CN101879504A - 轨道式全自动汽车维修烤漆装置及控制系统 - Google Patents
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Abstract
轨道式全自动汽车维修烤漆装置及控制系统,包括:支撑机构、纵向运动机构、横向运动机构、灯体结构、旋转机构、红外线温度传感器、光电传感器、超声波距离传感器,PLC可编程控制器、变频器、A/D扩展模块、触摸屏、手操器、I/O扩展模块,通过PLC计算和比较,传达指令到执行变频器、电机、步进电机控制器、步进电机按事先设定好的程序执行行走调整命令;通过触摸屏选择要烤漆的部位,指令经PLC识别和编译,同时产生执行命令到灯控制器、短波红外线灯管等工作执行部件和行走执行部件,系统按设定的程序自动完成对汽车的烘烤作业;通过红外温度传感器感应被烤汽车的温度数据,传输到PLC,经计算和比对,达到控制具体的温度工作参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车维修装置及控制系统,特别是一种用于汽车维修局部或整体烤漆的轨道式全自动汽车维修烤漆装置及控制系统。
背景技术
目前,汽车维修烤漆设备从大类上来分,主要有两类,其一是汽车烤漆房,其二是汽车烤漆灯。其中汽车烤漆房主要是针对整车的维修烤漆,缺点是烤漆时间长,能耗大,不适合汽车局部维修烤漆和零部件维修烤漆的要求,另外,由于其主要能源供应方式为燃烧废油,所以对环境造成的污染程度较大;汽车烤漆灯,是汽车局部小面积维修烤漆的专用设备,主要缺点是靠人工移动、判断和调整来工作,操作比较烦琐、控制精度差、工作效率低下、难以用于汽车局部大面积的维修烤漆工作,同时操作人员在无防护的情况下长时间接触油漆中的挥发气体,有害于操作者的身体健康。
发明内容
为克服已有技术存在的缺点,本发明提出一种安全、环保、节能的汽车维修烤漆自动化装置及控制系统。
本发明解决上述提出的问题所采取的技术方案为:轨道式全自动汽车维修烤漆装置,包括:立柱、导轨直梁、横梁组件、纵向运动机构、链轮、减速器、电机、传动轴、横向运动机构、灯体、短波红外线灯管组件、传动轴、齿轮、齿条、横向滑动小车、旋转轴、旋转机构等,纵向运动机构由立柱支撑,该装置的导轨直梁用螺丝固定在立柱上,电机通过轴齿轮联结减速器,链轮与减速器的输出轴连接,链轮与链条连接,减速器通过齿轮与另一侧的传动轴联结,传动轴的另一端也联结链轮和链条,链条同时联结纵向滑动小车的链轮。横向运动机构由横向滑动小车放置在横梁组件上固定滑道内,电机、减速器通过螺丝固定连接横向滑动小车,减速器通过传动轴与齿轮连接,齿轮与通过螺丝固定在横梁组件上的齿条构成动力转换机构;灯体结构分左右对称的两个独立的拱形灯体,附灯体通过可旋转的铰链连接在拱形灯体上,旋转机构通过螺丝固定在拱形灯体内,并可带动附灯体作相对拱形灯体的旋转;旋转机构由电机、减速器通过螺丝固定在横向滑动附车上,旋转轴通过齿轮机构与减速器联结,整个灯体通过螺丝联结在旋转轴上。
本发明的自动控制系统,包括:PLC可编程控制器、I/O扩展模块、A/D扩展模块和触摸屏构成的计算、控制、输出和输入中心,包括红外线温度传感器、超声波距离传感器、光电传感器、行程开关、光电计数开关等感应控制部件;变频器、电机、步进电机控制器、步进电机构成行走执行部件,及灯控制器、短波红外线灯管等工作执行部件;具体控制过程为,通过超声波距离传感器、光电传感器感应和计算出被烤汽车的尺寸和位置,通过PLC可编程控制器计算和比较,传达指令到执行变频器、电机、步进电机控制器、步进电机按事先设定好的程序执行行走调整命令;通过触摸屏选择要烤的部位,指令经PLC可编程控制器识别和编译,同时产生执行命令到灯控制器、短波红外线灯管等工作执行部件和行走执行部件,系统按设定的程序自动完成对汽车的烘烤加工工作;通过红外温度传感器感应被烤汽车的温度数据,传输到PLC可编程控制器,经计算和比对,达到控制具体的温度工作参数。
本发明的有益效果是:采用全自动的灯头行走运动,使设备可以避免人为操作的失,可减轻操作者的劳动强度;通过红外线温度传感器、超声波距离传感器等自动传感技术的应用,可以准确控制设备的工作参数和状态,使烤漆工序更为高效和节能,同时可以保护被烤工件和设备本身的安全;触摸屏的应用,可非常方便地选择和调整工作参数,PLC可编程控制器可以事先设置好各种工作程序,使过去效率低下和落后的汽车维修烤漆工作变成智能和高效率的标准工作程序;通过对汽车不同部位烘烤而选择、调整和控制不同的工作部件工作,可有效地减少能源消耗和提高系统的工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明的总体结构示意图;
图2是本发明的横向滑动小车的结构示意图;
图3是本发明的灯体旋转部分的结构示意图;
图4是本发明的灯体旋转部分结构的侧视示意图;
图5是本发明的灯体旋转部分结构的俯视示意图;
图6是本发明的控制系统方框图。
图中所示:立柱1、导轨直梁2、横梁组件3、纵向滑动小车4、链轮5、减速器6、电机7、传动轴8、横向滑动小车9、附灯体10、拱形灯体11、接近开关12、红外线温度传感器13、光电传感器14、短波红外线灯管组件15、和超声波距离传感器16、行程开关17、控制系统18、电机19、减速器20、传动轴21、齿轮22、齿条23、步进电机24、减速器25、旋转轴26、旋转机构27。
控制系统示意图6中所示:左行走接近开关12-1、右行走接近开关12-2、左红外线温度传感器13-1、右红外线温度传感器13-2、左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件15-2、左灯超声波距离传感器16-1、右灯超声波距离传感器16-2、左行走电机19-1、右行走电机19-2、左步进电机24-1、右步进电机24-2、左附灯电机变频器28、左附灯电机29、横梁行走变频器30、横梁行走记数开关31、右附灯电机32、右附灯电机变频器33、A/D扩展模块34、触摸屏35、右行走电机变频器36、右行走记数开关37、右步进电机控制器38、右灯控制器39、左灯控制器40、左步进电机控制器41、左行走记数开关42、左行走电机变频器43、PLC可编程控制器44、手操器45、I/O扩展模块46。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5中所示,轨道式全自动汽车维修烤漆装置,由立柱1、导轨直梁2、横梁组件3构成支撑机构;附灯体10、拱形灯体11、光电传感器14、短波红外线灯管组件15、红外线温度传感器13和超声波距离传感器16等构成感应和工作执行部件;红外线温度传感器13控制设备的工作温度;接近开关12、行程开关17控制灯体移动的横向和纵向极限位置;光电开关14、超声波距离传感器16分别检测和控制被烤漆汽车的纵向和横向尺寸位置;由纵向滑动小车4、链轮5、减速器6、电机7、传动轴8组成纵向运动机构;横向滑动小车9分别控制灯架等工作部件在横梁方向的往复运动;控制系统18对整个设备进行控制和显示。
纵向运动机构由立柱1支撑,导轨直梁2用螺丝固定在立柱上,电机7通过轴齿轮联结减速器6,链轮5与减速器的输出轴连接,链轮5与链条连接,减速器6通过齿轮与另一侧的传动轴8联结,传动轴8的另一端也联结链轮和链条,链条同时联结纵向滑动小车4的链轮,共同完成机构的纵向往复运动。
横向运动机构由横向滑动小车9放置在横梁组件3的滑槽上,电机19、减速器20通过螺丝固定连接横向滑动小车9,减速器20通过传动轴21与齿轮22连接,齿轮与通过螺丝固定在横梁组件上的齿条23构成动力转换机构,以上机构共同构成横向运动机构并实现机构横向往复运动。
旋转机构由步进电机24、减速器25通过螺丝固定在横向滑动小车9上,旋机构27通过螺丝固定在拱形灯体11内,旋转轴26通过齿轮机构与减速器25联结,整个灯体通过螺丝联结在旋转轴26上。
灯体结构分左右对称的两个独立的附灯体10、拱形灯体11,附灯体10通过可旋转的铰链连接在拱形灯体11上,由旋转机构带动附灯体10作相对拱形灯体11的旋转运动,实现调节灯架不同的工作宽度来适用不同宽度被烤物体的要求。
参照图6,所述的控制系统由PLC可编程控制器44、I/O扩展模块46、A/D扩展模块34、触摸屏35、手操器45组成系统的计算、控制和调节中心,具体控制过程为,通过左超声波距离传感器16-1、右超声波距离传感器16-2、左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2感应和计算出被烤汽车的尺寸和位置,通过PLC可编程控制器44计算和比较,传达指令到横梁行走变频器30、横梁行走电机7、右行走电机变频器36、左行走电机变频器43、左行走电机19-1、右行走电机19-2、左步进电机控制器41、右步进电机控制器38、左步进电机24-1、右步进电机24-2、左附灯电机变频器28、右附灯电机变频器33、左附灯电机29、右附灯电机32等行走执行部件(以下称“行走执行部件”),按事先设定好的程序执行行走调整命令,同时横梁行走记数开关31、左行走记数开关42、右行走记数开关37计算灯体的行走距离和位置并反馈到PLC可编程控制器44,确保灯体运行到最合适的位置;通过触摸屏35选择要烤的部位,指令经PLC可编程控制器44识别和编译,同时产生执行命令到右灯控制器39、左灯控制器40、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件15-2等工作执行部件和上述“行走执行部件”,系统按设定的程序自动完成对汽车的烘烤加工工作;通过左红外线温度传感器13-1、右红外线温度传感器13-2感应被烤汽车两侧的温度数据,传输到PLC可编程控制器44,经计算和比对,控制合适的具体的温度工作参数,从而保护汽车油漆表面不受到破坏和伤害。
轨道式汽车维修自动化烤漆装置和控制系统的具体工作和控制过程如下:
汽车按要求进入烘烤加工的工作区域,通过触摸屏选择系统的工作方式,工作方式共分全自动整车烤漆、全自动局部烤漆、手动烤漆三种模式。
全自动整车烤漆过程为:在触摸屏35上选择全自动整车烤漆模式,在参数设置栏设置关键工作参数,同时按确认按键,指令传入PLC可编程控制器44,PLC可编程控制器按设定好的工作程序开始工作。
设备自动回到原始工作位置(即汽车车头),横梁行走变频器30、横梁行走电机7开始工作,左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2同时启动工作,横梁从原始位置以一定速度移动向汽车尾部移动,在汽车中间部位停下,同时左超声波距离传感器16-1、右超声波距离传感器16-2开始采集汽车宽度方向尺寸和位置,数据即时传送到PLC,横梁继续行走,超过车尾后,左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2及横梁行走记数开关31把相关数据传送到PLC可编程控制器,PLC可编程控制器计算出汽车的长度方向尺寸和位置,同时发出指令到各“行走执行部件”,灯体移动到车尾烘烤状态,调整灯体到最合适的位置,启动右灯控制器39、左灯控制器40、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件15-2开始工作,车尾烤完后灯体移动到车测并调整到最合适的位置开始工作,然后是车头部分,工作完成后,关闭工作的右灯控制器39、左灯控制器40、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件15-2,设备回到原始位置。烘烤加工工作过程中,左红外线温度传感器13-1、右红外线温度传感器13-2实时采集汽车表面温度数据并传送到PLC可编程控制器,PLC可编程控制器44监测和比对设定好的标准温度参数,同时触摸屏35可实时显示温度数据,当温度超过标准温度后,系统自动停止工作。
全自动局部烤漆模式具体工作和控制过程为:选择全自动局部烤漆模式界面,触摸屏35显示汽车区域划分图块,选择需要烘烤加工的部位,可以一个也可以多个,同时按确认按键,指令传入PLC可编程控制器,PLC可编程控制器按设定好的工作程序开始工作。
设备自动回到原始工作位置(即汽车车头),横梁行走变频器30、横梁行走电机7开始工作,左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2同时启动工作,横梁从原始位置以一定速度移动向汽车尾部移动,在汽车中间部位停下,同时左超声波距离传感器16-1、右超声波距离传感器16-2开始采集汽车宽度方向尺寸和位置,数据即时传送到PLC可编程控制器,横梁继续行走,超过车尾后,左灯光电传感器14-1、右灯光电传感器14-2及横梁行走记数开关31把相关数据传送到PLC可编程控制器,PLC可编程控制器计算出汽车的长度方向尺寸和位置,同时发出指令到各“行走执行部件”,灯体移动到车尾烘烤状态,调整灯体到被选择的烘烤加工区域,启动对应的左灯控制器40、右灯控制器39、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件5-2开始工作,工作完成后灯体移动到下一个被选择的烘烤加工区域,依次类推,工作完成后,关闭工作的对应的左灯控制器40、右灯控制器39、左短波红外线灯管组件15-1、右短波红外线灯管组件15-2,设备回到原始位置。烘烤加工工作过程中,左红外线温度传感器13-1、右红外线温度传感器13-2实时采集汽车表面温度数据并传送到PLC可编程控制器,PLC可编程控制器监测和比对设定好的标准温度参数,同时触摸屏35可实时显示温度数据,当温度超过标准温度后,系统自动停止工作。
该装置装备短波红外线灯管组件时,可适用汽车维修传统油漆的烘烤作业。更换成紫外线灯管组件后,该装置还可以适用汽车维修紫外线固化油漆的烘烤作业。
Claims (5)
1.轨道式汽车维修自动化烤漆装置,包括:立柱、导轨直梁、横梁组件、纵向运动机构、链轮、减速器、电机、传动轴、横向运动机构、灯体、短波红外线灯管组件、红外线温度传感器、超声波距离传感器、控制系统、减速器、传动轴、齿轮、齿条、横向滑动小车、电机、速器、旋转轴、旋转机构,其特征在于:所述的纵向运动机构由立柱(1)支撑,导轨直梁(2)用螺丝固定在立柱上,电机(7)通过轴齿轮联结减速器(6),链轮(5)与减速器的输出轴连接,链轮(5)与链条连接,减速器(6)通过齿轮与另一侧的传动轴(8)联结,传动轴(8)的另一端也联结链轮和链条,链条同时联结纵向滑动小车(4)的链轮;所述的横向运动机构由横向滑动小车(9)放置在横梁组件(3)上,电机(19)、减速器(20)通过螺丝固定连接横向滑动小车(9),减速器(20)通过传动轴(21)与齿轮(22)连接,齿轮与通过螺丝固定在横梁组件上的齿条(23)构成动力转换机构。
2.根据权利要求1所述的轨道式汽车维修自动化烤漆装置,其特征在于:所述的灯体,其结构分左右对称的两个独立的拱形灯体(11),附灯体(10)通过可旋转的铰链连接在拱形灯体(11)上,旋转机构(27)通过螺丝固定在拱形灯体(11)内,并可带动附灯体(10)作相对灯体拱形(11)的旋转。
3.根据权利要求1所述的轨道式汽车维修自动化烤漆装置,其特征在于:所述的旋转机构由步进电机(24)、减速器(25)通过螺丝固定在横向滑动小车(9)上,旋转轴(26)通过齿轮机构与减速器(25)联结,整个灯体通过螺丝联结在旋转轴(26)上。
4.根据权利要求1所述的轨道式汽车维修自动化烤漆装置,其特征在于:该装置除采用短波红外线灯管组件,也以换成紫外线灯管组件。
5.轨道式汽车维修自动化烤漆控制系统,包括PLC可编程控制器、I/O扩展模块、A/D扩展模块、触摸屏、红外线温度传感器、超声波距离传感器、光电传感器、行程开关、光电计数开关、变频器、电机、步进电机控制器、步进电机、灯控制器、短波红外线灯管,其特征在于:通过超声波距离传感器、光电传感器感应计算被烤漆汽车的尺寸和位置;通过PLC可编程控制器计算和比较,传达指令到执行变频器、电机、步进电机控制器,步进电机按事先设定好的程序执行行走调整命令;通过触摸屏选择要烤的部位,指令经PLC可编程控制器识别和编译,同时产生执行命令到灯控制器、短波红外线灯管等工作执行部件和行走执行部件,系统按设定的程序自动完成对汽车的烘烤作业;通过红外温度传感器感应被烤汽车的温度数据,传输到PLC可编程控制器,经计算和比对,达到控制具体的温度工作参数。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20101110 |
|
C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |