CN104841592B - 一种基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法，包括机械臂(1)、喷涂装置(2)、控制阀组(3)和电控装置(4)；喷涂装置包括本体(21)和喷头(23)；本体内部至少设有两个内通道(211)，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道(212)，本体上还设有模式识别传感器、位置传感器和距离传感器，喷头内对应内通道的位置设有与内通道连通的喷孔(231)；控制阀组包括正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀，分别通过管路与内通道和外通道连接；电控装置包括模式识别回路、分析规划喷涂参数回路等。本喷涂单元能够提高涂料废气的回收率，实现智能化喷涂，适用于数字总线工厂。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动喷涂单元及其使用方法，具体是一种适用于数字总线工厂喷涂工序的基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法，属于涂装设备技术装备领域。
背景技术
随着社会发展和人民生活水平的提高，市场对工业用品及生活制品的表面处理提出了越来越高的要求，喷涂一直作为制品表面处理的一种主要方法和手段，即是将涂料分散成雾状喷涂于被涂物表面，涂料形成黏附牢固、具有一定强度连续的固态薄膜，可阻止外界环境对制品表面的破坏、延长使用寿命，同时可以得到绚丽多彩的外观、美化环境，甚至可以根据不同的涂料提供如防霉、杀菌、耐高温、保温、绝缘、导电、防滑、防噪音等特殊功能，因此喷涂是产品的表面制造工艺中的一个重要环节。
喷涂质量是产品全面质量的重要方面之一，现有技术中纯手工操作已不多见，大型制造业多采用自动喷涂，自动喷涂是利用电器或机械原理(机械手或机器人)自动控制进行的一种喷涂方法，自动喷涂多采用工业控制计算机PLC程式控制和监控，自动喷涂生产线一般设置在密闭空间内，包括输送单元、除尘单元、喷涂单元、排气单元和烘烤单元，除尘单元、喷涂单元和烘烤单元隔段设置，各隔段内设有排气单元，输送机构贯穿整个自动喷涂生产线，工件或制品经除尘单元除尘后通过输送机构进入喷涂单元的喷涂室或喷涂房内喷涂，喷涂后进入烘烤单元烘干，再经输送机构成品输出，弥漫在各隔段内的包含有灰尘、雾状涂料废气的工业废气经排气单元排出。
现有的喷涂单元存在以下缺陷：
1.喷涂单元在喷涂过程中喷出的雾状涂料不能全部喷涂在工件或制品的表面，弥漫在喷涂室或喷涂房内的雾状涂料会黏附在墙壁、设备上，单纯通过设置在喷涂室或喷涂房内的排气单元进行涂料废气回收排出工作的涂料废气回收率不高，这些黏附在墙壁、设备上的涂料无法回收利用，浪费较严重，且清理较困难；
2.由于单纯通过设置在喷涂室或喷涂房内的排气单元进行废气回收排出工作，因此喷涂室或喷涂房内空气污染严重，若设备出现故障或其他情况需人员进入时，需经排气单元排放一定时间后人员方可进入，造成时间的浪费、效率的降低；
3.喷涂单元多采用工业控制计算机进行程序控制，喷涂路径和喷涂速度等数据均需依赖于程序的设定，无法实现智能化喷涂，因此每种工件或制品在喷涂前必须编制喷涂程序方能进行喷涂，操作较繁复，自动化程度不高。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于数字总线的智能自动喷涂单元及其使用方法，能够实现降低喷涂室或喷涂房内空气污染程度，提高涂料废气的回收率，且能够实现智能化喷涂，自动化程度较高，适用于数字总线工厂喷涂工序。
为了实现上述目的，本基于数字总线的智能自动喷涂单元包括机械臂、喷涂装置、控制阀组、电控装置和输送机构；
所述的机械臂固定安装在地面上，设置在输送机构附近，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构；
所述的喷涂装置包括本体和喷头；本体后端与机械臂的末节连接，前端与喷头后端连接，本体内部至少设有两个内通道，本体外部设有数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，本体上还设有面向喷头方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器；喷头内对应内通道的位置设有与内通道连通的喷孔；
所述的控制阀组包括正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀，正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道、外通道连接，正压控制电磁阀的输入端与正压源连接，涂料控制电磁阀的输入端与涂料供给机构连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与回收机构连接；
所述的电控装置包括工业控制计算机、电源回路、喷头位置控制回路、模式识别回路、分析规划喷涂参数回路、喷涂控制回路、气路控制回路等，工业控制计算机分别与本体上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构电连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的机械臂包括X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构。
作为本发明的进一步改进方案，所述的喷涂装置还包括旋转控制机构总成，所述的本体后端通过旋转控制机构总成与机械臂的末节连接，旋转控制机构总成至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制。
作为本发明的进一步改进方案，所述的控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀与内通道和外通道连接的管路上均设有压力传感器；所述的控制阀组还包括清洗剂控制电磁阀，清洗剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道和外通道连接，清洗剂控制电磁阀的输入端与清洗剂供给机构连接；所述的电控装置还包括喷头堵塞检测回路和喷头清洗回路，工业控制计算机分别与管路上的压力传感器和控制阀组的清洗剂控制电磁阀电连接。
作为本发明的进一步改进方案，本基于数字总线的智能自动喷涂单元还包括喷头定位架，需更换的喷头架设在喷头定位架上，喷头定位架固定设置在机械臂附近；所述的本体前端通过快速连接机构与喷头后端连接；所述的电控装置还包括喷头更换回路，工业控制计算机与快速连接机构电连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的输送机构上还设有坐标控制位置变换机构，所述的电控装置还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换机构电连接。
作为本发明的进一步改进方案，所述的内通道在本体的横截面上呈同心圆结构的环形分布。
作为本发明的进一步改进方案，所述的外通道倾斜向喷头方向设置。
作为本发明的进一步改进方案，所述的喷头前端设置成内凹结构。
一种基于数字总线的智能自动喷涂单元使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
a.当输送机构的输送带或可旋转的定位输送挂钩载着待喷涂的工件或制品按照既定程序停靠在机械臂附近的设定停放工位后，本基于数字总线的智能自动喷涂单元的电源回路启动开始工作；
b.工业控制计算机发出指令使喷头位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂按照预定程序及计算坐标自喷头位于面向输送机构的零位置停滞状态的零位置移动动作，本体上的模式识别传感器对待喷涂工件或制品进行识别，反馈工件或制品的形状、尺寸、位置等信息给工业控制计算机；
c.分析规划喷涂参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，若待喷涂工件或制品的三维建模数据信息是三维建模数据库中已存在的数据信息时，工业控制计算机可直接调用三维建模数据库中该工件或制品的喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔至工件或制品表面的距离、喷涂角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数；若待喷涂的工件或制品的三维建模数据在三维建模数据库中没有，工业控制计算机根据待喷涂的工件或制品的三维建模数据信息在三维建模数据库中寻找类似结构的既有工件或制品的三维建模数据信息，通过软件进行排列组合自动生成该工件或制品的最优喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔至工件或制品表面的最佳距离、最佳喷涂角度等相对坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开最佳大小等参数信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正；
d.喷涂控制回路和气路控制回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂动作使喷头位于程序设定的起点坐标位置，工业控制计算机根据喷涂程序设定控制控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀相应打开，内通道和外通道内即相应供出涂料、正压环境和负压环境，然后工业控制计算机根据规划设定的喷孔至工件或制品表面的距离及喷涂角度等信息、距离传感器反馈的距离信息和位置传感器反馈的角度位置信息调整喷头至设定位置，然后工业控制计算机控制机械臂动作使喷头按照程序设定的喷涂路径移动对工件或制品进行喷涂；
e.至程序设定的终点坐标位置时，完成工件或制品的喷涂，工业控制计算机控制控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀关闭，工业控制计算机控制机械臂动作使喷头回到零位置；
f.输送机构接到指令载着已完成喷涂工序的工件或制品向下道工序流转。
与现有技术相比，本基于数字总线的智能自动喷涂单元由于喷涂装置的本体内部至少设有两个内通道，本体外部设置数量与内通道相同、并分别与内通道连通的外通道，控制阀组的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道和外通道连接，因此可以根据喷涂程序相应控制不同的内通道和外通道供出涂料、正压环境和负压环境，喷涂过程中，正压气体将涂料带出成雾状喷出，同时负压环境吸收喷射在工件或制品上后反弹的雾状涂料，因此涂料废气大部分经负压环境回收，涂料废气回收率相对较高，浪费较少；弥漫在喷涂室或喷涂房内的雾状涂料相对较少，喷涂室或喷涂房内空气污染相对较小，需人员进入时，不需经排气单元排放很长时间，维护效率较高；由于电控装置包括模式识别回路和分析规划喷涂参数回路，因此在喷涂作业前可对工件或制品进行识别，当模式识别传感器反馈的工件或制品的形状、尺寸、位置等信息是数据库中已存在的数据时，工业控制计算机可直接调用数据库中的喷涂路径起点、终点坐标值和对应内通道、外通道需要打开的控制阀组的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数进行自动喷涂，当待喷涂的工件或制品的信息数据库中没有时，工业控制计算机可根据模式识别传感器反馈的工件或制品形状、尺寸、位置等信息在数据库中寻找类似结构的既有工件或制品信息，进行排列组合自动生成最优喷涂路径及喷孔控制数据信息，工业控制计算机根据此数据信息进行自动喷涂，同时，此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正，具有自学习功能，智能化程度较高，适用于数字总线工厂。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图；
图2是本发明喷涂装置的局部放大示意图；
图3是本发明喷涂装置的剖视结构示意图。
图中：1、机械臂，2、喷涂装置，21、本体，211、内通道，212、外通道，213、快速连接机构，22、旋转控制机构总成，23、喷头，231、喷孔，3、控制阀组，4、电控装置，5、输送机构，6、工件或制品，7、喷头定位架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本基于数字总线的智能自动喷涂单元包括机械臂1、喷涂装置2、控制阀组3、电控装置4和输送机构5(以下描述以左右水平方向为X坐标，以前后水平方向为Y坐标，以竖直方向为Z坐标，以沿X坐标轴线为旋转轴旋转的方向为A坐标，以沿Y坐标轴线为旋转轴旋转的方向为B坐标，以沿Z坐标轴线为旋转轴旋转的方向为C坐标)。
所述的机械臂1固定安装在地面上，设置在输送机构5附近，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构。
如图2、图3所示，所述的喷涂装置2包括本体21和喷头23；
本体21后端与机械臂1的末节连接，前端与喷头23后端连接，本体21内部至少设有两个内通道211，本体21外部设有数量与内通道211相同、并分别与内通道211连通的外通道212，本体21上还设有面向喷头23方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器；
喷头23内对应内通道211的位置设有与内通道211连通的喷孔231。
所述的控制阀组3包括正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀，正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道211、外通道212连接，正压控制电磁阀的输入端与正压源连接，涂料控制电磁阀的输入端与涂料供给机构连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与回收机构连接。
所述的电控装置4包括工业控制计算机、电源回路、喷头位置控制回路、模式识别回路、分析规划喷涂参数回路、喷涂控制回路、气路控制回路等，工业控制计算机分别与本体21上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂1的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构电连接。
本基于数字总线的智能自动喷涂单元的工作原理：如图1所示，机械臂1设置在输送机构5附近，输送机构5的输送带或可旋转的定位输送挂钩载着待喷涂的工件或制品6按照既定程序停靠在机械臂1附近的设定停放工位，自动喷涂单元开始工作，通过本体21上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器反馈，工业控制计算机控制机械臂1动作使喷头23移动至程序设定的坐标基准点，控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀根据喷涂程序相应打开，内通道211和外通道212内即相应供出涂料、正压环境和负压环境，然后工业控制计算机控制机械臂1动作使喷头23按照程序设定的喷涂路径移动对工件或制品6进行喷涂，喷涂过程中，正压气体将涂料带出呈雾状喷出，同时负压环境吸收喷射在工件或制品6上后反弹的雾状涂料，喷涂路径终了时即完成工件或制品6的喷涂，输送机构5接到指令载着已完成喷涂工序的工件或制品6向下道工序流转。
系统未启动时(即零位置时)，机械臂1定位，喷头23位于面向输送机构5的零位置停滞状态；当输送机构5的输送带或可旋转的定位输送挂钩载着待喷涂的工件或制品6按照既定程序停靠在机械臂1附近的设定停放工位后，本基于数字总线的智能自动喷涂单元的电源回路启动开始工作，工业控制计算机发出指令使喷头位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构动作，机械臂1按照预定程序及计算坐标移动动作，本体21上的模式识别传感器即反馈工件或制品6的形状、尺寸、位置等信息给工业控制计算机，分析规划喷涂参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，然后规划最优喷涂路径的起点、终点相对于零位置的相对坐标值、设定喷孔231至工件或制品6表面的距离及喷涂角度和对应内通道211、外通道212需要打开的控制阀组3的各个具体阀杆及阀杆打开的最佳大小等信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及内通道211、外通道212控制数据信息进行修正；然后工业控制计算机控制X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构动作使喷头23位于程序设定的起点坐标位置；喷涂控制回路和气路控制回路开始工作，工业控制计算机根据喷涂程序设定控制控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀相应打开，内通道211和外通道212内即相应供出涂料、正压环境和负压环境，然后工业控制计算机根据规划设定的喷孔231至工件或制品6表面的距离及喷涂角度等信息、距离传感器反馈的距离信息和位置传感器反馈的角度位置信息调整喷头23至设定位置，然后工业控制计算机控制机械臂1动作使喷头23按照程序设定的喷涂路径移动对工件或制品6进行喷涂；至程序设定的终点坐标位置时，即完成工件或制品6的喷涂，喷头23回到零位置，输送机构5接到指令载着已完成喷涂工序的工件或制品6向下道工序流转。
当模式识别传感器反馈的工件或制品6的形状、尺寸、位置等信息是三维建模数据库中已存在的数据时，工业控制计算机可直接调用三维建模数据库中的喷涂路径起点、终点坐标值和对应内通道211、外通道212需要打开的控制阀组3的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数进行自动喷涂；当待喷涂的工件或制品6的信息三维建模数据库中没有时，工业控制计算机可根据模式识别传感器反馈的工件或制品形状、尺寸、位置等信息在三维建模数据库中寻找类似结构的既有工件或制品信息，进行排列组合自动生成最优喷涂路径及喷孔控制数据信息，工业控制计算机根据此数据信息进行自动喷涂，同时，此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正。
单纯的一个坐标方向的喷涂现已不多见，为了增加自动喷涂的适用范围，作为本发明的进一步改进方案，所述的机械臂1包括X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构，可以实现喷涂装置2在三坐标系内的自动喷涂。
为了进一步增加自动喷涂的适用范围，作为本发明的改进方案，所述的喷涂装置2还包括旋转控制机构总成22，所述的本体21后端通过旋转控制机构总成22与机械臂1的末节连接，旋转控制机构总成22至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制，旋转控制机构总成22可以控制本体21在A坐标系和/或B坐标系和/或C坐标系内360°自由旋转和定位，可以实现喷涂装置2在四坐标系或五坐标系或六坐标系内的自动喷涂。
为了防止因喷头23的喷孔231堵塞影响正常喷涂，作为本发明的进一步改进方案，所述的控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀与内通道211和外通道212连接的管路上均设有压力传感器；所述的控制阀组3还包括清洗剂控制电磁阀，清洗剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道211和外通道212连接，清洗剂控制电磁阀的输入端与清洗剂供给机构连接；所述的电控装置4还包括喷头堵塞检测回路和喷头清洗回路，工业控制计算机分别与管路上的压力传感器和控制阀组3的清洗剂控制电磁阀电连接；当喷头23位于程序设定的起点坐标位置，且工业控制计算机根据喷涂程序设定控制控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀相应打开，内通道211和外通道212内即相应供出涂料、正压环境和负压环境时，喷头堵塞检测回路开始工作，若任何一个压力传感器反馈信息超出设定压力时，说明有堵塞现象，喷头清洗回路即开始工作，工业控制计算机控制控制阀组3的涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀关闭、控制阀组3的清洗剂控制电磁阀和正压控制电磁阀打开，清洗剂和正压气体即自内通道211和/或外通道212内喷出对内通道211和外通道212进行冲洗，冲洗至设定时间后清洗剂控制电磁阀关闭，工业控制计算机根据喷涂程序设定控制控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀再次相应打开，若压力传感器反馈信息在设定压力范围内，则喷涂工作继续进行，否则重复上述步骤，直至压力传感器反馈信息在设定压力范围内，喷涂工作继续进行。
喷头23若堵塞严重，则上述的喷头清洗回路始终循环工作，势必影响正常的喷涂工作，为了便于快速更换喷头23、防止因喷头23的喷孔231严重堵塞影响正常喷涂，且为了根据不同的喷涂要求更换不同喷孔尺寸的喷头，作为本发明的进一步改进方案，如图1所示，本基于数字总线的智能自动喷涂单元还包括喷头定位架7，需更换的喷头后端向外、顺序架设在喷头定位架7上，喷头定位架7固定设置在机械臂1附近；所述的本体21前端通过如液压锁紧等带有自锁定位机构的快速连接机构213与喷头23后端连接；所述的电控装置4还包括喷头更换回路，工业控制计算机与快速连接机构213电连接；当工业控制计算机调用数据库中的工件或制品6信息需使用其他喷孔尺寸的喷头时，或者喷头清洗回路始终循环工作至设定次数(如三次)后传感器依然反馈压力超标时，则喷头更换回路、本体21上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器同时开始工作，工业控制计算机控制机械臂1和旋转控制机构总成22动作使喷头23移动到喷头定位架7的设定位置并架设在喷头定位架7上后，工业控制计算机控制快速连接机构213张开，连接在喷涂装置2前端的喷头23即稳固架设在喷头定位架7上，然后工业控制计算机控制机械臂1和旋转控制机构总成22动作使喷涂装置2前端定位于需更换的喷头后端，需更换的喷头套入喷涂装置2前端后，工业控制计算机控制快速连接机构213锁紧，需更换的喷头即稳固与喷涂装置2前端连接，系统回到零位置，实现喷头自动更换。
为能够使工件或制品6在本基于数字总线的智能自动喷涂单元上整体均能够喷涂、不留死角，作为本发明的进一步改进方案，所述的输送机构5上还设有坐标控制位置变换机构，所述的电控装置4还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换机构电连接，坐标控制位置变换机构可以控制工件或制品6进行坐标控制的位置变换，工件或制品6位置变换后，三维建模同时进行位置变换，喷涂参数重新设定即可进行自动喷涂。
不同的工件或制品6的大小及喷涂面要求不同会造成喷涂的宽度及路径等均不相同，为了增加本基于数字总线的智能自动喷涂单元的通用性，能够根据不同的工件或制品6保证不同的喷涂效果，作为本发明的进一步改进方案，所述的内通道211在本体21的横截面上呈同心圆结构的环形分布，根据不同的工件或制品6的喷涂要求及喷涂路径要求，可以使不同位置的内通道211喷射出雾状涂料或不同位置形成负压环境，更便于喷涂和回收雾状涂料。
为了进一步保证雾化效果，作为本发明的改进方案，如图3所示，所述的外通道212倾斜向喷头23设置，不论正压气体是自内通道211内喷出冲击外通道212内的涂料，还是自外通道212内喷出冲击内通道211内的涂料，均可以保证雾化效果。
为了进一步保证雾状涂料的回收效果，作为本发明的改进方案，如图3所示，所述的喷头23前端设置成内凹结构，喷涂过程中可控制位于喷头23的内凹结构顶端的喷孔231作为负压吸气孔，内凹结构底端的喷孔231作为涂料喷雾孔，喷射在工件或制品6上后反弹的雾状涂料更接近负压吸气孔，雾状涂料的回收效果更好。
本基于数字总线的智能自动喷涂单元是数字化控制单元，可以与工厂的数字总线无缝连接实现集中数字化管理。
本基于数字总线的智能自动喷涂单元由于喷涂装置2的本体21内部至少设有两个内通道211，本体21外部设置数量与内通道211相同、并分别与内通道211连通的外通道212，控制阀组3的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道211和外通道212连接，因此可以根据喷涂程序相应控制不同的内通道211和外通道212供出涂料、正压环境和负压环境，喷涂过程中，正压气体将涂料带出成雾状喷出，同时负压环境吸收喷射在工件或制品6上后反弹的雾状涂料，因此涂料废气大部分经负压环境回收，涂料废气回收率相对较高，浪费较少；弥漫在喷涂室或喷涂房内的雾状涂料相对较少，喷涂室或喷涂房内空气污染相对较小，需人员进入时，不需经排气单元排放很长时间，维护效率较高；由于电控装置4包括模式识别回路和分析规划喷涂参数回路，因此在喷涂作业前可对工件或制品6进行识别，当模式识别传感器反馈的工件或制品6的形状、尺寸、位置等信息是数据库中已存在的数据时，工业控制计算机可直接调用数据库中的喷涂路径起点、终点坐标值和对应内通道211、外通道212需要打开的控制阀组3的各个具体阀杆及阀杆打开大小等参数进行自动喷涂，当待喷涂的工件或制品6的信息数据库中没有时，工业控制计算机可根据模式识别传感器反馈的工件或制品形状、尺寸、位置等信息在数据库中寻找类似结构的既有工件或制品信息，进行排列组合自动生成最优喷涂路径及喷孔控制数据信息，工业控制计算机根据此数据信息进行自动喷涂，同时，此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正，具有自学习功能，智能化程度较高，适用于数字总线工厂。
Claims (8)
1.一种基于数字总线的智能自动喷涂单元，包括机械臂(1)、喷涂装置(2)、控制阀组(3)、电控装置(4)和输送机构(5)；机械臂(1)固定安装在地面上，设置在输送机构(5)附近，包括至少一个X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构；其特征在于，
所述的喷涂装置(2)包括本体(21)、旋转控制机构总成(22)和喷头(23)；本体(21)后端通过旋转控制机构总成(22)与机械臂(1)的末节连接，本体(21)前端与喷头(23)后端连接，旋转控制机构总成(22)至少包括一个A坐标旋转控制或B坐标旋转控制或C坐标旋转控制，本体(21)内部至少设有两个内通道(211)，本体(21)外部设有数量与内通道(211)相同、并分别与内通道(211)连通的外通道(212)，本体(21)上还设有面向喷头(23)方向的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器；喷头(23)内对应内通道(211)的位置设有与内通道(211)连通的喷孔(231)；
所述的控制阀组(3)包括正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀、负压控制电磁阀和清洗剂控制电磁阀，正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道(211)、外通道(212)连接，正压控制电磁阀的输入端与正压源连接，涂料控制电磁阀的输入端与涂料供给机构连接，负压控制电磁阀的输入端与负压源连结，负压源与回收机构连接，正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀与内通道(211)和外通道(212)连接的管路上均设有压力传感器，清洗剂控制电磁阀的输出端分别通过管路与内通道(211)和外通道(212)连接，清洗剂控制电磁阀的输入端与清洗剂供给机构连接；
所述的电控装置(4)包括工业控制计算机、电源回路、喷头位置控制回路、模式识别回路、分析规划喷涂参数回路、喷涂控制回路、气路控制回路、喷头堵塞检测回路和喷头清洗回路，工业控制计算机分别与本体(21)上的模式识别传感器、位置传感器和距离传感器电连接，工业控制计算机分别与控制阀组(3)的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀电连接，工业控制计算机分别与机械臂(1)的X坐标驱动机构或Y坐标驱动机构或Z坐标驱动机构电连接，工业控制计算机分别与管路上的压力传感器和控制阀组(3)的清洗剂控制电磁阀电连接。
2.根据权利要求1所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，所述的机械臂(1)包括X坐标驱动机构、Y坐标驱动机构和Z坐标驱动机构。
3.根据权利要求1所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，本基于数字总线的智能自动喷涂单元还包括喷头定位架(7)，需更换的喷头架设在喷头定位架(7)上，喷头定位架(7)固定设置在机械臂(1)附近；所述的本体(21)前端通过快速连接机构(213)与喷头(23)后端连接；所述的电控装置(4)还包括喷头更换回路，工业控制计算机与快速连接机构(213)电连接。
4.根据权利要求1或2所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，所述的输送机构(5)上还设有坐标控制位置变换机构，所述的电控装置(4)还包括工件位置变换回路，工业控制计算机与坐标控制位置变换机构电连接。
5.根据权利要求1或2所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，所述的内通道(211)在本体(21)的横截面上呈同心圆结构的环形分布。
6.根据权利要求1或2所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，所述的外通道(212)倾斜向喷头(23)方向设置。
7.根据权利要求1或2所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元，其特征在于，所述的喷头(23)前端设置成内凹结构。
8.一种如权利要求1所述的基于数字总线的智能自动喷涂单元的使用方法，其特征在于，具体步骤如下：
a.当输送机构(5)的输送带或可旋转的定位输送挂钩载着待喷涂的工件或制品(6)按照既定程序停靠在机械臂(1)附近的设定停放工位后，本基于数字总线的智能自动喷涂单元的电源回路启动开始工作；
b.工业控制计算机发出指令使喷头位置控制回路和模式识别回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂(1)按照预定程序及计算坐标自喷头(23)位于面向输送机构(5)的零位置停滞状态的零位置移动动作，本体(21)上的模式识别传感器对待喷涂工件或制品(6)进行识别，反馈工件或制品(6)的形状、尺寸、位置信息给工业控制计算机；
c.分析规划喷涂参数回路工作，工业控制计算机首先通过模式识别传感器反馈的信息进行三维建模，若待喷涂工件或制品(6)的三维建模数据信息是三维建模数据库中已存在的数据信息时，工业控制计算机可直接调用三维建模数据库中该工件或制品(6)的喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔(231)至工件或制品(6)表面的距离、喷涂角度相对坐标值和对应内通道(211)、外通道(212)需要打开的控制阀组(3)的各个具体阀杆及阀杆打开大小参数；若待喷涂的工件或制品(6)的三维建模数据在三维建模数据库中没有，工业控制计算机根据待喷涂的工件或制品(6)的三维建模数据信息在三维建模数据库中寻找类似结构的既有工件或制品的三维建模数据信息，通过软件进行排列组合自动生成该工件或制品(6)的最优喷涂路径起点、终点相对零位置的相对坐标值及喷孔(231)至工件或制品(6)表面的最佳距离、最佳喷涂角度相对坐标值和对应内通道(211)、外通道(212)需要打开的控制阀组(3)的各个具体阀杆及阀杆打开最佳大小参数信息，存储相关信息并通过数字总线传递给中心机房，通过中心机房可以对此最优喷涂路径及喷孔控制数据信息进行修正；
d.喷涂控制回路和气路控制回路开始工作，工业控制计算机控制机械臂(1)动作使喷头(23)位于程序设定的起点坐标位置，工业控制计算机根据喷涂程序设定控制控制阀组(3)的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀相应打开，内通道(211)和外通道(212)内即相应供出涂料、正压环境和负压环境，然后工业控制计算机根据规划设定的喷孔(231)至工件或制品(6)表面的距离及喷涂角度信息、距离传感器反馈的距离信息和位置传感器反馈的角度位置信息调整喷头(23)至设定位置，然后工业控制计算机控制机械臂(1)动作使喷头(23)按照程序设定的喷涂路径移动对工件或制品(6)进行喷涂；
e.至程序设定的终点坐标位置时，完成工件或制品(6)的喷涂，工业控制计算机控制控制阀组(3)的正压控制电磁阀、涂料控制电磁阀和负压控制电磁阀关闭，工业控制计算机控制机械臂(1)动作使喷头(23)回到零位置；
f.输送机构(5)接到指令载着已完成喷涂工序的工件或制品(6)向下道工序流转。
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