CN105251642A - 一种五轴机器人喷涂设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种五轴机器人喷涂设备及工艺。该喷涂设备包括五轴机器人、工作台、快接头、喷涂装置及控制系统，所述五轴机器人固定安装在工作台一侧，所述喷涂装置的自动喷枪由快接头与五轴机器人的一级头部联接，喷涂装置、五轴机器人分别与控制系统电气连接。优点是：1)原材料的节省：正因为机器人喷涂的稳定一致性，不会出现过喷超范围喷涂，因此对原材料的节省比人工手工喷涂节省油漆/粉末10-20％；2)节省人工支出成本：涂装生产线一般都是连续运行的，员工会有个人因素波动，机器始终不会疲惫，只要工件上线生产，机器人就可以完成工作。

Description

一种五轴机器人喷涂设备及工艺

技术领域

本发明属于智能化的喷涂设备技术领域，尤其涉及一种五轴机器人喷涂设备，还涉及一种该喷涂设备的工艺。

背景技术

工件表面喷涂工艺有多种，包括：1)、油漆喷涂：使用喷枪或蝶式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而维系的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法；2)、粉末喷涂：喷粉设备把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层，粉状涂层经过高温烘烤烤流平固化，得到效果各异的涂层，以上两种喷涂方式基本为人工操作，会产生很多不稳定性因素，导致产品合格率无法控制。

随着经济的快速发展，智能机器人被广泛应用到各个行业，以取代人工操作，实现操作的精确化及高效化，有效地降低了人工成本。现阶段国内外制造出了大量的智能机器人喷涂设备，但是，这类的设备从实际使用情况来看，需要人工辅助操作，并且往往只能通过简单的机构运动，不能够完成较为复杂的操作。尤其是在传统喷涂行业，如何将喷涂工艺与智能化的机器人相结合，实现喷涂操作的智能化，成为当下急需待解决的难题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种五轴机器人喷涂设备，智能化操作，节约人工成本，产品质量稳定一致。

一种五轴机器人喷涂设备，其特点是包括五轴机器人、工作台、快接头、喷涂装置及控制系统，所述五轴机器人固定安装在工作台一侧，所述喷涂装置的自动喷枪由快接头与五轴机器人的一级头部联接，喷涂装置、五轴机器人分别与控制系统电气连接。

本发明进一步改进，所述五轴机器人包括一级头部、二级转动臂、三级支撑臂、四级机体和五级底座，四级机体包括四级电机、左右侧盖、底盖、机本体、上大臂、轴承、卡簧、转轴及若干齿轮，左右侧盖、底盖置于机本体上，机本体内设有齿轮、转轴、轴承、卡簧；三级支撑臂包括下小臂和转接部件；二级转动臂包括二级尾座、转动臂、二级电机、二级齿轮架、齿轮架盖板、齿轮联轴器、传动杆和若干齿轮；一级头部包括外壳和内壳，二级电机连接二级齿轮架并固定安装在二级尾座上，二级电机通过传动锥齿轮、轴与内、外壳转动连接，上大臂下端与机本体固定，上端与一级尾座转动连接，下小臂分别与一级尾座、转轴转动连接。

本发明进一步改进，所述喷涂装置包括自动喷枪、稳压阀、气动隔膜泵、空压机、供料桶及管路，在供料桶与喷枪之间的管路上设有稳压阀及气动隔膜泵，空压机将压缩空气直接由管路输送至喷枪，雾化喷涂料。

本发明进一步改进，所述快接头包括联接部和卡接部，所述联接部包括卡板和套筒，卡板与套筒相切固定，且两者的中心轴线在同一平面内，卡板上沿同一直线设有一排连接孔，连接孔大小一致；所述卡接部包括V形支座和对称置于V形支座上的竖板，两竖板的间距与所述卡板的厚度相对应，竖板上开设通孔与连接孔对应，由卡销穿设于连接孔、通孔中，固定联接部。

本发明进一步改进，所述三级支撑臂还包括拉伸弹簧，拉伸弹簧上端连接一级尾座，下一端连接所述机本体。

本发明的另一目的是提供上述喷涂设备的喷涂工艺，包括以下步骤：

1)编制喷涂程序：根据工件的生产要求，由控制系统生产喷涂程序，然后启动机器人和喷涂装置，机器人按照程序工作；2)工件表面处理：除油、除锈及除尘；3)喷涂底漆：对表面处理后的工件在4-12小时内喷涂底漆；4)烘烤：对喷涂底漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟；5)清整漆面：对烘烤后的工件的漆面进行清整；6)喷涂面漆：对漆面清整后的工件12小时内喷涂面漆；7)烘烤：对喷涂面漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟，烘烤后自干12-24小时；8)检验：检验外观、涂层厚度及附着力。

与现有技术相比，本发明的构思新颖，结构简凑、合理，

1)、品质的改善：机器人稳定重复的工作，喷涂出来的产品可以保证涂装的稳定性，从而达到减少人为因素造成的不良，可以提高产品的质量；

2)、原材料的节省：正因为机器人喷涂的稳定一致性，不会出现过喷超范围喷涂，因此对原材料的节省比人工手工喷涂节省油漆/粉末10-20％；

3)、节省人工支出成本：涂装生产线一般都是连续运行的，员工会有个人因素波动，机器始终不会疲惫，只要工件上线生产，机器人就可以完成工作；

4)、自身安全：涂装是枯燥乏味的工作，防护、安全工作做的不到位会对人体产生危害。机器人可以把人从枯燥的岗位替换出来。一可以减少防护用品产生的费用，二可以减少对员工身体损害带来的补偿成本及法律成本；

5)、节省空间能耗：机器人的灵活性，可以在高密度的空间内安装，地面、墙体、顶棚等位置可以多种方式安装，可以大大缩小喷房的面积，由于喷房需要能耗来维持环境，因此减小空间就可以节约能耗。

附图说明

图1是本发明五轴机器人喷涂设备一种实施例的结构框图；

图2是本发明五轴机器人的结构示意图；

图3是本发明喷涂装置的管路连接图；

图4是本发明快接头与一级头部的连接图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步地行详细说明。

图1出示了五轴机器人喷涂设备一种实施例的结构示意图。该五轴机器人喷涂设备包括五轴机器人1、工作台2、快接头3、喷涂装置4及控制系统5，所述五轴机器人固定安装在工作台一侧，所述喷涂装置的自动喷枪41由快接头与五轴机器人的一级头部11联接，喷涂装置、五轴机器人分别与控制系统电气连接。

图2出示了本发明五轴机器人的结构示意图。五轴机器人1包括一级头部11、二级转动臂12、三级支撑臂13、四级机体14和五级底座15，四级机体包括四级电机141、左右侧盖142、底盖143、机本体144、上大臂145、轴承、卡簧、转轴及若干齿轮，左右侧盖、底盖置于机本体上，机本体内设有齿轮、转轴、轴承、卡簧；三级支撑臂包括下小臂131和转接部件；二级转动臂包括二级尾座121、转动臂122、二级电机123、二级齿轮架124、齿轮架盖板125、齿轮联轴器、传动杆和若干齿轮；一级头部包括外壳111和内壳112，二级电机连接二级齿轮架并固定安装在二级尾座上，二级电机通过传动锥齿轮、轴与内、外壳转动连接，上大臂下端与机本体固定，上端与一级尾座转动连接，下小臂分别与一级尾座、转轴转动连接。

图3出示了本发明喷涂装置的管路连接图。喷涂装置4包括自动喷枪41、稳压阀42、气动隔膜泵43、空压机44、供料桶及管路，在供料桶与喷枪之间的管路上设有稳压阀及气动隔膜泵，空压机将压缩空气直接由管路输送至喷枪，雾化喷涂料。

图4出示了本发明快接头与机械手臂的连接图。快接头3包括联接部31和卡接部32，所述联接部包括卡板311和套筒312，卡板与套筒相切固定，且两者的中心轴线在同一平面内，卡板上沿同一直线设有一排连接孔，连接孔大小一致；所述卡接部包括V形支座321和对称置于V形支座上的竖板322，两竖板的间距与所述卡板的厚度相对应，竖板上开设通孔与连接孔对应，由卡销穿设于连接孔、通孔中，固定联接部。

所述三级支撑臂13还包括拉伸弹簧132，拉伸弹簧上端连接一级尾座113，下一端连接所述机本体144。

本发明的五轴喷涂机器人能够在控制系统的控制下，实现五轴联动，正因为机器人喷涂的稳定一致性，不会出现过喷超范围喷涂，因此对原材料的节省比人工手工喷涂节省油漆/粉末10-20％。

本发明的另一目的是提供上述喷涂设备的喷涂工艺，包括以下步骤：

1)编制喷涂程序：根据工件的生产要求，由控制系统生产喷涂程序，然后启动机器人和喷涂装置，机器人按照程序工作；

2)工件表面处理：除油、除锈及除尘；

3)喷涂底漆：对表面处理后的工件在4-12小时内喷涂底漆；

4)烘烤：对喷涂底漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟；

5)清整漆面：对烘烤后的工件的漆面进行清整；

6)喷涂面漆：对漆面清整后的工件12小时内喷涂面漆；

7)烘烤：对喷涂面漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟，烘烤后自干12-24小时；

8)检验：检验外观、涂层厚度及附着力。

Claims (9)

1.一种五轴机器人喷涂设备，其特征在于，包括五轴机器人(1)、工作台(2)、快接头(3)、喷涂装置(4)及控制系统(5)，所述五轴机器人固定安装在工作台一侧，所述喷涂装置的自动喷枪(41)由快接头与五轴机器人的一级头部(11)联接，喷涂装置、五轴机器人分别与控制系统电气连接。

2.根据权利要求1所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述五轴机器人(1)包括一级头部(11)、二级转动臂(12)、三级支撑臂(13)、四级机体(14)和五级底座(15)，四级机体包括四级电机(141)、左右侧盖(142)、底盖(143)、机本体(144)、上大臂(145)、轴承、卡簧、转轴及若干齿轮，左右侧盖、底盖置于机本体上，机本体内设有齿轮、转轴、轴承、卡簧；三级支撑臂包括下小臂(131)和转接部件；二级转动臂包括二级尾座(121)、转动臂(122)、二级电机(123)、二级齿轮架(124)、齿轮架盖板(125)、齿轮联轴器、传动杆和若干齿轮；一级头部包括外壳(111)和内壳(112)，二级电机连接二级齿轮架并固定安装在二级尾座上，二级电机通过传动锥齿轮、轴与内、外壳转动连接，上大臂下端与机本体固定，上端与一级尾座转动连接，下小臂分别与一级尾座、转轴转动连接。

3.根据权利要求1或2所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述喷涂装置(4)包括自动喷枪(41)、稳压阀(42)、气动隔膜泵(43)、空压机(44)、供料桶及管路，在供料桶与喷枪之间的管路上设有稳压阀及气动隔膜泵，空压机将压缩空气直接由管路输送至喷枪，雾化喷涂料。

4.根据权利要求1或2所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述快接头(3)包括联接部(31)和卡接部(32)，所述联接部包括卡板(311)和套筒(312)，卡板与套筒相切固定，且两者的中心轴线在同一平面内，卡板上沿同一直线设有一排连接孔，连接孔大小一致；所述卡接部包括V形支座(321)和对称置于V形支座上的竖板(322)，两竖板的间距与所述卡板的厚度相对应，竖板上开设通孔与连接孔对应，由卡销穿设于连接孔、通孔中，固定联接部。

5.根据权利要求4所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述快接头(3)包括联接部(31)和卡接部(32)，所述联接部包括卡板(311)和套筒(312)，卡板与套筒相切固定，且两者的中心轴线在同一平面内，卡板上沿同一直线设有一排连接孔，连接孔大小一致；所述卡接部包括V形支座(321)和对称置于V形支座上的竖板(322)，两竖板的间距与所述卡板的厚度相对应，竖板上开设通孔与连接孔对应，由卡销穿设于连接孔、通孔中，固定联接部。

6.根据权利要求1或2或5所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述三级支撑臂(13)还包括拉伸弹簧(132)，拉伸弹簧上端连接一级尾座(113)，下一端连接所述机本体(144)。

7.根据权利要求3所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述三级支撑臂(13)还包括拉伸弹簧(132)，拉伸弹簧上端连接一级尾座(113)，下一端连接所述机本体(144)。

8.根据权利要求4所述的五轴机器人喷涂设备，其特征在于，所述三级支撑臂(13)还包括拉伸弹簧(132)，拉伸弹簧上端连接一级尾座(113)，下一端连接所述机本体(144)。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述喷涂设备的喷涂工艺，包括以下步骤：

1)编制喷涂程序：根据工件的生产要求，由控制系统生产喷涂程序，然后启动机器人和喷涂装置，机器人按照程序工作；

2)工件表面处理：除油、除锈及除尘；

3)喷涂底漆：对表面处理后的工件在4-12小时内喷涂底漆；

4)烘烤：对喷涂底漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟；

5)清整漆面：对烘烤后的工件的漆面进行清整；

6)喷涂面漆：对漆面清整后的工件12小时内喷涂面漆；

7)烘烤：对喷涂面漆后的工件进行烘烤，烘烤温度为90-100℃，烘烤时间为30-40分钟，烘烤后自干12-24小时；

8)检验：检验外观、涂层厚度及附着力。