一种机器人喷涂控制系统的制作方法

本发明涉及机器人喷涂的技术领域，尤其涉及一种机器人喷涂控制系统。

背景技术：

喷涂，通过前线操作人员，对产品的表面直接进行喷釉，现有的手工喷涂存在施工效率低下、劳动强度大、施工质量无法保证，且对施工人员来说，长时间在喷涂环境下工作影响健康；

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，提高效率，节约成本。喷涂机器人是目前比较常规的一种工业机器人，已得到了使用者的广泛认可。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种机器人喷涂控制系统，以解决喷涂机器人不易拉动转动，程序操作复杂，难以控制精准喷涂的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种机器人喷涂控制系统，包括机器人本体和机器人控制柜；所述机器人控制柜连接有机器人本体。

所述机器人本体由喷嘴控制器、轴套轴传动装置、二轴转臂、内藏式减速机安装座、电箱、电源操纵盒和一轴转盘组成。

所述喷嘴控制器包括喷嘴、手柄一、手柄二、手柄一安装板、五轴转臂、六轴转盘和手柄二安装手腕。

所述喷嘴设有两个，两个所述喷嘴左右并排在一起，并分别安装于所述手柄一安装板的下端；所述手柄一以竖向安装于所述手柄一安装板的下端，并位于所述喷嘴下方。

所述手柄一安装板上端铰接于所述六轴转盘；所述手柄二安装手腕呈u型；所述五轴转臂的两端嵌入固定在所述手柄二安装手腕前端开口，所述手柄二安装手腕左侧安装有所述手柄二。

所述四轴转臂一端可旋转的设置于所述手柄二安装手腕的底盘内，所述四轴转臂的另一端嵌套在所述三轴摆臂内；所述电机设置有三台，三台所述电机呈品字型的安装于所述三轴摆臂的动力输入端内，所述电机驱动所述三轴摆臂转动。

所述二轴转臂包括转动臂、减速机安装座、四轴安装座、转动臂基座、摆臂转动装置、连杆传动装置和辅助气缸。

所述转动臂的顶端的上部安装有所述减速机安装座，所述减速机安装座的一侧固定连接有所述四轴安装座。

所述转动臂的顶端设置有摆动轴；所述转动臂的前后两侧设置有第一轴承和第二轴承。

所述摆动轴的一端近端部设置于所述第一轴承的内圈，所述第一轴承的外圈设置于所述转动臂上；所述摆动轴的另一端近端部设置于所述第二轴承的内圈，所述第二轴承的外圈设置于所述转动臂上。

所述减速机安装座与所述摆动轴固定连接。

所述摆臂转动装置包括第一动力组件和摆转组件；所述摆转组件设置于所述转臂基座上且其可绕其轴心转动，所述转动臂的底端连接于所述摆转组件上，所述第一动力组件带动所述摆转组件转动。

所述连杆传动装置包括第二动力组件、连杆传动轴和连杆组件；所述连杆传动轴设置于所述摆转组件内且其可绕其轴心转动。

所述第一动力组件与所述第二动力组件分别置于所述转动臂基座的前后两侧，且相对设置。

所述辅助转动装置包括前侧气缸和后侧气缸；所述前侧气缸和所述后侧气缸设置于所述转动臂的前后两侧。

所述前侧气缸的活塞杆连接于所述摆动轴一端的端部，所述前侧气缸的缸筒铰接于所述转动臂基座上；所述后侧气缸的活塞杆连接于所述摆动轴另一端的端部，所述后侧气缸的活塞杆铰接于所述转动臂基座上。

所述转动臂基座的底部安装有所述一轴转盘，所述一轴转盘的下端面安装于所述内藏式减速机安装座之上；所述二轴转臂随者所述一轴转盘的转动而转动。

所述转动臀基座的下方的后侧安装有所述电箱；所述内藏式减速机安装座的后侧安装有所述电源操纵盒；所述电源操纵盒位于所述电箱的正下方。

所述电源操纵盒内安装有用于与所述机器人控制柜进行传感的传感器。

所述右上电柜门的表面安装有显示屏和按钮，所述侧挡板的下方安装有三色警告灯，所述三色警告灯的上方安装有风扇散热孔，所述风扇散热孔的上方安装有电源开关按钮，所述电源开关按钮的左侧的上方安装有观察窗，所述顶板右上方设有三色警告灯安装孔，所述方形支撑管设有两根，两根所述方形支撑管分别焊接于整个柜体下方。

所述按钮分别对应不同的控制程序，所述按钮分别包括电压选择、待机模式、运动模式、示教模式和报警按钮。当操作员按下按钮(电压选择/待机模式/运动模式/示教模式/报警)去拖动机器人本体运动时，系统会记录下机器人本体的运动轨迹并录入系统存为一个运动程序，然后可进入运行状态调用已经录入的程序去运行这个程序。

优选的，所述手柄一的轴心与所述手柄二的轴心相互垂直；不管机器人本体怎么运动，所述手柄一与所述手柄二始终保证相互垂直；所述的二轴转臂的摆动方向为前后方向，所述三轴摆臂的摆动方向为上下方向，所述四轴转臂绕自身作轴心旋转，所述的五轴转臂的摆动方向为上下方向，所述的六轴转盘绕自身作轴心旋转，所述的手柄一安装板固定于所述的六轴转盘上，并跟随所述的六轴转盘的旋转一起同步旋转。

优选的，所述显示屏为触屏显示屏；操作人员可通过触摸所述显示屏来进行对机器人本体的调节所述按钮共有五组，从上自下分别是电压选择按钮，待机模式按钮、运动模式按钮、示教模式按钮、报警按钮；所述电压选择按钮有两种选择电压，从左到右分别为12v和24v。

优选的，所述转动臂基座的顶部的前后设置有两个安装套筒，分别为前套筒和后套筒。

所述第一动力组件包括第一电机和第一减速机；所述摆转组件包括第一转盘和第二转盘。

所述第一电机的输出轴连接于所述第一减速机的输入端，所述第一减速机的输出端与所述第一转盘固定连接。

所述第一转盘可转动地设置于所述后套筒内，所述第二转盘可转动地设置于所述前套筒内；所述第一转盘与所述第二转盘均固定连接于所述转动臂的底端。

所述第二动力组件带动所述连杆传动轴转动；所述连杆组件的动作输入端连接于所述连杆组件上，所述连杆组件的动作输出端连接于所述四轴安装座。

优选的，所述第二动力组件包括第二电机和第二减速机。

所述连杆传动轴的一端可转动地设置于所述第二转盘内，所述连杆传动轴的另一端可转动地设置于所述第一转盘内；所述第二电机的输出轴连接于所述第二减速机的输入端，所述第二减速机的输出端与所述连杆传动轴的一端连接；

所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述连杆传动轴连接，所述第一连杆的另一端铰接于所述第二连杆的一端，所述第二连杆的另一端铰接于所述四轴安装座上。

优选的，所述前侧气缸的活塞杆与所述摆动轴的一端的端部之间还设置有第一关节轴承；所述前侧气缸的活塞杆与所述第一关节轴承的外圈连接，所述摆动轴的一端的端部设置于所述第一关节轴承的内圈中；

所述后侧气缸的活塞杆与所述摆动轴的另一端的端部之间还设置有第二关节轴承；所述后侧气缸的活塞杆与所述第二关节轴承的外圈连接，所述摆动轴的另一端的端部设置于所述第二关节轴承的内圈中。

优选的，所述内藏式减速机安装座d包括底板、顶板、后一支撑板、后二支撑板、右一支撑板、右二支撑板、支撑板、后板、右板、左板、前板；

所述后一支撑板、所述后二支撑板、所述右一支撑板、所述右二支撑板、所述支撑板连接在所述底板和所述顶板之间。

所述后板和所述前板，所述右板和所述左板两两对立连接于所述底板和所述顶板之间，形成一个内腔。

本发明的有益效果：1、手柄设置使得机器容易拉动，保证喷涂工作的精准度，保证质量；2、多关节自由度的设计，保证机器的灵活性，实现多方位喷涂；3、辅助气缸的设置，利用空气进入气缸的推力，使得操作人员更容易推动机器；4、机器人控制柜的设计简洁美观，程序操作方便，对操作人员要求不高，容易入手，做到节约时间，提高效率。

附图说明

图1是本发明中机器人本体的整体结构主视图；

图2是本发明中机器人控制柜的整体结构主视图；

图3是本发明中喷嘴控制器和轴套轴传动装置的结构示意图；

图4是本发明中二轴转臂的结构示意图；

图5是图4的s-s向剖切放大示意图；

图6是图4的t-t向剖切放大示意图；

图7是图4的r-r向剖切放大示意图；

图8是内藏式减速机安装座的结构主视图；

图9是内藏式减速机安装座的左前视图。

其中：

机器人本体1，机器人控制柜2；喷嘴控制器a，轴套轴传动装置b，二轴转臂c，内藏式减速机安装座d，电箱e，电源操纵盒f，一轴转盘g，左上电柜门a，右上电柜门b，左下电柜门c，右下电柜门d，侧挡板e，顶板f，方形支撑管g，喷嘴a1，手柄一a2，手柄二a3，手柄一安装板a4，五轴转臂a5，六轴转盘a6，手柄二安装手腕a7，四轴转臂b1，三轴摆臂b2，电机b3，转动臂c1，减速机安装座c2，四轴安装座c3，转动臂基座c4，摆臂转动装置c5，连杆传动装置c6，辅助气缸c7，摆动轴c11，第一轴承c12，第二轴承c13，第一动力组件c51，摆转组件c52，第二动力组件c61，连杆传动轴c62，连杆组件c63，前侧气缸c71，后侧气缸c72，底板d01，顶板d02，后一支撑板d03，后二支撑板d04，右一支撑板d05，右二支撑板d06，支撑板d07，后板d08，右板d09，左板d10，前板d11，内腔d12，显示屏b1，按钮b2，三色警告灯e1，风扇散热孔e2，电源开关按钮e3，观察窗e4，三色警告灯安装孔f1。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明主要由机器人本体和相应的控制系统组成，机器人采用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2～3个自由度，可灵活运动。喷涂机器人设置有两个手柄，方便人手抓取拖动，还装有辅助气缸，为了方便拖动者能轻易拉动机器人转动。

控制器里写有相应控制系统，通过按钮开关和触摸显示屏可操作，当操作员按下示教模式(待机模式/运动模式/示教模式/报警)去拖动机器人运动时，系统会记录下机器人的运动轨迹并录入系统存为一个运动程序，然后进入运行模式可调用已经录入的程序去运行这个程序，操作方便，对操作人员要求不高，容易入手。

本申请提出一种机器人喷涂控制系统，包括机器人本体1和机器人控制柜2；所述机器人控制柜2连接有机器人本体1。

如图1所示，所述机器人本体1由喷嘴控制器a、轴套轴传动装置b、二轴转臂c、内藏式减速机安装座d、电箱e、电源操纵盒f和一轴转盘g组成。

所述喷嘴控制器a包括喷嘴a1、手柄一a2、手柄二a3、手柄一安装板a4、五轴转臂a5、六轴转盘a6和手柄二安装手腕a7。

如图3所示，所述喷嘴a1设有两个，两个所述喷嘴a1左右并排在一起，并分别安装于所述手柄一安装板a4的下端；所述手柄一a2以竖向安装于所述手柄一安装板a4的下端，并位于所述喷嘴a1下方。

所述手柄一安装板a4上端铰接于所述六轴转盘a6；所述六轴转盘a6的底盘安装于所述五轴转臂a5的中部；所述手柄二安装手腕a7呈u型；所述五轴转臂a5的两端嵌入固定在所述手柄2安装手腕a7前端开口，所述手柄2安装手腕a7左侧安装有所述手柄二a3。

所述四轴转臂b1一端可旋转的设置于所述手柄二安装手腕a7的底盘内，所述四轴转臂b1的另一端嵌套在所述三轴摆臂b2内；所述电机b3设置有三台，三台所述电机b3呈品字型的安装于所述三轴摆臂b2的动力输入端内，所述电机b3驱动所述三轴摆臂b2转。

如图4所示，所述二轴转臂c包括转动臂c1、减速机安装座c2、四轴安装座c3、转动臂基座c4、摆臂转动装置c5、连杆传动装置c6和辅助气缸c7；

所述转动臂c1的顶端的上部安装有所述减速机安装座c2，所述减速机安装座c2的一侧固定连接有所述四轴安装座c3。

如图6或图7所示，所述转动臂c1的顶端设置有摆动轴c11；所述转动臂c1的前后两侧设置有第一轴承c12和第二轴承c13。

所述摆动轴c11的一端近端部设置于所述第一轴承c12的内圈，所述第一轴承c12的外圈设置于所述转动臂c1上；所述摆动轴c11的另一端近端部设置于所述第二轴承c13的内圈，所述第二轴承c13的外圈设置于所述转动臂a1上；

所述减速机安装座c2与所述摆动轴c11固定连接。

如图5所示，所述摆臂转动装置c5包括第一动力组件c51和摆转组件c52；所述摆转组件c52设置于所述转臂基座上且其可绕其轴心转动，所述转动臂c1的底端连接于所述摆转组件c52上，所述第一动力组件c51带动所述摆转组件c52转动。

所述连杆传动装置c6包括第二动力组件c61、连杆传动轴c62和连杆组件c63；所述连杆传动轴c62设置于所述摆转组件c52内且其可绕其轴心转动；

所述第一动力组件c51与所述第二动力组件c61分别置于所述转动臂基座d1的前后两侧，且相对设置；

如图6所示，所述辅助转动装置c7包括前侧气缸c71和后侧气缸c72；所述前侧气缸c71和所述后侧气缸c72设置于所述转动臂c1的前后两侧；

所述前侧气缸c71的活塞杆连接于所述摆动轴c11一端的端部，所述前侧气缸c71的缸筒铰接于所述转动臂基座c4上；所述后侧气缸c72的活塞杆连接于所述摆动轴c11另一端的端部，所述后侧气缸c72的活塞杆铰接于所述转动臂基座c4上。

如图1所示，所述转动臂基座c4的底部安装有所述一轴转盘g，所述一轴转盘g的下端面安装于所述内藏式减速机安装座d之上；所述二轴转臂c随者所述一轴转盘g的转动而转动；

所述转动臀基座c4的下方的后侧安装有所述电箱e；所述内藏式减速机安装座d的后侧安装有所述电源操纵盒f；所述电源操纵盒f位于所述电箱e的正下方。

所述电源操纵盒f内安装有用于与所述机器人控制柜2进行传感的传感器；

如图2所示，所述机器人控制柜2包括左上电柜门a、右上电柜门b、左下电柜门c、右下电柜门d、侧挡板e、顶板f、方形支撑管g和控制箱；所述左上电柜门a、所述右上电柜门b、所述左下电柜门c、所述右下电柜门d、所述侧挡板e、所述顶板f分别围组形成柜体，所述柜体内设置有所述控制箱。

所述右上电柜门b的表面安装有显示屏b1和按钮b2，所述侧挡板e的下方安装有三色警告灯e1，所述三色警告灯e1的上方安装有风扇散热孔e2，所述风扇散热孔e2的上方安装有电源开关按钮e3，所述电源开关按钮e3的左侧的上方安装有观察窗e4，所述顶板f右上方设有三色警告灯安装孔f1，所述方形支撑管g设有两根，两根所述方形支撑管g分别焊接于整个柜体下方。

所述按钮b2分别对应不同的控制程序，所述按钮b2分别包括电压选择、待机模式、运动模式、示教模式和报警按钮。

优选的，所述手柄一a2的轴心与所述手柄二a3的轴心相互垂直。

优选的，所述显示屏b为触屏显示屏；所述按钮b2共有五组，从上自下分别是电压选择按钮，待机模式按钮、运动模式按钮、示教模式按钮、报警按钮；所述电压选择按钮有两种选择电压，从左到右分别为12v和24v。

优选的，所述转动臂基座c4的顶部的前后设置有两个安装套筒，分别为前套筒c41和后套筒c42；

如图5所示，所述第一动力组件c51包括第一电机c511和第一减速机c512；所述摆转组件c52包括第一转盘c521和第二转盘c522。

所述第一电机c511的输出轴连接于所述第一减速机c512的输入端，所述第一减速机c512的输出端与所述第一转盘c521固定连接；

所述第一转盘c521可转动地设置于所述后套筒c42内，所述第二转盘c522可转动地设置于所述前套筒c41内；所述第一转盘c521与所述第二转盘c522均固定连接于所述转动臂c1的底端；

所述第二动力组件c61带动所述连杆传动轴c62转动；所述连杆组件c63的动作输入端连接于所述连杆组件c63上，所述连杆组件c63的动作输出端连接于所述四轴安装座c3。

优选的，所述第二动力组件c61包括第二电机c611和第二减速机c612；

所述连杆传动轴c62的一端可转动地设置于所述第二转盘c522内，所述连杆传动轴c62的另一端可转动地设置于所述第一转盘c521内；所述第二电机c611的输出轴连接于所述第二减速机c612的输入端，所述第二减速机c612的输出端与所述连杆传动轴c62的一端连接。

所述连杆组件c63包括第一连杆c631和第二连杆c632；所述第一连杆c631的一端与所述连杆传动轴c62连接，所述第一连杆c631的另一端铰接于所述第二连杆c632的一端，所述第二连杆c632的另一端铰接于所述四轴安装座c3上。

优选的，所述前侧气缸c71的活塞杆与所述摆动轴c11的一端的端部之间还设置有第一关节轴承c73；所述前侧气缸c71的活塞杆与所述第一关节轴承c73的外圈连接，所述摆动轴c11的一端的端部设置于所述第一关节轴承c73的内圈中；

所述后侧气缸c72的活塞杆与所述摆动轴c11的另一端的端部之间还设置有第二关节轴承c74；所述后侧气缸c72的活塞杆与所述第二关节轴承c74的外圈连接，所述摆动轴c11的另一端的端部设置于所述第二关节轴承c74的内圈中。

优选的，如图8、图9所述内藏式减速机安装座d包括底板d01、顶板d02、后一支撑板d03、后二支撑板d04、右一支撑板d05、右二支撑板d06、支撑板d07、后板d08、右板d09、左板d10、前板d11；

所述后一支撑板d03、所述后二支撑板d04、所述右一支撑板d05、所述右二支撑板d06、所述支撑板d07连接在所述底板d01和所述顶板d02之间；

所述后板d08和所述前板d11，所述右板d09和所述左板d10两两对立连接于所述底板d01和所述顶板d02之间，形成一个内腔d12。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。