CN103240209A - 一种用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统，其包括机器人、机器人控制柜、铸型输送辊道及自动喷涂系统。其中，所述机器人布置于所述铸型输送辊道侧，所述机器人接收机器人控制柜的命令启动所述自动喷涂系统工作，所述自动喷涂系统包括涂料搅拌模块、循环过滤模块、喷涂模块及清洗模块。采用工业机器人喷涂，提高了喷涂作业的自动化程度，同时解决了人工喷涂的技术缺陷如悬浮涂料易沉淀和结块的问题；在喷涂堵塞或流量不足时提供报警处理功能，降低了废品率；通过机器人记忆不同的示教路径可使喷涂系统适应不同铸件，提高了系统柔性和利用率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统。
背景技术
随着现代铸造技术的发展，在复杂的铸件生产过程中常出现严重粘砂和皮下气孔等缺陷。大多需要采用醇基快干涂料，喷涂铸型。在铸型表面形成一层隔离膜。隔离膜能使熔融金属充填流畅、防止粘模、提高铸件质量，并能减少铸型中顶杆、型芯和活动部位的摩擦及磨损，从而延长铸型使用寿命。
快干涂料的浓度、雾化效果、喷射距离及喷涂时间等是影响着膜质量的主要因素。醇基涂料具有干燥快（点燃干燥或自然挥发干燥）、生产效率高、适用范围广等特点，因而使用广泛。目前较多采用的醇基涂料悬浮稳定剂，主要有锂基膨润土和有机膨润土、陶岭土等，但普遍存在悬浮稳定性低的技术难题，从而影响着膜质量，诱发脱模粘砂、模具表面强度降低以致过快磨损等系列问题。
喷涂距离和时间对隔离膜的着膜性能影响较大。距离过小时，其喷射流高，使涂料反弹造成流失；喷涂距离过大，雾状涂料融合成液滴，下落时的冲击性力会破坏隔离膜的均匀性。因此，一般情况下都会根据具体的铸型设置一个合理的喷涂距离，比如在100-150mm的距离时喷涂时间在0.1-0.3s就可以形成足够的隔离膜。
当前铸造厂铸型喷涂以人工操作为主，喷涂时工人根据经验控制喷枪移动速度和喷涂距离，使得喷涂距离和喷涂时间无法得到保证，隔离膜的厚度、均匀性及一致性无法得到保证。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种喷涂作业可靠性高、铸型喷涂质量好、节约劳动力、生产率高的用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统。
本发明提供的用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统，其包括机器人、机器人控制柜、铸型输送辊道及自动喷涂系统。
其中，所述机器人布置于所述铸型输送辊道侧，所述机器人接收机器人控制柜的命令启动所述自动喷涂系统工作，所述自动喷涂系统包括涂料搅拌模块、循环过滤模块、喷涂模块及清洗模块。
进一步地，所述涂料搅拌模块包括变频电机、减速机、机架、联轴器、罐体、搅拌轴、桨式叶片与弧形叶片，所述变频电机与减速机设于机架上，且通过联轴器与所述罐体构成一个整体，所述搅拌轴设于所述罐体内部，且其上端与所述联轴器连接，所述桨式叶片与弧形叶片自上而下设于所述搅拌轴上。
进一步地，所述循环过滤模块包括不锈钢过滤网、气控三通球阀、Y型过滤器、三通接头、第一流量计、管道泵、第一气控二通球阀及第二气控二通球阀；所述不锈钢过滤网设于所述罐体内侧的下端；所述不锈钢过滤网的后端设有所述气控三通球阀，所述气控三通球阀的其中两端分别连接所述不锈钢过滤网与所述Y型过滤器；所述三通接头的其中两端分别连接所述Y型过滤器与所述第一流量计；所述管道泵设于所述第一流量计的后端且通过第二气控二通球阀与罐体连接使得所述循环过滤模块与所述罐体构成循环过滤反馈系统。
进一步地，所述喷涂模块通过所述三通接头的第三端与所述循环过滤模块连接，且所述喷涂模块包括与所述三通接头的第三端连接的隔膜泵、通过流量调节阀与所述隔膜泵连接的第二流量计，以及设于所述第二流量计后端且通过第三气控二通球阀与所述罐体连接的自动喷枪，所述喷涂模块与所述罐体构成喷涂反馈系统。
进一步地，所述清洗模块包括与所述气控三通球阀的第三端连接的废水罐以及清水罐，所述清水罐通过第一气控二通球阀连接于所述循环过滤反馈系统中，且所述第一气控二通球阀设于所述管道泵与所述第二气控二通球阀之间。
优选地，所述机器人外周设有安全围栏。
优选地，所述罐体的下端设有排污阀。
基于上述技术方案的公开，本发明提供的所述用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统具有以下有益效果：
（1）机器人布置在铸型输送辊道侧，喷涂的作业范围和时间节拍与示教路径协调一致，输送线采用步进方式，每次走一个铸型距离，输送线与机器人通讯得到指令后，机器人可启动喷涂工作，直到自动完成铸型喷涂，自由度多、动作灵活、自动化作业程度高；机器人可记忆示教路径及与之匹配的喷涂参数，喷涂作业过程中机器人按照所记忆的参数进行喷涂作业，可保证喷枪与铸型表面保持正确的角度和恒定的距离，从而保证隔离膜的成膜质量。同时针对不同铸型只要调用记忆的示教路径即可，提高了系统的柔性和使用率；
（2）其涂料搅拌模块采用与罐体相适应的弧形叶片与桨式叶片组合，适用于中高粘度的溶液搅拌；同时考虑到由于介质沉淀、结块等极端情况下设备的启动安全，系统配备了变频电机，在启动时采用低速变频，利用弧形叶片产生的良好的剪切作用使介质打散分离，一般3～5分钟后就可切换为正常速度；在喷涂前和作业过程中进行连续搅拌，保证涂料浓度均匀；罐体设置排污阀便于清洗、排污；
（3）其循环过滤模块采用不锈钢滤网进行一级过滤能有效防止涂料内夹杂的大颗粒的杂质，以及由于搅拌不充分所产生的块状粉料进入喷涂系统造成喷涂堵塞；根据粉料颗粒度大小选择合适的Y型过滤器进行二级过滤可以保证喷枪正常喷涂作业；循环过滤模块内采用管道泵对涂料进行循环输送可防止涂料在管路内发生沉淀、结块；循环过滤模块的额定流量远大于喷涂系统使用流量可充分保证喷涂系统涂料供给；循环过滤模块内设置带反馈信号的流量检测可以提示更换滤芯；
（4）其喷涂模块喷涂系统具备自循环功能，在喷枪不工作时涂料在输送管路内也时刻进行循环，可有效防止涂料在管路内沉淀，保证涂料喷涂浓度同时降低喷枪堵塞的风险；喷涂模块可通过自动调节压缩空气压力间接调节涂料供给量和喷枪喷幅宽度与机器人运行路径和速度匹配间接保证铸型着膜均匀；喷涂模块设置第二流量计用以检测喷枪工作状态，可在发生堵塞时系统报警提示工人清洗喷枪；涂料输送管路采用特氟龙管，其内壁光滑耐磨，利于涂料输送和管路清洗；
（5）其清洗模块可清洗自动喷涂系统元件及管道，且机器人可自动将喷枪调整至废水罐，利用废水罐回收清洗液。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统的整体结构示意图；
图2为图1中自动喷涂系统的涂料搅拌模块的结构示意图；
图3为图1中自动喷涂系统的循环过滤模块的结构示意图；
图4为图1中自动喷涂系统的喷涂模块的结构示意图；
图5为图1中自动喷涂系统的清洗模块的结构示意图；
图6为喷涂模块堵塞或者流量不足时的报警处理示意图。
附图标号说明
1-自动喷涂系统，11-涂料搅拌模块，12-循环过滤模块，13-喷涂模块，14-清洗模块，101-变频电机，102-减速机，103-机架，104-联轴器，105-罐体，106-搅拌轴，107-桨式叶片，108-弧形叶片，109-排污阀，110-不锈钢滤网，111-气控三通球阀，112-Y型过滤器，113-三通接头，114-第一流量计，115-管道泵，116-第一气控二通球阀，117-第二气控二通球阀，118-隔膜泵，119-流量调节阀，120-第二流量计，121-喷枪，122-第三气控二通球阀，123-废水罐，124-清水罐，125-报警器，2-机器人，3-机器人控制柜，4-安全围栏，5-铸型输送辊道，6-排风罩。
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：
请参照图1，本发明提供了一种用于铸型快干涂料的机器人2自动喷涂系统1，其包括机器人2、机器人控制柜3、铸型输送辊道5、排风罩6及自动喷涂系统1。
请参照图1，所述机器人2布置于所述铸型输送辊道5侧，且所述机器人2外周设有安全围栏4。所述机器人2接收机器人控制柜3的命令启动所述自动喷涂系统1工作，所述自动喷涂系统1包括涂料搅拌模块11、循环过滤模块12、喷涂模块13及清洗模块14。
请参照图2，所述涂料搅拌模块11包括变频电机101、减速机102、机架103、联轴器104、罐体105、搅拌轴106、桨式叶片107与弧形叶片108，所述变频电机101与减速机102设于机架103上，且通过联轴器104与所述罐体105构成一个整体，所述搅拌轴106设于所述罐体105内部，且其上端与所述联轴器104连接，所述桨式叶片107与弧形叶片108自上而下设于所述搅拌轴106上。所述罐体105的下端设有排污阀109。
请参照图3，所述循环过滤模块12包括不锈钢过滤网、气控三通球阀111、Y型过滤器112、三通接头113、第一流量计114、管道泵115、第一气控二通球阀116及第二气控二通球阀117；所述不锈钢过滤网设于所述罐体105内侧的下端；所述不锈钢过滤网的后端设有所述气控三通球阀111，所述气控三通球阀111的其中两端分别连接所述不锈钢过滤网与所述Y型过滤器112；所述三通接头113的其中两端分别连接所述Y型过滤器112与所述第一流量计114；所述管道泵115设于所述第一流量计114的后端且通过第二气控二通球阀117与罐体105连接使得所述循环过滤模块12与所述罐体105构成循环过滤反馈系统。
请参照图4，所述喷涂模块13通过所述三通接头113的第三端与所述循环过滤模块12连接，且所述喷涂模块13包括与所述三通接头113的第三端连接的隔膜泵118、通过流量调节阀119与所述隔膜泵118连接的第二流量计120，以及设于所述第二流量计120后端且通过第三气控二通球阀122与所述罐体105连接的自动喷枪121，所述喷涂模块13与所述罐体105构成喷涂反馈系统。
请参照图5，所述清洗模块14包括与所述气控三通球阀111的第三端连接的废水罐123以及清水罐124，所述清水罐124通过第一气控二通球阀116连接于所述循环过滤反馈系统中，且所述第一气控二通球阀116设于所述管道泵115与所述第二气控二通球阀117之间。
工作时，输送线采用步进方式，每次走一个铸型距离，输送线与机器人2通讯得到指令后，机器人2启动自动喷涂系统1工作，先由涂料搅拌模块11对铸型涂料进行搅拌，其变频电机101在启动时采用低速变频，利用弧形叶片108产生的良好的剪切作用使介质打散分离，一般3～5分钟后就可切换为正常速度，在喷涂前和作业过程中进行连续搅拌，保证涂料浓度均匀；然后气控三通球阀111切换到涂料循环管路，第一气控二通球阀116关闭，第二气控二通球阀117打开，先由不锈钢滤网110进行一级过滤，过滤掉涂料内夹杂的大颗粒的杂质，以及由于搅拌不充分所产生的块状粉料后，由Y型过滤器112进行二级过滤；然后第三气控二通球阀122关闭，涂料经喷枪121喷洒于铸型表面。
当停止喷涂作业或者系统接收到清洗命令后，管道泵115和隔膜泵118关闭，气控三通球阀111切换到清洗回路，第一气控二通球阀116打开，第二气控二通球阀117与第三气控二通球阀122关闭，清水罐124内清水清洗过滤循环模块，完成清洗后启动隔膜泵118和自动喷枪121清洗喷涂模块13的元件与管路，机器人2自动将喷枪121调整至废水罐123，利用废水罐123回收清洗液。
其中，在循环过滤模块12工作时第一流量计114带有反馈信号，可以提示更换滤芯；在喷枪121不工作时第三气控二通球阀122关闭，涂料经循环管路回流到涂料罐内。
请参照图6，喷涂模块13中第二流量计120可实时检测涂料消耗量，将流量信号传送给机器人2，机器人2对每时每刻实际的流量与设定的流量做出对比，以判断喷枪121工作状态；同时将对比后的结果作出分析，一旦判断发生堵塞，系统通过报警器125通知工人及时的清洗喷枪121。
综上，所述用于铸型快干涂料的机器人2自动喷涂系统1其机器人2布置在铸型输送辊道5侧，喷涂的作业范围和时间节拍与示教路径协调一致，输送线采用步进方式，每次走一个铸型距离，输送线与机器人2通讯得到指令后，机器人2可启动喷涂工作，直到自动完成铸型喷涂，自由度多、动作灵活、自动化作业程度高；机器人2可记忆示教路径及与之匹配的喷涂参数，喷涂作业过程中机器人2按照所记忆的参数进行喷涂作业，可保证喷枪121与铸型表面保持正确的角度和恒定的距离，从而保证隔离膜的成膜质量。同时针对不同铸型只要调用记忆的示教路径即可，提高了系统的柔性和使用率；其涂料搅拌模块11采用与罐体105相适应的弧形叶片108与桨式叶片107组合，适用于中高粘度的溶液搅拌；同时考虑到由于介质沉淀、结块等极端情况下设备的启动安全，系统配备了变频电机101，在启动时采用低速变频，利用弧形叶片108产生的良好的剪切作用使介质打散分离，一般3～5分钟后就可切换为正常速度；在喷涂前和作业过程中进行连续搅拌，保证涂料浓度均匀；罐体105设置排污阀109便于清洗、排污；其循环过滤模块12采用不锈钢滤网110进行一级过滤能有效防止涂料内夹杂的大颗粒的杂质，以及由于搅拌不充分所产生的块状粉料进入喷涂系统造成喷涂堵塞；根据粉料颗粒度大小选择合适的Y型过滤器112进行二级过滤可以保证喷枪121正常喷涂作业；循环过滤模块12内采用管道泵115对涂料进行循环输送可防止涂料在管路内发生沉淀、结块；循环过滤模块12的额定流量远大于喷涂系统使用流量可充分保证喷涂系统涂料供给；循环过滤模块12内设置带反馈信号的流量检测可以提示更换滤芯；其喷涂模块13喷涂系统具备自循环功能，在喷枪121不工作时涂料在输送管路内也时刻进行循环，可有效防止涂料在管路内沉淀，保证涂料喷涂浓度同时降低喷枪121堵塞的风险；喷涂模块13可通过自动调节压缩空气压力间接调节涂料供给量和喷枪121喷幅宽度与机器人2运行路径和速度匹配间接保证铸型着膜均匀；喷涂模块13设置第二流量计120用以检测喷枪121工作状态，可在发生堵塞时系统报警提示工人清洗喷枪121；涂料输送管路采用特氟龙管，其内壁光滑耐磨，利于涂料输送和管路清洗；其清洗模块14可清洗自动喷涂系统1元件及管道，且机器人2可自动将喷枪121调整至废水罐123，利用废水罐123回收清洗液。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统，其特征在于，包括机器人、机器人控制柜、铸型输送辊道及自动喷涂系统，所述机器人布置于所述铸型输送辊道侧，所述机器人接收机器人控制柜的命令启动所述自动喷涂系统工作，所述自动喷涂系统包括涂料搅拌模块、循环过滤模块、喷涂模块及清洗模块，其中：
所述涂料搅拌模块包括变频电机、减速机、机架、联轴器、罐体、搅拌轴、桨式叶片与弧形叶片，所述变频电机与减速机设于机架上，且通过联轴器与所述罐体构成一个整体，所述搅拌轴设于所述罐体内部，且其上端与所述联轴器连接，所述桨式叶片与弧形叶片自上而下设于所述搅拌轴上；
所述循环过滤模块包括不锈钢过滤网、气控三通球阀、Y型过滤器、三通接头、第一流量计、管道泵、第一气控二通球阀及第二气控二通球阀；所述不锈钢过滤网设于所述罐体内侧的下端；所述不锈钢过滤网的后端设有所述气控三通球阀，所述气控三通球阀的其中两端分别连接所述不锈钢过滤网与所述Y型过滤器；所述三通接头的其中两端分别连接所述Y型过滤器与所述第一流量计；所述管道泵设于所述第一流量计的后端且通过第二气控二通球阀与罐体连接使得所述循环过滤模块与所述罐体构成循环过滤反馈系统；
所述喷涂模块通过所述三通接头的第三端与所述循环过滤模块连接，且所述喷涂模块包括与所述三通接头的第三端连接的隔膜泵、通过流量调节阀与所述隔膜泵连接的第二流量计，以及设于所述第二流量计后端且通过第三气控二通球阀与所述罐体连接的自动喷枪，所述喷涂模块与所述罐体构成喷涂反馈系统；
所述清洗模块包括与所述气控三通球阀的第三端连接的废水罐以及清水罐，所述清水罐通过第一气控二通球阀连接于所述循环过滤反馈系统中，且所述第一气控二通球阀设于所述管道泵与所述第二气控二通球阀之间。
2.根据权利要求1所述的用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统，其特征在于，所述机器人外周设有安全围栏。
3.根据权利要求1所述的用于铸型快干涂料的机器人自动喷涂系统，其特征在于，所述罐体的下端设有排污阀。
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Denomination of invention: A robot automatic spraying system for mold quick drying coating Effective date of registration: 20210917 Granted publication date: 20151223 Pledgee: Huarong Bank of Xiangjiang Limited by Share Ltd. Changsha branch Pledgor: CHANGSHA CTR ROBOTICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021430000049 |
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Change date: 20230320 Registration number: Y2021430000049 Pledgee after: Bank of Hunan Co.,Ltd. Changsha Branch Pledgee before: Huarong Bank of Xiangjiang Limited by Share Ltd. Changsha branch |