一种自动化喷涂装置及喷涂系统的制作方法

[0001]
本发明属于喷涂技术领域，具体涉及一种自动化喷涂装置及喷涂系统。


背景技术：

[0002]
喷涂作业是制造业中非常重要的一个环节，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器并借助于压力或离心力，将分散成均匀而微细的雾状或粉状涂料施涂于工件表面的工艺方法，实现对工件进行喷涂作业的设备即称之为提升装置，在工业生产中使用的提升装置可以带动喷枪进行移动从而实现批量化喷涂作业或流水作业。但是现有的喷涂装置中往复机z轴行程一般是1700mm左右，x轴行程一般是1200mm左右，没有r轴配套，应用过程需要先回原点，相应速度较慢，行程短，只能加工常规工件，对大工件喷涂效率低。也不能解决难喷涂位置的上粉率低问题，例如拐角位、焊接位等。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可以对大型工件及复杂工件进行自动化喷涂的喷涂装置及喷涂系统。
[0004]
为了解决上述技术问题，本发明所使用的技术方案是：
[0005]
一种自动化喷涂装置，包括提升装置、喷枪组件、扫描装置和控制箱，所述提升装置包括底座和喷涂装置本体，所述喷涂装置本体包括竖向轨道和转动轴，所述竖向轨道滑动连接于所述底座，所述转动轴滑动连接于所述竖向轨道；所述转动轴还可相对所述竖向轨道转动，所述喷枪组件固定连接于所述转动轴，所述提升装置、喷枪组件和扫描装置皆与所述控制箱电性连接。
[0006]
优选地，所述扫描装置扫描工件得到扫描数据，并向所述控制箱发送扫描数据；
[0007]
控制箱根据扫描数据得出底座、竖向轨道和转动轴的位置信息和喷涂信息，并向所述提升装置发送位置信息，向所述喷枪组件发送喷涂信息；
[0008]
所述底座、竖向轨道和转动轴根据位置信息自动进行移动；
[0009]
所述喷枪根据所述喷涂信息对所述工件进行喷涂作业。
[0010]
优选地，喷涂过程中，所述竖向轨道带动所述喷涂装置本体伴随所述工件移动。
[0011]
优选地，完成一个喷涂过程后，所述喷枪组件关闭，所述喷涂装置本体和所述喷涂组件自动复位。
[0012]
优选地，所述喷枪组件包括多个喷枪，所述喷枪沿所述转动轴的长度方形排列。
[0013]
优选地，所述竖向轨道包括主轨、副轨、行走机构和第一驱动机构，所述主轨与所述副轨相固定，所述主轨与所述副轨相互平行并间隔设置，且所述主轨和所述副轨皆与所述行走机构活动连接；所述第一驱动机构与所述主轨相连接并用于驱动所述行走机构沿所述主轨、副轨的长度方向往复运动，所述主轨和副轨之间还设置有与所述行走机构相连接的辅助导轮，所述辅助导轮与所述主轨相抵接。
[0014]
优选地，所述行走机构包括行走架和多个行走轮，所述行走架包括连接片，所述连
接片包括第一连接片和第二连接片，所述第一连接片的两边分别设有第一固定片和第二固定片，所述连接盒通过第一固定片和第二固定片与连所述第一连接片固定连接。
[0015]
优选地，所述行走机构包括行走架和多个行走轮，所述行走架套设于所述副轨、主轨外，所述行走轮与所述行走架相固定，且所述行走轮分别与所述副轨和主轨相抵接并可沿所述副轨和主轨滚动。
[0016]
优选地，所述主轨与所述副轨之间还设置有多个加强杆，所述加强杆沿所述主轨或副轨的长度方向间隔排列，所述加强杆的一端与所述主轨固定连接，另一端与所述副轨固定连接；所述副轨包括第一轨条和第二轨条，所述第一轨条与第二轨条相对设置，且第一轨条与第二轨条皆与所述加强杆相固定。
[0017]
本发明还提供一种喷涂系统，包括工件轨道和上述任一项的自动化喷涂装置，所述工件沿所述工件轨道移动，所述自动化喷涂系统设置在所述工件轨道的一侧或者两侧。
[0018]
本发明设置底座、竖向轴和转动轴，喷涂组件固定在转动轴上，喷涂时，喷涂组件可以伴随工件移动，也可以根据工件的大小和位置调整喷涂组件喷射的高度和角度，可以读大型工件进行喷涂，也可以对复杂工件的特殊位置进行喷涂，如焊缝、拐角等位置的喷涂。
附图说明
[0019]
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0020]
图1为本发明优选实施例的自动化喷涂装置的整体结构示意图；
[0021]
图2为本发明优选实施例的提升装置的不完全分解示意图；
[0022]
图3为本发明优选实施例的竖向轨道的不完全分解示意图；
[0023]
图4为本发明优选实施例的滑动组件的局部放大图；
[0024]
图5为本发明优选实施例的底座的局部放大图；
[0025]
图6为本发明优选实施例的控制箱的分解图；
[0026]
图7为本发明优选实施例的底座的结构示意图；
[0027]
图8为本发明优选实施例的张紧装置的结构放大图；
[0028]
图9为本发明的喷涂装置的工作流程图。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在本实施例中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或焊接固定或销轴固定等方式，因此，在本实施例中不再详述。
[0030]
如图1-9所示，本实施例提供了一种自动化喷涂装置，包括提升装置、喷枪组件100、扫描装置和控制箱2，提升装置包括底座3和喷涂装置本体，喷涂装置本体包括竖向轨道1和转动轴61。竖向轨道1滑动连接于底座3上，使喷枪组件100可以沿底座3滑动，喷涂过程中，该喷枪组件100可以伴随工件移动，喷涂过程中，工件不用停留，喷涂效率更高。转动轴61滑动连接于竖向轨道1，喷涂过程中，喷涂组件可以沿竖向轨道1上下移动，喷涂范围更大。转动轴61还可相对竖向轨道1转动，喷枪组件100固定连接于转动轴61，转动轴 61可以改变喷涂组件的喷涂方向，使该喷涂装置可以喷涂形状复杂的工件，且经过该喷涂装置后一次性完成喷涂工作，不用设置其他喷枪，节省设备。提升装置、喷枪组件100和扫描装置皆与控制箱2电性连接，控制箱2根据扫描装置获取的信息以及内部的编程控制提升装置、喷枪组件100的运动，从而实现自动化喷涂。
[0031]
在优选实施例中，喷涂过程包括如下步骤：
[0032]
1)扫描装置扫描工件得到扫描数据，并向控制箱2发送扫描数据，扫描数据包括工件的大小和形状。具体地，扫描装置为红外线扫描装置或者激光扫描装置。
[0033]
2)控制箱2根据扫描数据得出底座3、竖向轨道1和转动轴61的位置信息和喷涂信息，并向提升装置发送位置信息，提升装置根据位置信息调整喷枪组件100的位置，如相对底座3的位置、相对竖向轨道1的位置以及转动轴61的转动角度。向喷枪组件100发送喷涂信息，喷枪组件100根据喷涂信息调整喷枪的喷涂量及喷涂时间。
[0034]
3)底座3、竖向轨道1和转动轴61根据位置信息自动进行移动，从而调整喷枪组件100的位置。
[0035]
4)喷枪根据喷涂信息对工件进行喷涂作业。
[0036]
在优选实施例中，喷涂过程中，竖向轨道1带动喷涂装置本体伴随工件移动。伴随的意思是指，喷涂装置与工件同时、同方向移动，移动速度可相同，也可不相同。进一步地，喷涂装置的移动速度与工件的移动速度相同。
[0037]
在优选实施例中，完成一个喷涂过程后，喷枪组件100关闭，喷涂装置本体和喷涂组件自动复位。
[0038]
喷涂过程包括以下具体步骤：
[0039]
1)扫描装置和控制器对工件外形特征的获取监听、提升装置的运行、故障报警各自单独线程管理，确保控制系统的高效运作；
[0040]
2)开始时对工件外形特征的获取监听、提升装置的运行、故障报警同时运行，提升装置运行到待机点解锁非执行机构通信并等待工件进入，并且实时监听工件外形特征数据以及工件特征数据进行队列排序；
[0041]
3)对获取的工件特征进行分析，获取工件拐角位置和接壤位置基于工件参考原点的数值大小，并对先后出现的位置坐标信息转化成y轴、z轴、r轴的运行角度数据进行队列排序存储；
[0042]
4)工件到达后，并开启喷枪组件100进行喷涂作业，并触发提取y轴、z 轴、r轴的运行角度数据进行队列排序数据，锁止非执行机构的通信通道，避免通信通道占用，同时记录当前各个轴位置信息；
[0043]
5)判读是否加工完成，若是则关闭喷枪组件100回到待机位并解锁通信通道，等待下一个工件的进入，否则发送新的位置信息驱动y轴、z轴、r轴喷涂作业；
[0044]
6)实时监听故障信息，及时处理故障内容，对重大故障进行停止往复机以及喷涂作业。
[0045]
在优选实施例中，喷枪组件100包括多个喷枪，喷枪沿转动轴61的长度方形排列。
[0046]
在优选实施例中，竖向轨道1包括主轨4、副轨5、行走机构6和第一驱动机构，主轨4与副轨5相固定，主轨4与副轨5相互平行并间隔设置，且主轨4 和副轨5皆与行走机构6活动连接；第一驱动机构与主轨4相连接并用于驱动行走机构6沿主轨4、副轨5的长度方向往复运动，主轨4和副轨5之间还设置有与行走机构6相连接的辅助导轮，辅助导轮与主轨4相抵接。
[0047]
在优选实施例中，行走机构6包括行走架8和多个行走轮9，行走架8包括连接片，连接片包括第一连接片和第二连接片，第一连接片的两边分别设有第一固定片和第二固定片，连接盒通过第一固定片和第二固定片与连第一连接片固定连接。
[0048]
在优选实施例中，行走机构6包括行走架8和多个行走轮9，行走架8套设于副轨5、主轨4外，行走轮9与行走架8相固定，且行走轮9分别与副轨5和主轨4相抵接并可沿副轨5和主轨4滚动。
[0049]
在优选实施例中，主轨4与副轨5之间还设置有多个加强杆11，加强杆11 沿主轨4或副轨5的长度方向间隔排列，加强杆11的一端与主轨4固定连接，另一端与副轨5固定连接。
[0050]
在优选实施例中，副轨5包括第一轨条12和第二轨条13，第一轨条12与第二轨条13相对设置，且第一轨条12与第二轨条13皆与加强杆11相固定。
[0051]
设置底座3、竖向轴和转动轴61，喷涂组件固定在转动轴61上，喷涂时，喷涂组件可以伴随工件移动，也可以根据工件的大小和位置调整喷涂组件喷射的高度和角度，可以读大型工件进行喷涂，也可以对复杂工件的特殊位置进行喷涂，如焊缝、拐角等位置的喷涂。
[0052]
在优选实施例中，竖向轨道1与底座3相互垂直并固定连接，控制箱2与竖向轨道1或底座3相固定，本实施例中的控制箱2固定在竖向轨道1上；竖向轨道1包括主轨4、副轨5、行走机构6和第一驱动机构7，主轨4与副轨5 相固定，主轨4与副轨5相互平行并间隔设置，且主轨4和副轨5皆与行走机构6活动连接，第一驱动机构7与主轨4相连接并用于驱动行走机构6沿主轨4、副轨5的长度方向往复运动。行走机构6上远离副轨5的端面为用于连接喷枪的固定端，主轨4和副轨5之间还设置有与行走机构6相连接的辅助导轮10，辅助导轮10远离固定端并与主轨4相抵接。具体来说，在主轨4和副轨5之间增设了与行走机构6相连接的辅助导轮10，使辅助导轮10与行走机构6中的行走轮9共同承力；当行走机构6上受到的来自喷枪组件的作用力或者说是偏载力将由辅助导轮10分担掉一部分，使得行走机构6可从整体上提高抗偏载的能力，减少了行走轮9因受力加剧磨损或损坏进而影响提升装置稳定可靠的使用；在本实施例中的行走轮设置有16只，行走轮9分别四四设置于行走架8的上下两端并分别二二位于主轨4和副轨5的两侧，其中与副轨5相抵的每组两个行走轮9中分别互为90度夹角。主轨4与副轨5的相互配合提升了整体刚性，减小了因行走机构6上的负载而使得主轨4产生挠性变形的量进而减少了安装于行走机构6上的喷枪在往复运动时枪口相对于工件的距离偏差。在主轨4和副轨5之间还设置有多个辅助导轮10，辅助导轮10位于主轨4的两侧并与主轨4 相抵接，且辅助导轮10与行走架8相固定，本实施例中的辅助导轮10设置有四个，且辅罝导轮10两两位于行走架8的上下两端并两两抵接于主轨的两侧；辅助导轮10的可
以分散或减小行走轮9因负载而受到的力，或者说与主轨4相抵接的那部分行走轮9与辅助导轮10相互配合而抱持或夹持于主轨4上，从而将提升装置负载时的力主要由主轨4承担的同时也减少了副轨5因负载而受到的径向的拉力。
[0053]
在优选实施例中，行走机构6上固定有转动动力机构，转动轴61与转动动力机构相连接，转动动力机构带动转动轴转动，喷枪组件固定在转动轴上，转动轴转动带动喷枪组件转动，从而改变喷枪组件的喷涂方向。
[0054]
如图2、图8所示，主轨4上还设置有张紧装置，其包括张紧支座23、调节拉杆24，张紧支座23与主轨4通过螺栓固定，调节拉杆24的一端与张紧支座23相连接，另一端与从动轮21转动连接，拉杆用于调节从动轮21相对于主动轮距离的远近。在本实施例中的调节拉杆24设置有两根，分别位于从动轮21 的两侧并与其转轴的两端相连接，调节拉杆24的另一端与张紧支座23相连，例如通过螺母螺合连接。当提升装置使用一段时间后，第一传动带22发生松驰现象后，通过调节与调节拉杆24相互配合的螺母进而拉动从动轮21远离第一动轮20，进而重新张紧第一传动带22，避免了因第一传动带22松弛后容易发生打滑或跳齿的现象进而影响提升装置可靠或稳定使用。
[0055]
如图2-3所示，在优选实施例中，主轨4与副轨5之间还设置有多个加强杆11，加强杆11沿主轨4或副轨5的长度方向间隔排列，加强杆11的一端与的述主轨4固定连接，另一端与副轨5固定连接，本实施例中的加强杆11呈t 形设置；加强杆11固定连接主轨4和副轨5从而可以进一步增强了主轨4或副轨5作为一整体的刚度，同时加强杆11也可以进一步减少副轨5因负载而受到的径向的拉力；例如在本实例中，主轨4上相对于控制箱2的一侧连接负载(喷枪组件)，那么提升装置在使用过程中，副轨5会受到将其拉向主轨的径向拉力，此时的加强杆11则可以消除或减少副轨5受到的这个径向拉力，从而进一步提高主轨4和副轨5作为一整体的刚性。
[0056]
如图2-3所示，在优选实施例中，副轨5包括第一轨条12和第二轨条13，第一轨条12与第二轨条13相对设置，且第一轨条12与第二轨条13皆与加强杆11相固定。第一轨条12呈l形，第二轨条13与第一轨条12结构相同，由于l形设置的第一轨条12和第二轨条13组成的副轨5可以提高副轨5的抗弯曲变形的能力。在优选实施例中，提升装置还包括保护壳31，保护壳31包裹并固定在主轨4和副轨5上，保护壳31可以有交减少或避免异物、灰尘进入到提升装置内，从而影响提升装置可靠稳定的运行。
[0057]
如图1、图6所示，在优选实施例中，控制箱2包括一侧设有开口14的箱体15、设备安装座16、滑槽17和盖板18，滑槽17通过螺栓固定于箱体15内，设备安装座16的一端与滑槽17滑动连接，另一端与盖板18固定连接，设备安装座16可相对于箱体15伸出或缩回，且设备安装座16缩回时盖板18盖合在开口14上，当提升装置需要维护或是修理时，只要拉动盖板18可即可使得设备安装座16相对于滑槽17移动并置于箱体15外；即可便得安装于设备安装座上的设备完全暴露于箱体15从而更易于维护或是修理。
[0058]
如图3-5所示，在优选实施例中，主轨4呈空心的管状设置，空心的管状主轨4有助于减轻提升装置的整体重量。第一驱动机构7包括第一驱动电机19、第一主动轮20、从动轮21、第一传动带22，第一主动轮20和从动轮21分别转动连接于主轨4的两端，第一驱动电机19与主轨4通过螺栓固定，且第一驱动电机19的驱动轴与第一主动轮20传动连接，第一传动带22与第一主动轮20 和从动轮21传动连接，且第一传动带22的一侧从主轨4内穿过，行走
架与第一传动带22相固定，第一传动带22的一侧从主轨4内穿过有助于减少提升装置的体积。当第一驱动电机19通过第一主动轮20和从动轮21带动第一传动带 22进行运动，第一传动带22的运动即可带动行走架8沿着主轨4和副轨5进行运动。
[0059]
如图7所示，在优选实施例中，底座3包括底盘25、滑座26和第二驱动机构，滑座26与底盘25滑动连接，第二驱动机构与滑座26相连接，且第二驱机构用于驱动滑座26在底盘25上水平运动。具体来说，第二驱动机构包括第二驱动电机27、第二主动轮28、压轮29和第二传动带30，第二驱动电机27与滑座26通过螺栓固定，第二主动轮28与第二驱动电机27的驱动轴相连接，第二传动带30的两端分别固定于底盘25的两端，且传动带与第二主动轮28传动连接，压轮29设置有两个并分别位于第二主动轮28的两侧并将第二传动带30压紧于第二主动轮28上，且压轮29与滑座26固定连接。从而使得提装置可以驱动例如喷枪进行垂直方向上的运动，同时也可以进行水平方向上的运动。本实施例中的第二传动带30、第一传动带22皆为同步带，当然了也可以使用传动链条。
[0060]
本发明还提供一种喷涂系统，包括工件轨道和上述的自动化喷涂装置，所述工件沿所述工件轨道移动，所述自动化喷涂系统设置在所述工件轨道的一侧或者两侧。当给大工件喷涂时，两侧设置该自动化喷涂系统，可以提高喷涂效率。具体地，工件轨道为链条式悬挂轨道或承托工件的轨道。
[0061]
由于分别设置了主轨、副轨以及设置在主轨和副轨之间的与行走机构相连接的辅助导轮，即，辅助导轮与行走机构中的行走轮共同承力；具体来说，当行走机构上受到的来自喷枪组件的作用力或者说是偏载力将由辅助导轮分担掉一部分，使得行走机构可从整体上提高承力或是抗偏载的能力，进而降低了提升力装入置在使用时的故障率并提高了其在使用时的稳定性和可靠性。
[0062]
以上所述实施例仅表达了发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。