CN105252526B - 机器人涂装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人涂装生产线。该生产线中滑撬的撬体上固定有安装板和转接插座，安装板的顶面上设有承托平面，转接插座的一端为内接端、另一端为外接端；输送装置的一侧设有处于喷漆工位的电控连接器，电控连接器上连接有驱动其移动的插拔驱动装置。这样在进行机器人的涂装作业时，机器人底盘被固定在安装板上，通过安装板和机器人底盘的平面接触来保证机器人底盘的稳定定位，并在滑撬带动机器人到达喷漆工位后，电控连接器会与滑撬上的转接插座的外接端连接，以实现对机器人供电和数据交互，因此本发明中机器人涂装生产线提高机器人涂装作业中机器人运输的稳定性，并加快机器人涂装的工作效率。

Description

机器人涂装生产线

技术领域

本发明涉及一种机器人涂装生产线。

背景技术

目前，工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。国外专家预测，机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。随着工业机器人向更深更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范周还在不断地扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要的作用。但机器人行业中,机器人产品自身的生产过程机械化水平还很低，对机器人产品没有进行机械化输送的生产线,尤其在机器人涂装工序中，缺乏必要的机械化输送的涂装过程对机器人的涂装质量影响很大，同时，涂装过程对环境的污染、对人员的伤害也很大。传统的表面喷涂技术都是以手工方式进行，并且在该种喷涂过程中会产生大量的油漆气体，而该种油漆气体不仅会污染环境，而且会影响到喷涂工人的身体健康；并且手工喷涂质量和效率低下，对于诸如汽车、电子产品等对表面涂装要求高工件涂装，难以实现；此外，传统的手工喷涂的喷涂质量受到工人的技术水平、身体条件等影响，造成油漆工序的返喷率较高，制约了生产能力而且油漆利用率低。

中国专利文献CN103008198A（公开日为2013年4月3日）公开了一种汽车部件的水性涂装生产线，包括沿依次布置的上件处、前处理机构、喷涂机构、电控设备、取件处及贯穿整条涂装生产线的滑撬输送装置，前处理机构、喷涂机构、固化机构以及滑撬输送装置分别与电控设备电连接，其中上件处设有待加工件存放处；前处理机构内设有第一运行通道，第一运行通道的两侧设有清洗剂和烘干室；喷涂机构内设有第二运行通道，第二运行通道依次贯穿喷漆室和流平室，喷漆室内设有底漆喷涂区、色漆喷涂区和清漆喷涂区，喷漆室内使用喷漆机器为防爆型喷涂机器人，流平室内设有输送风设备；固化机构为直通式结构，其内设有第三运行通道，第三运行通道的两侧设有独立的风幕装置、加热装置和送排风装置；取件处设有工件冷却集中位置，这样在使用时，在上件处将待加工工件通过装挂装置挂到滑撬输送装置上，开启电控设备，滑撬输送装置开始运动并带动待加工工件依次通过前处理机构、喷涂机构和固化机构，最后到达取件处，工人将加工后的工件从装挂装置上去下来并放置到冷却集中位置，滑撬输送装置带动所述装挂装置再次运动到上件处，开始新一轮的加工工艺。但将这种涂装生产线应用到机器人涂装作业的话，会出现如下问题：

A，对于机器人而言，因为机器人底盘小又重心高，而机器人整体的重量又较大，必须保证机器人输送过程的稳定所以现有的滑撬输送方案在输送过程中，机器人在滑撬上方会出现严重的晃动，乃至于倾倒，影响机器人生产线的正常输送，降低工作效率。

B，在机器人涂装作业中，因机器人处于断电状态，所以机器人会保持回缩姿态，这就使得机器人的局部出现被遮蔽的问题，这些被遮蔽部位在涂装过程中将无法被喷漆，也就使得机器人的涂装作业出现喷涂不到位、喷漆质量差的问题，增大了后续补漆作业的工作量，降低了喷涂作业的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人涂装生产线，旨在解决现有汽车生产线在进行机器人涂装输送作业时输送不稳定、喷涂不充分、定位不可靠的问题。

为了实现以上目的，本发明中机器人涂装生产线的技术方案如下：

机器人涂装生产线，包括输送装置及其上沿输送方向移动装配的滑撬，输送装置的输送行程中具有用于对工件喷漆的喷漆工位，滑撬的撬体上固定有安装板和转接插座，安装板的顶面上设有用于与机器人底盘的底面面接触承托配合的承托平面，转接插座的一端为用于与机器人电连接的内接端、另一端为用于与内接端电连接的外接端；输送装置的一侧设有处于喷漆工位的电控连接器，电控连接器用于可拆插拔连接在滑撬的主撬体上的转接插座的外接端，电控连接器上连接有驱动其移动的插拔驱动装置。

喷漆工位具有沿输送装置的输送方向依次布置的自动喷漆工位和手动补漆工位，自动喷漆工位设有处于输送装置一侧的喷漆机器人，手动补漆工位设有供补漆工人站立的补漆操作位。

自动喷漆工位和手动补漆工位之间设有晾置工位，晾置工位具有供工件晾置的晾置空间。

输送装置的输送行程中还设有处于输送装置的输送方向上喷漆工位下游的流平室工位和烘干工位，流平室工位具有供滑撬在输送装置带动下通过的流平室，烘干工位设有供滑撬在输送装置带动下通过的烘干室。

喷漆工位还设有供滑撬在输送装置带动下通过的喷漆室，喷漆室上连接有送风管道和/或排风管道和/或废气处理装置。

输送装置上还设有处于喷漆工位的定位器，定位器和电控连接器电连接在同一控制器上。

安装板上设有用于对机器人底盘定位的可拆定位结构，可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔和/或安装板上凸设的定位销和/或安装板上立设固定的定位螺柱。

可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔，定位孔有两组以上，同组中各定位孔在安装板上的分布位置对应同一底面大小的机器人系列的底盘，不同组定位孔在安装板上的分布位置对应不同底面大小的机器人系列的底盘。

同组中各定位孔在安装板上沿同一圆周方向间隔布置。

可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔，定位孔内可拆插装有螺套，螺套的外周上设有与定位孔的孔壁上凸设的台阶止脱配合的凸肩，螺套的内壁上设有用于连接紧固螺钉的内螺纹。

本发明中滑撬的撬体上固定有安装板和转接插座，安装板的顶面上设有用于与机器人底盘的底面面接触承托配合的承托平面，转接插座的一端为用于与机器人电连接的内接端、另一端为用于与内接端电连接的外接端；输送装置的一侧设有处于喷漆工位的电控连接器，电控连接器用于可拆插拔连接在滑撬的主撬体上的转接插座的外接端，电控连接器上连接有驱动其移动的插拔驱动装置。这样在进行机器人的涂装作业时，机器人底盘被固定在安装板上，通过安装板和机器人底盘的平面接触来保证机器人底盘的稳定定位，并在滑撬带动机器人到达喷漆工位后，输送装置一侧的电控连接器会在插拔驱动装置的带动下与滑撬上的转接插座的外接端连接，以实现对机器人供电和数据交互，这样就能实现机器人在滑撬的带动下到达喷漆工位，并在喷漆工位进行动作，以充分的对机器人的各个部位进行喷涂，因此本发明中机器人涂装生产线解决了现有汽车生产线在进行机器人涂装输送作业时喷涂不充分、定位不可靠的问题，提高机器人涂装作业中机器人运输的稳定性，并加快机器人涂装的工作效率。

附图说明

图1是本发明的实施例的结构示意图；

图2是图1中生产线在展开状态下的工作原理示意图；

图3是图1中滑撬在工作状态下的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图4中安装板的结构示意图；

图6是图5中螺套在定位孔中装配结构示意图。

具体实施方式

本发明中机器人涂装生产线的实施例：如图1至图6所示，该生产线是一条用于机器人生产的循环喷漆线，输送机系统用于将工件平稳的运送至各工位，以完成机器人涂装作业的擦洗—喷漆—烘干等工艺过程。主要由矩形布置的输送装置110及其上安装的滑撬120组成，以通过输送装置110带动载有机器人的滑撬120在喷漆作业中经遮蔽—擦洗—自动喷涂—手动补喷—流平—烘干—冷却等工位的输送。

滑撬120包括主撬体121，主撬体121的顶面上固定有安装板122，安装板122上预留有安放机器人的安装位，这些安装位是由安装板122上预设的一系列定位孔1221组成，主要是为了满足多品种、全系列机器人的需要。这些定位孔1221在安装板上沿圆周方向呈组分布，即同组中各定位孔1221处于同一圆周上、并在该圆周方向上间隔布置，不同组定位孔1221处于不同的圆周上，且各圆周的半径大小不一，这样就可以通过不同组定位孔1221对应不同底面大小的机器人系列的底盘，通过这些定位孔1221在安装板上形成与不同规格的机器人底盘对应的可拆定位结构，而各定位孔1221所处的圆周相交布置，各圆周的圆心又处于安装板的前后延伸的中线上。定位孔1221内可拆插装有螺套1222，螺套1222的外周上设有与定位孔1221的孔壁上凸设的台阶1223止脱配合的凸肩1224，螺套1222的内壁上设有用于连接紧固螺钉的内螺纹。

主撬体121上还固定有转接插座123，该转接插座123由内接端1231、电缆1232和外接端1233组成，其中内接端1231处于主撬体121的前横梁上、并朝向安装板122布置，内接端1231处于主撬体121上安装的开式控制箱内，即内接端1231上罩设有控制箱的箱体，箱体的处于内接端1231的插接侧的一侧为开口侧，且内接端1231可与机器人的外接插头可拆插拔连接；电缆1232电连接在内接端1231和外接端1233之间，电缆1232以其柔性缆线折弯后固定在主撬体121上；外接端1233处于主撬体121的侧面上、且朝向主撬体121之外布置，该外接端1233可与自动插拔装置1112的电控插头可拆插拔连接。采用滑撬120来进行机器人的承载和运输主要是考虑到：机器人的长高比很大，重心高，输送中倾覆的可能性很大。

输送装置110由两条纵向延伸的工作段111和两条横向延伸的转载段112交替布置的首尾相接而成。工作段111由一系列纵向延伸的输送滚床1111依次串接而成，且两条工作段111的输送方向相互反向，其中一条工作段111自入口向出口依次布置遮蔽工位Ⅱ、预处理擦洗工位Ⅲ、自动喷涂工位Ⅳ、晾置工位Ⅴ、手工喷涂工作Ⅵ、流平室晾干工位Ⅶ，另一条工作段111沿输送方向依次分为烘干工位Ⅷ、强冷室工位Ⅸ、去遮蔽工位Ⅹ、下线工位Ⅺ、上线工位Ⅰ。在自动喷涂工位Ⅳ的输送滚床1111上设有定位器及处于输送滚床1111一侧的自动插拔装置1112，该自动插拔装置1112和定位器电连接在同一控制器113上，且自动插拔装置1112上设有可在与所处工位的输送滚床1111相向方向上插拔移动的电控连接器，该电控连接器为电控插头，电控插头传动连接气缸，以通过该气动驱动电控插头插拔移动。每个工位处分别设置有按钮盒，按钮盒内安装有自动选择开关、手动选择开关、放行按钮、急停按，在自动状态时，工件直接进入下一工位；在手动时，需要放行确认后，按动放行按钮才能进入下一工位。控制器113采用PLC控制装置，配置通讯口，可直接与变频器进行通讯控制，现场操作箱采用I/O模块，通过耦合器可直接跟PLC控制器113进行控制，PLC控制器113所处的主控柜设置触摸屏，可显示设备的状态，及故障信息，报警帮助信息。处于预处理擦洗工位处的控制器113与涂装生产线进行连锁，当工件进入喷涂区，定位好后，给出喷涂信号，喷涂完成之后，工件方可进入到下一工位。处于烘干工位的控制器113与烘房加热系统连锁，当加热区温度正常时，工件进入，烘干冷却时间到后，工件排出。两处控制器113还与车间消防系统进行连锁，当有火警信号时，切断设备电源。

该涂装生产线的工作原理是：从上件工位I将装配调试完成后需要喷漆的机器人转运到滑撬120上，并将机器人与滑撬120固定在一起，同时将机器人的电源线和控制线插头与滑撬120的转换插座的内接端插头相连。由控制器113控制实现滑撬120输送系统各设备的运行。通过移行机1121运送到工位II的输送滚床1111上进行遮蔽作业，依次将载有机器人的滑撬120运送到工位III的输送滚床1111上进行预处理擦洗，运送到喷漆室首先用喷涂机器人116对需要喷漆的机器人在自动喷涂工位IV进行自动喷涂，经晾置工位V后到手动喷涂工位VI进行人工补漆。为了实现机器人表面的全部喷漆，需要变换和调整机器人的姿态，这就需要给机器人供电，实现电源插头的自动插拔，提高工作效率。同时滑撬120上有与自动插拔装置1112配合使用的转接插座123的外接端1233以及与机器人连接的内接端1231。在自动喷涂工位IV和人工补漆工位V，输送装置110的输送滚床1111上安装有定位器，用于滑撬120输送到位后的定位。然后自动插拔装置1112动作，带动另一端与控制柜相连的电源插头插入滑撬120上与其配合的插头内，自动完成需要喷涂机器人116的通电并操作机器人调整姿势，完成喷漆工作，再调整回原来的姿态。在喷漆和烘干工位，由于工作环境恶劣，输送机的驱动装置都布置在室体外部。链式输送机采用配重进行张进。由于输送的机器人工件重量大，双链式输送机有专门承重的承载轨道，双链式输送机只是推动滑撬120运行。滑撬120的结构既可以满足纵向输送，又可以实现横向输送。输送到流平室VII进行晾干，再通过升降滚床114输送进入L形布置的烘干工位VIII内的双链式输送机上进行烘干，再通过升降滚床114输送到强冷室IX的输送滚床1111上进行冷却，冷却后的机器人输送到工位X进行去遮蔽工作，再到下线工位XI将机器人与滑撬120分离，将完成喷漆的机器人转运到线下，完成一个机器人的喷漆作业循环。

在上述实施例中，可拆定位结构对应多种规格的机器人底盘的定位，在其他实施例中，该可拆定位结构也可以专用于特定型号的机器人底盘的定位。

在其他实施例中，由定位孔及其内安装的螺套组成的可拆定位结构中，定位孔可用定位销或定位螺柱代替，乃至于用快速夹具、卡扣连接装置等代替。

在其他实施例中，自动插拔装置也可以用手动的插拔装置替换，即通过手动插拔的方式实现输送线外插头和滑撬上插座的连接。

在其他实施例中，滑撬上的转接插座的内、外接端之间也可以用电路板等连接。

Claims (10)

1.机器人涂装生产线，包括输送装置及其上沿输送方向移动装配的滑撬，输送装置的输送行程中具有用于对工件喷漆的喷漆工位，其特征在于，滑撬的撬体上固定有安装板和转接插座，安装板的顶面上设有用于与机器人底盘的底面面接触承托配合的承托平面，转接插座的一端为用于与机器人电连接的内接端、另一端为用于与内接端电连接的外接端；输送装置的一侧设有处于喷漆工位的电控连接器，电控连接器用于可拆插拔连接在滑撬的主撬体上的转接插座的外接端，电控连接器上连接有驱动其移动的插拔驱动装置。

2.根据权利要求1所述的机器人涂装生产线，其特征在于，喷漆工位具有沿输送装置的输送方向依次布置的自动喷漆工位和手动补漆工位，自动喷漆工位设有处于输送装置一侧的喷漆机器人，手动补漆工位设有供补漆工人站立的补漆操作位。

3.根据权利要求2所述的机器人涂装生产线，其特征在于，自动喷漆工位和手动补漆工位之间设有晾置工位，晾置工位具有供工件晾置的晾置空间。

4.根据权利要求1所述的机器人涂装生产线，其特征在于，输送装置的输送行程中还设有处于输送装置的输送方向上喷漆工位下游的流平室工位和烘干工位，流平室工位具有供滑撬在输送装置带动下通过的流平室，烘干工位设有供滑撬在输送装置带动下通过的烘干室。

5.根据权利要求1所述的机器人涂装生产线，其特征在于，喷漆工位还设有供滑撬在输送装置带动下通过的喷漆室，喷漆室上连接有送风管道和/或排风管道和/或废气处理装置。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的机器人涂装生产线，其特征在于，输送装置上还设有处于喷漆工位的定位器，定位器和电控连接器电连接在同一控制器上。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的机器人涂装生产线，其特征在于，安装板上设有用于对机器人底盘定位的可拆定位结构，可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔和/或安装板上凸设的定位销和/或安装板上立设固定的定位螺柱。

8.根据权利要求7所述的机器人涂装生产线，其特征在于，可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔，定位孔有两组以上，同组中各定位孔在安装板上的分布位置对应同一底面大小的机器人系列的底盘，不同组定位孔在安装板上的分布位置对应不同底面大小的机器人系列的底盘。

9.根据权利要求8所述的机器人涂装生产线，其特征在于，同组中各定位孔在安装板上沿同一圆周方向间隔布置。

10.根据权利要求7所述的机器人涂装生产线，其特征在于，可拆定位结构包括安装板上开设的定位孔，定位孔内可拆插装有螺套，螺套的外周上设有与定位孔的孔壁上凸设的台阶止脱配合的凸肩，螺套的内壁上设有用于连接紧固螺钉的内螺纹。