统电信号连接。

采用上述进一步的有益效果为：物料存量检测装置可有效的提醒设备操作人员及时更换、补充底漆储存罐或底漆压料罐或防硬化溶液储存罐内物料，系统在管路中配置流量计对流量进行实时显示、监控。

进一步，底漆压料罐和防硬化溶液储存罐内存储的溶液均为丁酮。

采用上述进一步的有益效果为：丁酮是可以作为底漆的溶剂使用的，通过干燥后的空气使丁酮气化，从而推动底漆罐中的底漆，可以保证底漆罐中的底漆在存放一段时间后不会因为与空气反应而凝固。

进一步，控制系统采用西门子型号为s7-300的plc，plc与机器人之间采用profinet通讯方式进行输入/输出的数据通讯。

附图说明

图1为本发明中整套管路及控制系统原理图；

图2为本发明中汽车风挡底漆自动化涂覆设备组成图；

图3为本发明中薄膜关断阀结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2、图3所示，一种汽车风挡底漆自动化涂覆设备，涂覆设备包括供料系统1、控制系统2、机器人3和涂覆头4，其中，控制系统2采用西门子型号为s7-300的plc，以及其采用profinet通讯方式，机器人3的型号为robotm-710ic20l。涂覆头4设置在机器人3上，利用机器人3带动涂覆头4进行位置的移动，从而实现在汽车风挡上底漆涂覆工作，供料系统1与涂覆头4的进料口相连接，供料系统1与控制系统2电信号连接，机器人3与控制系统2电信号连接。

供料系统1包括底漆储存罐110、底漆压料罐120和干燥气体供给装置130，其中，底漆储存罐110选用压力罐，底漆压料罐120也选用压力罐，底漆压料罐120内存储的溶液为丁酮，底漆储存罐110和底漆压料罐120均使用耐腐蚀材料，在实际生产过程中，底漆储存罐110配置两套，一用一备，保证不间断生产，干燥气体供给装置130的出气端与底漆压料罐120上的进气管121的进气口相连接，干燥气体供给装置130所供给的气体是经过空气干燥机完全干燥后的洁净空气或其他惰性气体，进气管121的出气口伸入到底漆压料罐120内的液位线以下，这样由干燥气体供给装置130导入到底漆压料罐120内的空气经过丁酮的清洗和过滤后再从底漆压料罐120的出气口排出，其中，导出的空气被丁酮化，底漆压料罐120的出气口与底漆储存罐110的进气口相连接，底漆储存罐110的出液口与涂覆头4的薄膜关断阀410相连接，在使用时，干燥气体供给装置130导出的空气进入到底漆压料罐120内进行清洗和过滤，然后进入到底漆储存罐110内，利用气压的作用，将底漆储存罐110内的底漆压至薄膜关断阀410，当薄膜关断阀410打开后，底漆将会由涂覆头4喷出。

底漆储存罐110内设有搅拌装置，搅拌装置与控制系统2电信号连接，搅拌装置用于对底漆储存罐110内底漆进行搅拌，从而保证底漆溶液一直处于均匀的悬浮液状态。

涂覆设备还包括循环系统，循环系统包括隔膜泵5和循环管路6，底漆储存罐110与循环管路6相连通，薄膜关断阀410与循环管路6相连通，隔膜泵5与循环管路6相连，隔膜泵5与控制系统2电信号连接，在薄膜关断阀410关闭时，底漆储存罐110中的底漆液也会停止供应，底漆液通过隔膜泵5的输送在循环管路6中保持循环运动状态，循环系统能一直循环到涂覆头4，以保证涂覆设备中底漆液的最大利用率。

涂覆设备还包括防硬化系统7，防硬化系统7包括防硬化盒710、防硬化溶液储存罐720、雾化喷嘴730、真空抽吸装置和废液回收盒740，防硬化溶液储存罐720内存储的溶液为丁酮，干燥气体供给装置130的出气端与防硬化溶液储存罐720的进气口相连接，防硬化溶液储存罐720的出液口与雾化喷嘴730相连接，雾化喷嘴730的雾化液出口与防硬化盒710的内腔相连通，真空抽吸装置的抽吸口与防硬化盒710的内腔相连通，真空抽吸装置的排放口与废液回收盒740相连，真空抽吸装置与控制系统2电信号连接。

在涂覆头4进入防硬化盒710后被有效密封，储存丁酮用防硬化溶液储存罐720中的丁酮通过管路进入雾化喷嘴730，雾化喷嘴730有效的雾化丁酮液并在防硬化盒710中悬浮，增加单位空间内的溶剂浓度，延长涂覆头4使用寿命，雾化丁酮液在使用后经过真空抽吸装置吸入废液回收盒中，与废液回收盒中清水反应并溶解于水中，降低环境污染，管路中需配置冲洗回路，当设备长时间停止运转时可以利用储存丁酮用压力罐中的丁酮对系统整个管路以及涂覆头4进行冲洗，保证设备长时间停机后正常可用。

底漆储存罐110上设有物料存量检测装置，底漆压料罐120上设有物料存量检测装置，防硬化溶液储存罐720上设有物料存量检测装置，各物料存量检测装置均分别与控制系统2电信号连接，方法一：使用称重传感器测量底漆储存罐110或底漆压料罐120或防硬化溶液储存罐720内溶液重量的方式检测；方法二：使用液位传感器检测底漆储存罐110或底漆压料罐120或防硬化溶液储存罐720内溶液液面的方式检测；物料存量检测装置可有效的提醒设备操作人员及时更换、补充底漆储存罐110或底漆压料罐120或防硬化溶液储存罐720内物料，系统在管路中配置流量计对流量进行实时显示、监控，并通过电容式传感器对物料倒灌进行检测，系统内部配备抽排风和气体泄漏检测装置，底漆储存罐110或底漆压料罐120或防硬化溶液储存罐720上需配置安全阀及泄压阀，保证系统使用安全。

涂覆设备还包括定量系统，定量系统包括压力调整装置和电磁比例阀8，底漆储存罐110上设有压力调整装置，底漆压料罐120上设有压力调整装置，防硬化溶液储存罐720上设有压力调整装置，底漆压料罐120的入气口上设有电磁比例阀8，防硬化溶液储存罐720的入气口上设有电磁比例阀8，各电磁比例阀8分别与控制系统2电信号连接，各压力调整装置分别与控制系统2电信号连接，通过调整底漆储存罐110或防硬化溶液储存罐720入口压力的方式改变其出口流量，根据用户对定量精度的要求，还可以通过增加螺杆阀进一步提高系统流量精度。

plc与机器人3之间采用profinet通讯方式进行输入/输出的数据通讯，待涂覆风挡置于夹具10上，夹具10上的接近开关将当前风挡是否在位、涂覆头4在原位等开关量信号发送至西门子plc的di输入模块，plc中的cpu运算后do输出模块通过中间继电器来驱动供料系统1、涂覆头4、循环系统、防硬化系统7、机器人3、物料存量检测装置、定量系统等进行工作。电磁比例阀8将防硬化系统7及供料系统1当前压力值反馈给plc模拟量输入模块，plc中的cpu将电磁比例阀8当前压力值与设定压力值比较后进行pid运算后模拟量输出模块驱动电磁比例阀8调节开度将管道压力维持在设定压力范围附近。

薄膜关断阀410包括缸体411、上端盖412、弹簧413、活塞414、螺母415、第一密封圈416、第二密封圈417、第三密封圈418、阀芯419、轴套4110、下端盖4111、薄膜4112、阀体4113、阀座4114、密封垫4115、快换阀头4116、防松垫片4117、薄型螺母4118、第四密封圈4119和第五密封圈4120，其中，缸体411上端设有一个阀腔，活塞414设置在缸体411的阀腔内，活塞414与阀腔之间设有第四密封圈4119，上端盖412盖合着阀腔的开口，且上端盖412的下端部分伸入到缸体411的阀腔内，上端盖412伸入到阀腔内的部分与阀腔之间设有第一密封圈416，弹簧413设置在缸体411的阀腔内，且弹簧413处在上端盖412与活塞414之间，下端盖4111设置在缸体411的下端，阀芯419设置在缸体411的阀腔内，且阀芯419的上端贯穿活塞414后与螺母415相连接，活塞414远离螺母415的一侧在阀芯419与活塞414之间设有第五密封圈4120，阀芯419的下端依次贯穿缸体411的下端和下端盖4111，缸体411的下端和下端盖4111之间从上至下依次设有第二密封圈417、轴套4110和第三密封圈418，其中，第二密封圈417、轴套4110和第三密封圈418均套在缸体411上，阀体4113的上端与下端盖4111的下端相连接，薄膜4112设置在阀体4113的上端与下端盖4111之间，且薄膜4112的中部凹陷至阀体4113的内腔中，快换阀头4116设置在阀体4113的内腔中，阀芯419的下端贯穿薄膜4112后与快换阀头4116相连接，快换阀头4116与阀体4113之间从上至下依次设有阀座4114和密封垫4115，快换阀头4116与薄膜4112之间设有防松垫片4117，薄膜4112远离快换阀头4116的一侧从上至下依次设有薄型螺母4118和防松垫片4117。

在本发明中，采用上述结构的薄膜关断阀410可以保证阀体4113内流通，让4113中的密封组件与底漆液隔离，延长整个关断阀的使用寿命。快换阀头4116属于易磨损件，与阀芯419分开设计，可以保证在快换阀头4116磨损后快速更换快换阀头4116，而不需要将整个阀芯419更换，减少设备维护成本和时间。

缸体411上设有两个与阀腔相连通的工作口，缸体411上的工作口与控制系统控制的电磁阀9相连，由电磁阀9控制管路6中的空气推动活塞414的上下运动，由活塞414控制阀芯419开合，由阀芯419控制整个薄膜阀410的通断，阀体4113上设有两个与其内腔相连通的工作口，阀体4113上的一个工作口与底漆储存罐110的出液口相连通。

在使用时：

通过空气干燥器处理后的干燥空气通过电磁比例阀8精密调压后，按系统需求压力通过打开状态的电磁阀9供给至储存丁酮用底漆压料罐120，使丁酮蒸气充满储存丁酮用底漆压料罐120内部。

在储存丁酮用底漆压料罐120(冲洗和过滤用)产生的丁酮蒸气被干燥空气产生的压力送到储存底漆用底漆储存罐110，靠丁酮蒸气产生的压力推动存储底漆用底漆储存罐110中的底漆液，从储存底漆用底漆储存罐110中推出的底漆液经过控制底漆液排出罐体通断的电磁阀9后，再通过聚四氟乙烯软管到达设于涂覆头4的薄膜关断阀410，平时涂覆头4不工作时，薄膜关断阀410被关闭，当收到开启信号后，薄膜关断阀410打开，底漆液排出。

在底漆涂覆头4位于防硬化盒710内时，储存丁酮用防硬化溶液储存罐720(防硬化系统使用)中的丁酮液体被干燥空气产生的压力经过控制丁酮液排出防硬化溶液储存罐720通断的电磁阀9后推送到防硬化盒710，经防硬化盒710内雾化喷嘴730雾化供给一定量的丁酮雾化气体，雾化气体供给时间可通过plc上的操作面板中的数字定时器随意调节，所有电磁阀9均与plc电信号连接。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。