一种圆柱片状工件自动喷漆装置及操作方法与流程

本发明涉及喷漆装置技术领域，具体涉及一种圆柱片状工件自动喷漆装置及操作方法。

背景技术：

现有的工件喷漆都是采用人工进行喷漆操作，一方面大大提高了工人的劳动强度，降低了工作效率，另一方面喷漆质量稳定性和一致性差，无法满足人们的需求，而且喷漆厚度无法控制，大大限制了其应用范围，尤其是喷漆带有刺鼻性气味，大大影响了工人的身体健康，容易造成安全事故。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种圆柱片状工件自动喷漆装置及操作方法，其既大大提高了喷漆的工作效率，又大大减轻了工人的劳动强度，改善了工作环境，实现了喷漆的自动化，喷漆质量稳定可靠，适应范围广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种圆柱片状工件自动喷漆装置，包含喷漆单元、左称重单元、夹具、防护栏、上料单元、平面关节机器人、右称重单元、机器人底座和下料单元，所述左称重单元位于喷漆单元左前侧，所述右称重单元位于喷漆单元右前侧，所述机器人底座固定安装在地面上且机器人底座位于喷漆单元的正前方，所述平面关节机器人固定安装在机器人底座上，所述夹具安装在平面关节机器人上，所述上料单元位于左称重单元的正前方，所述下料单元位于右称重单元的正前方，所述防护栏固定安装在地面上且左称重单元、上料单元、平面关节机器人、右称重单元、机器人底座和下料单元都位于防护栏内。

进一步的是：所述喷漆单元由机架、定位夹具、升降压头、转台组件、喷涂组件、盛漆罐体和清洗罐体组成，所述定位夹具固定安装在机架内，所述升降压头固定安装在机架内且升降压头位于定位夹具上方，所述转台组件固定安装在机架上的安装孔上且转台组件位于升降压头下方，所述喷涂组件固定安装在机架内且喷涂组件位于升降压头后侧，所述盛漆罐体和清洗罐体都固定安装在机架内且盛漆罐体和清洗罐体都通过管路与喷涂组件连接。

进一步的是：所述夹具由导柱支座、安装板和吸盘组成，所述导柱支座安装在平面关节机器人上，所述安装板固定安装在导柱支座上，所述安装板上设有两个安装孔且两个安装孔内都安装有吸盘。

进一步的是：所述上料单元由输送线体、模板、浮动接头、底板、升降气缸、直线轴承、导柱和固定环组成，所述底板固定安装在输送线体上，所述直线轴承固定安装在底板上的安装孔里，所述导柱安装在直线轴承上，所述升降气缸固定安装在底板上，所述模板通过浮动接头固定安装在升降气缸活塞杆末端且模板固定安装在导柱顶端，所述固定环固定安装在导柱上。

进一步的是：所述定位夹具由右手指、左手指、防护罩、驱动电机、左滑座、直线导轨、右滑座、右轴承座、左轴承座、滑块、右螺母、双向螺杆、左螺母和基座组成，所述驱动电机固定安装在基座左侧面上，所述双向螺杆左端通过轴承安装在左轴承座上且双向螺杆右端通过轴承安装在右轴承座上，所述左轴承座和右轴承座都固定安装在基座上，所述驱动电机输出轴通过联轴器与双向螺杆左端连接，所述右螺母和左螺母都安装在双向螺杆上，所述直线导轨固定安装在基座上，所述滑块安装在直线导轨上，所述左滑座安装在左螺母和左侧滑块上，所述右滑座安装在右螺母和右侧滑块上，所述左手指安装在左滑座上，所述右手指安装在右滑座上，所述防护罩固定安装在基座上。

进一步的是：所述升降压头由支架、带导杆气缸、吸气管、密封罩、转接板、压头、轴承座和连接板组成，所述转接板固定安装在支架上，所述带导杆气缸固定安装在转接板上，所述连接板固定安装在带导杆气缸活塞杆末端，所述轴承座固定安装在连接板底部，所述压头通过轴承安装在轴承座上，所述密封罩固定安装在连接板顶面上，所述吸气管固定安装在密封罩上的安装孔里。

进一步的是：所述转台组件由旋转电机和支撑板组成，所述旋转电机固定安装在机架内，所述支撑板固定安装在旋转电机输出轴上。

进一步的是：所述喷涂组件由第一伺服电机、安装架、第一单轴机器人、第二伺服电机、点胶机、第二单轴机器人、第二溜板和第一溜板组成，所述安装架固定安装在机架内，所述第一单轴机器人安装在安装架上，所述第一伺服电机安装在第一单轴机器人上，所述第一溜板安装在第一单轴机器人滑块上，所述第二单轴机器人安装在第一溜板上，所述第二伺服电机安装在第二单轴机器人上，所述第二溜板安装在第二单轴机器人滑块上，所述点胶机安装在第二溜板上。

进一步的是：所述机架内安装有两组喷涂组件且每个喷涂组件与机架左右中性面之间的夹角为20°～45°。

一种圆柱片状工件自动喷漆装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：人工将工件放置在上料单元中模板上的定位孔里，此时上料单元中的模板位于下极限位置；

步骤二：上料单元中的升降气缸上升到上极限位置，此时工件脱离模板的定位孔，然后上料单元中的输送线体向前运动一步；

步骤三：平面关节机器人通过夹具上的吸盘吸取上料单元中输送线体上取料位置上的工件，并将该工件放置在左称重单元中称重并记录重量；

步骤四：平面关节机器人将称完重量后的工件通过夹具上的吸盘输送到喷漆单元中转台组件上的支撑板上；

步骤五：喷漆单元中定位夹具中的驱动电机动作带动左手指和右手指同步动作，从而实现工件的定位操作；

步骤六：喷漆单元中定位夹具复位到初始张开状态，喷漆单元中的升降压头通过带导杆气缸向下运动直至压头压在工件的顶面上；

步骤七：喷漆单元中两组喷漆组件通过第一伺服电机和第二伺服电机驱动将点胶头运动到喷漆工作位；

步骤八：喷漆单元中喷漆组件中的点胶头开始喷漆操作，同时喷漆单元中转台组件通过旋转电机带动工件旋转，喷漆单元中升降压头中的吸气管启动吸气净化操作；

步骤九：喷漆单元中喷漆组件喷漆完成后，升降压头复位到上极限位置，喷漆组件复位到初始状态，转台组件中旋转电机停止转动，此时平面关节机器人将喷漆完成后的工件输送到右称重单元中称重并记录重量；

步骤十：通过右称重单元称重值与左称重单元称重值之差判断工件是否喷漆合格，喷漆合格后平面关节机器人通过夹具将工件输送到下料单元，人工将下料单元中下料位置上的工件下料即可，从而实现循环操作，若喷漆不合格，平面关节机器人通过夹具将不合格工件放置在不合格区即可。

该圆柱片状工件自动喷漆装置的工作原理：人工将工件放置在上料单元中的模板定位孔中，然后升降气缸向上运动到上极限位置，此时工件脱离模板上的定位孔，随后上料单元中的输送线体步进一步，从而将工件一步一步输送到上料单元中的上料位置；平面关节机器人通过夹具上的吸盘吸取工件后并将工件放置在左称重单元，从而测量出工件喷漆前的重量；平面关节机器人通过夹具上的吸盘吸取工件后并将工件放置在喷涂单元中转台组件上的支撑板上；然后定位夹具上的驱动电机驱动左手指和右手指同时收紧，左手指和右手指通过其上的“v”形卡槽实现工件的定位操作，工件定位完成后定位夹具上的驱动电机反向运动，从而实现左手指和右手指打开复位操作；然后升降压头上的带导杆气缸向下运动直至压头压在工件的顶面上，同时两组喷组组件运动到喷涂工作位置；然后喷涂组件上的点胶机启动喷涂操作，同时吸气管启动吸气操作，有效清除了密封罩内的喷漆气体，净化了其工作环境；平面关节机器人通过夹具上的吸盘吸取喷漆完的工件后并将工件放置在右称重单元中，从而测量出工件喷漆后的重量，通过喷漆后重量与喷漆前重量差值判断喷漆后的工件是否合格；合格工件平面关节机器人通过夹具上的吸盘吸取后放置在下料单元中，不合格工件平面关节机器人通过夹具上的吸盘放置在不合格区内。

本发明的有益效果如下：

(1)采用双喷漆组件同时对工件进行喷涂，大大提高了喷漆的操作效率，从而大大提高了自动化喷漆操作的节拍；

(2)自动化程度高，大大降低了操作人员的劳动强度，提高了操作效率；

(3)采用喷涂称重操作，严格控制了喷漆质量，从而有效控制了喷漆质量，保证了喷涂效果；

(4)采用自动化操作，保证了喷漆质量的稳定性和一致性；

(5)采用双向螺杆定位夹具和双轴喷涂组件，大大扩大了其应用范围，从而满足了不同规格工件的喷漆需求。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的结构主视图；

图2为本发明的一种具体实施方式的结构俯视图；

图3为本发明的一种具体实施方式的结构左视图；

图4为本发明的一种具体实施方式喷漆单元的结构主视图；

图5为本发明的一种具体实施方式喷漆单元的结构俯视图；

图6为本发明的一种具体实施方式喷漆单元的结构左视图；

图7为本发明的一种具体实施方式夹具的结构示意图；

图8为本发明的一种具体实施方式上料单元的结构主视图；

图9为本发明的一种具体实施方式上料单元的结构左视图；

图10为本发明的一种具体实施方式定位夹具的结构主视图；

图11为本发明的一种具体实施方式定位夹具(拆除防护罩)的结构主视图；

图12为本发明的一种具体实施方式定位夹具(拆除防护罩)的结构俯视图；

图13为本发明的一种具体实施方式定位夹具(拆除防护罩)的结构左视图；

图14为本发明的一种具体实施方式升降压头的结构主视图；

图15为本发明的一种具体实施方式升降压头的结构俯视图；

图16为本发明的一种具体实施方式升降压头的a-a结构剖视图；

图17为本发明的一种具体实施方式转台组件的结构示意图；

图18为本发明的一种具体实施方式喷涂组件的结构主视图；

图19为本发明的一种具体实施方式喷涂组件的结构俯视图；

图20为本发明的一种具体实施方式喷涂组件的结构左视图。

附图标记说明：

1：喷漆单元，2：左称重单元，3：夹具，4：防护栏，5：上料单元，6：平面关节机器人，7：右称重单元，8：机器人底座，9：下料单元；

11：机架，12：定位夹具，13：升降压头，14：转台组件，15：喷涂组件，16：盛漆罐体，17：清洗罐体；

31：导柱支座，32：安装板，33：吸盘；

51：输送线体，52：模板，53：浮动接头，54：底板，55：升降气缸，56：直线轴承，57：导柱，58：固定环；

1201：右手指，1202：左手指，1203：防护罩，1204：驱动电机，1205：左滑座，1206：直线导轨，1207：右滑座，1208：右轴承座，1209：左轴承座，1210：滑块，1211：右螺母，1212：双向螺杆，1213：左螺母，1214：基座；

131：支架，132：带导杆气缸，133：吸气管，134：密封罩，135：转接板，136：压头，137：轴承座，138：连接板；

141：旋转电机，142：支撑板；

151：第一伺服电机，152：安装架，153：第一单轴机器人，154：第二伺服电机，155：点胶机，156：第二单轴机器人，157：第二溜板，158：第一溜板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

图1～图20示出了本发明的具体实施方式，一种圆柱片状工件自动喷漆装置，包含喷漆单元1、左称重单元2、夹具3、防护栏4、上料单元5、平面关节机器人6、右称重单元7、机器人底座8和下料单元9，所述左称重单元2位于喷漆单元1左前侧，所述右称重单元7位于喷漆单元1右前侧，所述机器人底座8固定安装在地面上且机器人底座8位于喷漆单元1的正前方，所述平面关节机器人6固定安装在机器人底座8上，所述夹具3安装在平面关节机器人6上，所述上料单元5位于左称重单元2的正前方，所述下料单元9位于右称重单元7的正前方，所述防护栏4固定安装在地面上且左称重单元2、上料单元5、平面关节机器人6、右称重单元7、机器人底座8和下料单元9都位于防护栏4内。

优选的，所述喷漆单元1由机架11、定位夹具12、升降压头13、转台组件14、喷涂组件15、盛漆罐体16和清洗罐体17组成，所述定位夹具12固定安装在机架11内，所述升降压头13固定安装在机架11内且升降压头13位于定位夹具12上方，所述转台组件14固定安装在机架11上的安装孔上且转台组件14位于升降压头13下方，所述喷涂组件15固定安装在机架11内且喷涂组件15位于升降压头13后侧，所述盛漆罐体16和清洗罐体17都固定安装在机架11内且盛漆罐体16和清洗罐体17都通过管路与喷涂组件15连接。

优选的，所述夹具3由导柱支座31、安装板32和吸盘33组成，所述导柱支座31安装在平面关节机器人6上，所述安装板32固定安装在导柱支座31上，所述安装板32上设有两个安装孔且两个安装孔内都安装有吸盘33。导柱支座31实现了夹具3与平面关节机器人6之间的连接，安装板32实现了吸盘33固定安装作用，而且安装板32上安装有两个吸盘33，提高了平面关节机器人6搬运效率，一次可以吸取两个工件。

优选的，所述上料单元5由输送线体51、模板52、浮动接头53、底板54、升降气缸55、直线轴承56、导柱57和固定环58组成，所述底板54固定安装在输送线体51上，所述直线轴承56固定安装在底板54上的安装孔里，所述导柱57安装在直线轴承56上，所述升降气缸55固定安装在底板54上，所述模板通52过浮动接头53固定安装在升降气缸55活塞杆末端且模板52固定安装在导柱57顶端，所述固定环58固定安装在导柱57上。其实现了工件在输送线体51上的定位，输送线体51采用步进操作，一次只进给一步，从而将工件输送输送线体51的取料位置。

优选的，所述定位夹具12由右手指1201、左手指1202、防护罩1203、驱动电机1204、左滑座1205、直线导轨1206、右滑座1207、右轴承座1208、左轴承座1209、滑块1210、右螺母1211、双向螺杆1212、左螺母1213和基座1214组成，所述驱动电机1204固定安装在基座1214左侧面上，所述双向螺杆1212左端通过轴承安装在左轴承座1209上且双向螺杆1212右端通过轴承安装在右轴承座1208上，所述左轴承座1209和右轴承座1208都固定安装在基座1214上，所述驱动电机1204输出轴通过联轴器与双向螺杆1212左端连接，所述右螺母1211和左螺母1213都安装在双向螺杆1212上，所述直线导轨1206固定安装在基座1214上，所述滑块1210安装在直线导轨1206上，所述左滑座1205安装在左螺母1213和左侧滑块1210上，所述右滑座1207安装在右螺母1211和右侧滑块1210上，所述左手指1202安装在左滑座1205上，所述右手指1201安装在右滑座1207上，所述防护罩1203固定安装在基座1214上。

优选的，所述升降压头13由支架131、带导杆气缸132、吸气管133、密封罩134、转接板135、压头136、轴承座137和连接板138组成，所述转接板135固定安装在支架131上，所述带导杆气缸132固定安装在转接板135上，所述连接板138固定安装在带导杆气缸132活塞杆末端，所述轴承座137固定安装在连接板138底部，所述压头136通过轴承安装在轴承座137上，所述密封罩134固定安装在连接板138顶面上，所述吸气管133固定安装在密封罩134上的安装孔里。升降压头13中的压头136实现夹紧和旋转随动作用，从而实现了工件的旋转操作，而吸气管133实现了喷漆操作中的净化作用，同时将喷漆操作密封在密封罩134内进行，从而大大改善了操作环境，保护了环境。

优选的，所述转台组件14由旋转电机141和支撑板142组成，所述旋转电机141固定安装在机架11内，所述支撑板142固定安装在旋转电机141输出轴上。转台组件14实现了工件的支撑作用，同时也实现了工件的旋转驱动作用。

优选的，所述喷涂组件15由第一伺服电机151、安装架152、第一单轴机器人153、第二伺服电机154、点胶机155、第二单轴机器人156、第二溜板157和第一溜板158组成，所述安装架152固定安装在机架11内，所述第一单轴机器人153安装在安装架152上，所述第一伺服电机1531安装在第一单轴机器人153上，所述第一溜板158安装在第一单轴机器人153滑块上，所述第二单轴机器人156安装在第一溜板158上，所述第二伺服电机154安装在第二单轴机器人156上，所述第二溜板157安装在第二单轴机器人156滑块上，所述点胶机155安装在第二溜板157上。其中第一单轴机器人153实现了工件的径向方向的进给，从而满足了不同直径规格的工件，第二单轴机器人156实现了工件轴向方向的进给，从而满足了不同厚度规格的工件。

优选的，所述机架11内安装有两组喷涂组件15且每个喷涂组件15与机架11左右中性面之间的夹角为20°～45°。采用两组喷涂组件15同时喷漆，大大提高了喷涂操作效率，提高了自动化生产效率。

一种圆柱片状工件自动喷漆装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：人工将工件放置在上料单元5中模板52上的定位孔里，此时上料单元5中的模板52位于下极限位置；

步骤二：上料单元5中的升降气缸55上升到上极限位置，此时工件脱离模板52的定位孔，然后上料单元5中的输送线体51向前运动一步；

步骤三：平面关节机器人6通过夹具3上的吸盘33吸取上料单元5中输送线体51上取料位置上的工件，并将该工件放置在左称重单元2中称重并记录重量；

步骤四：平面关节机器人6将称完重量后的工件通过夹具3上的吸盘33输送到喷漆单元1中转台组件14上的支撑板142上；

步骤五：喷漆单元1中定位夹具12中的驱动电机1204动作带动左手指1202和右手指1201同步动作，从而实现工件的定位操作；

步骤六：喷漆单元1中定位夹具12复位到初始张开状态，喷漆单元1中的升降压头13通过带导杆气缸132向下运动直至压头136压在工件的顶面上；

步骤七：喷漆单元1中两组喷漆组件15通过第一伺服电机151和第二伺服电机154驱动将点胶头155运动到喷漆工作位；

步骤八：喷漆单元1中喷漆组件15中的点胶头155开始喷漆操作，同时喷漆单元1中转台组件14通过旋转电机141带动工件旋转，喷漆单元1中升降压头13中的吸气管133启动吸气净化操作；

步骤九：喷漆单元1中喷漆组件15喷漆完成后，升降压头13复位到上极限位置，喷漆组件15复位到初始状态，转台组件14中旋转电机141停止转动，此时平面关节机器人6将喷漆完成后的工件输送到右称重单元7中称重并记录重量；

步骤十：通过右称重单元7称重值与左称重单元2称重值之差判断工件是否喷漆合格，喷漆合格后平面关节机器人6通过夹具3将工件输送到下料单元9，人工将下料单元9中下料位置上的工件下料即可，从而实现循环操作，若喷漆不合格，平面关节机器人6通过夹具3将不合格工件放置在不合格区即可。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。