CN106824643A - 一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法，属于喷涂设备自动化技术领域。技术方案是：喷涂室包括可透视全封闭喷涂室（1）、回收装备（3）和机器人室（6），喷涂室和烤箱（13）为一体结构；可透视全封闭喷涂室、机器人室和烤箱（13）依次布置在一条直线上，该直线上设有轨道（5）；所述六自由度喷涂机器人（8）上设有L型自动喷涂枪（19）、自动识别系统（20）和机器人自动除尘装置（21），与工件运送车上的工件（24）匹配。本发明配套进行自动化的行走、翻转、自动喷涂、烘烤，一体化完成工件的喷涂，特别适用于风电机风车、叶片及大型异形工件的喷涂，实现智能自动喷涂，避免影响身体健康，不会造成环境污染等，减少材料消耗，提高产品质量。

Description

一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法
技术领域
本发明涉及一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法，属于特种工件喷涂设备自动化技术领域。
背景技术
目前，国内喷涂设备大多是人工喷涂，或采用三轴机器人喷涂设备进行喷涂，喷涂管件大多是标准管件。针对大型和异形工件，现有的喷涂自动化设备存在着难以解决的技术难题，不能完成大型和异形工件的自动喷涂，只好采用人工进行喷涂，影响人体健康，产品质量难以保证，并且造成物料的极大浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种六自由度机器人的喷涂设备及喷涂方法，实现自动喷涂，避免影响身体健康，不会造成环境污染等，减少材料消耗，提高产品质量，解决背景技术存在的上述问题。
本发明的技术方案为：
一种六自由度机器人的喷涂设备，喷涂室包括可透视全封闭喷涂室、回收装备和机器人室，喷涂室和烤箱为一体结构；可透视全封闭喷涂室、机器人室和烤箱依次布置在一条直线上，该直线上设有轨道，轨道分为四段，第一段轨道位于可透视全封闭喷涂室外，第二段轨道位于可透视全封闭喷涂室和机器人室内，并与烤箱前门相连接，第三段轨道位于烤箱内，第四段轨道位于烤箱后门外；可透视全封闭喷涂室与回收装备并列布置，回收装备设有吸尘装置；
可透视全封闭喷涂室设有左右开合的自动门，自动门位于第一段轨道与第二段轨道之间；机器人室设有机器人行走车，机器人行走车上设有六自由度喷涂机器人，六自由度喷涂机器人匹配设置自动除尘装置；机器人室的侧边设有机器人室全封闭式出入门；
烤箱的前后两面分别设有烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第二段轨道与第三段轨道之间；后面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第三段轨道与第四段轨道之间；第四段轨道匹配设置衔接装置；
轨道上设有工件运送车，工件运送车带翻转、刹车功能，在轨道上自动运行；工件运送车包含工件运送车后车体、工件翻转装置、长度调节伸缩装置和工件运送车前车体，在工件运送车后车体和工件运送车前车体之间设有长度调节伸缩装置，根据工件长度调整工件运送车后车体和工件运送车前车体之间的距离，工件运送车后车体和工件运送车前车体上分别设置工件翻转装置，工件的两端分别设置在工件运送车后车体和工件运送车前车体的工件翻转装置上；
所述六自由度喷涂机器人上设有L型自动喷涂枪、自动识别系统和机器人自动除尘装置，与工件运送车上的工件匹配；
可透视全封闭喷涂室、机器人室和烤箱顶部设有顶部滑道，顶部滑道通过辊轮装置匹配设置顶部自动门；顶部自动门下面设有工件搬运装置，工件搬运装置包括相对布置的L型手臂一和L型手臂二，L型手臂一的上端固定在顶部自动门上，下端部设有工件叉取叉一，L型手臂二的上端部设有辊轮移动装置，顶部滑道上设有轨道凹槽，辊轮移动装置匹配在轨道凹槽内；工件搬运装置通过工件叉取叉一和工件叉取叉二插取工件，搬运工件在喷涂室移动。
所述回收装备顶部吊装吸尘装置；工件叉取叉一和工件叉取叉二均为三根叉结构。
所述烤箱内设有加热管。
一种六自由度机器人的喷涂方法，采用上述一种六自由度机器人的喷涂设备，对工件进行喷涂；包含如下步骤：
工件运送车共有三台，第一台工件运送车在自动门外的第一段轨道上，运送工件至自动门，自动门打开，工件搬运装置将工件搬运到喷涂室内第二段轨道上的第二台工件运送车上，从可透视全封闭喷涂室运送至机器人室，机器人室内，机器人行走车带动六自由度喷涂机器人左右移动，六自由度喷涂机器人上的L型自动喷涂枪、自动识别系统和机器人自动除尘装置，完成对工件喷涂。第二台工件运送车上的工件翻转装置翻转工件，配合六自由度喷涂机器人对工件喷涂；
完成喷涂后的工件，被工件搬运装置移动到烤箱内，通过智能自动烤箱门，放置在第三段轨道上的第三台工件运送车上，对工件进行烘烤加热；
完成烘烤加热后的工件被工件搬运装置移动到第四段轨道上的衔接装置上，完成整个喷涂工作。
本发明有益效果：配套进行自动化的行走、翻转、自动喷涂、烘烤，一体化完成工件的喷涂，特别适用于风车、叶片及大型异形工件的喷涂，实现自动喷涂，避免影响身体健康，不会造成环境污染等，减少材料消耗，提高产品质量。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例六自由度喷涂机器人与工件运送车配合示意图；
图3为本发明实施例工件运送车结构示意图；
图4为本发明实施例工件搬运装置结构示意图；
图5为本发明实施例工件搬运装置插取工件示意图；
图中：可透视全封闭喷涂室1、自动门2、回收装备3、吸尘装置4、轨道5、机器人室6、机器人行走车7、六自由度喷涂机器人8、自动除尘装置9、机器人室全封闭式出入门10、顶部自动门11、顶部滑道12、烤箱13、加热管14、辊轮装置15、烤箱门全封闭式智能控制上下开启门16、外包装17、衔接装置18、L型自动喷涂枪19、自动识别系统20、机器人自动除尘装置21、工件运送车后车体22、工件翻转装置23、工件24、长度调节伸缩装置25、工件运送车前车体26、L型手臂一27、工件叉取叉一28、辊轮移动装置29、轨道凹槽30、L型手臂二31、工件叉取叉二32。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
一种六自由度机器人的喷涂设备，喷涂室包括可透视全封闭喷涂室1、回收装备3和机器人室6，喷涂室和烤箱13为一体结构；可透视全封闭喷涂室1、机器人室6和烤箱13依次布置在一条直线上，该直线上设有轨道5，轨道5分为四段，第一段轨道位于可透视全封闭喷涂室1外，第二段轨道位于可透视全封闭喷涂室1和机器人室6内，第三段轨道位于烤箱13内，第四段轨道位于烤箱13外；可透视全封闭喷涂室1与回收装备3并列布置，回收装备3设有吸尘装置4；
可透视全封闭喷涂室1设有左右开合的自动门2，自动门2位于第一段轨道与第二段轨道之间；机器人室6设有机器人行走车7，机器人行走车7上设有六自由度喷涂机器人8，六自由度喷涂机器人8匹配设置自动除尘装置9；机器人室6的侧边设有机器人室全封闭式出入门10；
烤箱13的前后两面分别设有烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第二段轨道与第三段轨道之间；后面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门16位于第三段轨道与第四段轨道之间；第四段轨道匹配设置衔接装置18；
轨道5上设有工件运送车，工件运送车带翻转、刹车功能，在轨道5上自动运行；工件运送车包含工件运送车后车体22、工件翻转装置23、长度调节伸缩装置25和工件运送车前车体26，在工件运送车后车体22和工件运送车前车体26之间设有长度调节伸缩装置25，根据工件长度调整工件运送车后车体22和工件运送车前车体26之间的距离，工件运送车后车体22和工件运送车前车体26上分别设置工件翻转装置23，工件24的两端分别设置在工件运送车后车体22和工件运送车前车体26的工件翻转装置23上；
所述六自由度喷涂机器人8 上设有L型自动喷涂枪19、自动识别系统20和机器人自动除尘装置21，与工件运送车上的工件24匹配；
可透视全封闭喷涂室1、机器人室6和烤箱13顶部设有顶部滑道12，顶部滑道12通过辊轮装置15匹配设置顶部自动门11；顶部自动门11下面设有工件搬运装置，工件搬运装置包括相对布置的L型手臂一27和L型手臂二31，L型手臂一27的上端固定在顶部自动门11上，下端部设有工件叉取叉一28，L型手臂二31的上端部设有辊轮移动装置29，顶部滑道12上设有轨道凹槽30，辊轮移动装置29匹配在轨道凹槽30内；工件搬运装置通过工件叉取叉一28和工件叉取叉二32插取工件，搬运工件24在喷涂室1移动。
回收装备3顶部吊装吸尘装置4；工件叉取叉一28和工件叉取叉二32均为三根叉结构。
烤箱13内设有加热管14。
一种六自由度机器人的喷涂方法，包含如下步骤：
采用上述一种六自由度机器人的喷涂设备，对工件进行喷涂；
工件运送车共有三台，第一台工件运送车在自动门2外的第一段轨道上，运送工件至自动门2，自动门2打开，工件搬运装置将工件搬运到喷涂室内第二段轨道上的第二台工件运送车上，从可透视全封闭喷涂室1运送至机器人室6，机器人室6内，机器人行走车7带动六自由度喷涂机器人8左右移动，六自由度喷涂机器人8 上的L型自动喷涂枪19、自动识别系统20和机器人自动除尘装置21，完成对工件喷涂。第二台工件运送车上的工件翻转装置23翻转工件，配合六自由度喷涂机器人8对工件喷涂；
完成喷涂后的工件，被工件搬运装置通过烤箱门全封闭式智能控制上下开启门16移动到烤箱13内，放置在第三段轨道上的第三台工件运送车上，对工件进行烘烤加热；
完成烘烤加热后的工件被工件搬运装置移动到第四段轨道上的衔接装置18上，完成整个喷涂工作。
本实施例用于风车、叶片及大型异形工件的喷涂。
喷涂室分为可透视全封闭喷涂室1、回收装备3、机器人室6，同烤箱13形成一体，烤箱13为双开门，装有双层夹层结构的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门16，烤箱13的宽度为机器人室6宽度的2/3，顶部装有与烤箱结构件相匹配的轨道凹槽30，轨道上装有工件搬运装置，通过顶部自动门11带动工件搬运装置移动。
烤箱13为双开门，烤箱13的前后两面分别设有烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第二段轨道与第三段轨道之间；后面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门16位于第三段轨道与第四段轨道之间；工件前面进后面出；整个喷涂室为三开门，前面进料使用自动门2，正对位置设置前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，侧边的机器人室全封闭式出入门10为维修进出门，可以观察机器人的工作，顶部自动门11为工件吊装门。
回收装备3装在喷涂室的侧面，除自动吸附外，顶部外挂一排吸尘装置4，将吸附的风及料，送入顶部管道后排放至回收装备。
喷涂工件24在轨道上自动运行并有翻转、刹车功能，喷涂室内轨道同烤箱内轨道在同一条直线上，烤箱13的两个烤箱门全封闭式智能控制上下开启门均设有轨道自动分开装置和衔接装置18，实现轨道的自动断开和闭合。
六自由度喷涂机器人8放置在机器人行走车7上，根据工件的喷涂自动识别移动方向，完成自动滑行，实现六自由度喷涂机器人8连续全方位的喷涂，并同工件运送车联动，使工件能够360度翻转喷涂。
可透视全封闭喷涂室1顶部装有顶部自动门11，可全部开启，大型产品可以从顶部自由出入；烤箱13外墙除保温措施外，还装有双层夹层结构，采用的中隔热外封闭装置措施。
整体外形为刀把形状：烤箱的宽度为喷涂室宽度的2/3，多出了机器人通道和回收装备3，喷涂室与烤箱整体形成了一个刀把型结构；喷涂室和烤箱的外包装17采用高于喷涂室及烤箱0.4米的包装，全部包装在内；喷涂室和烤箱的轨道长度总和是整个轨道的1/2，从工件进料在喷涂室外的同工件运送车上摆布，喷涂室内喷涂、烤箱出炉，工件正常推出，三台同工件运送车同时使用，形成了装料、喷件、出件的自控联动系统。
顶部自动门11上设有两套工件搬运装置，工件在喷涂室与烤箱之间搬运时，一套工件搬运装置在喷涂室内将工件插起，同烤箱内的工件搬运装置配合，将工件送入烤箱内；当顶部自动门11在可透视全封闭喷涂室1上方，向炉内方向运行时，顶部工件搬运装置与烤箱内工件搬运装置一起配合，向烤箱内运行，当顶部自动门11运行到烤箱内中间时，运行动作结束，完成向烤箱内运送工件的工作。

Claims (6)

1.一种六自由度机器人的喷涂设备，其特征在于喷涂室包括可透视全封闭喷涂室（1）、回收装备（3）和机器人室（6），喷涂室和烤箱（13）为一体结构；可透视全封闭喷涂室（1）、机器人室（6）和烤箱（13）依次布置在一条直线上，该直线上设有轨道（5），轨道（5）分为四段，第一段轨道位于可透视全封闭喷涂室（1）外，第二段轨道位于可透视全封闭喷涂室（1）和机器人室（6）内，第三段轨道位于烤箱（13）内，第四段轨道位于烤箱（13）外；可透视全封闭喷涂室（1）与回收装备（3）并列布置，回收装备（3）设有吸尘装置（4）；
可透视全封闭喷涂室（1）设有左右开合的自动门（2），自动门（2）位于第一段轨道与第二段轨道之间；机器人室（6）设有机器人行走车（7），机器人行走车（7）上设有六自由度喷涂机器人（8），六自由度喷涂机器人（8）匹配设置自动除尘装置（9）；机器人室（6）的侧边设有机器人室全封闭式出入门（10）；
烤箱（13）的前后两面分别设有烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第二段轨道与第三段轨道之间；后面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门（16）位于第三段轨道与第四段轨道之间；第四段轨道匹配设置衔接装置（18）；
轨道（5）上设有工件运送车，工件运送车带翻转、刹车功能，在轨道（5）上自动运行；工件运送车包含工件运送车后车体（22）、工件翻转装置（23）、长度调节伸缩装置（25）和工件运送车前车体（26），在工件运送车后车体（22）和工件运送车前车体（26）之间设有长度调节伸缩装置（25），根据工件长度调整工件运送车后车体（22）和工件运送车前车体（26）之间的距离，工件运送车后车体（22）和工件运送车前车体（26）上分别设置工件翻转装置（23），工件（24）的两端分别设置在工件运送车后车体（22）和工件运送车前车体（26）的工件翻转装置（23）上；
所述六自由度喷涂机器人（8）上设有L型自动喷涂枪（19）、自动识别系统（20）和机器人自动除尘装置（21），与工件运送车上的工件（24）匹配；
可透视全封闭喷涂室（1）、机器人室（6）和烤箱（13）顶部设有顶部滑道（12），顶部滑道（12）通过辊轮装置（15）匹配设置顶部自动门（11）；顶部自动门（11）下面设有工件搬运装置，工件搬运装置包括相对布置的L型手臂一（27）和L型手臂二（31），L型手臂一（27）的上端固定在顶部自动门（11）上，下端部设有工件叉取叉一（28），L型手臂二（31）的上端部设有辊轮移动装置（29），顶部滑道（12）上设有轨道凹槽（30），辊轮移动装置（29）匹配在轨道凹槽（30）内；工件搬运装置通过工件叉取叉一（28）和工件叉取叉二（32）插取工件，搬运工件（24）在喷涂室（1）移动。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度机器人的喷涂设备，其特征在于：所述回收装备（3）顶部吊装吸尘装置（4）；工件叉取叉一（28）和工件叉取叉二（32）均为三根叉结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种六自由度机器人的喷涂设备，其特征在于：所述烤箱（13）内设有加热管（14）。
4.一种六自由度机器人的喷涂方法，采用上述一种六自由度机器人的喷涂设备，对工件进行喷涂；其特征在于包含如下步骤：
工件运送车共有三台，第一台工件运送车在自动门（2）外的第一段轨道上，运送工件至自动门（2），自动门（2）打开，工件搬运装置将工件搬运到喷涂室内第二段轨道上的第二台工件运送车上，从可透视全封闭喷涂室（1）运送至机器人室（6），机器人室（6）内，机器人行走车（7）带动六自由度喷涂机器人（8）左右移动，六自由度喷涂机器人（8） 上的L型自动喷涂枪（19）、自动识别系统（20）和机器人自动除尘装置（21），完成对工件喷涂；第二台工件运送车上的工件翻转装置（23）翻转工件，配合六自由度喷涂机器人（8）对工件喷涂；
完成喷涂后的工件，被工件搬运装置移动到烤箱（13）内，放置在第三段轨道上的第三台工件运送车上，对工件进行烘烤加热；
完成烘烤加热后的工件被工件搬运装置移动到第四段轨道上的衔接装置（18）上，完成整个喷涂工作。
5.根据权利要求4所述的一种六自由度机器人的喷涂方法，其特征在于：所述烤箱（13）为双开门，烤箱（13）的前后两面分别设有烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门位于第二段轨道与第三段轨道之间；后面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门（16）位于第三段轨道与第四段轨道之间；工件前面进后面出；整个喷涂室为三开门，前面进料使用自动门（2），正对位置设置前面的烤箱门全封闭式智能控制上下开启门，侧边的机器人室全封闭式出入门（10）为维修进出门，可以观察机器人的工作，顶部自动门（11）为工件吊装门。
6.根据权利要求4所述的一种六自由度机器人的喷涂方法，其特征在于：所述顶部自动门（11）上设有两套工件搬运装置，工件在喷涂室与烤箱之间搬运时，一套工件搬运装置在喷涂室内将工件插起，同烤箱内的工件搬运装置配合，将工件送入烤箱内；当顶部自动门（11）在可透视全封闭喷涂室（1）上方，向炉内方向运行时，顶部工件搬运装置与烤箱内工件搬运装置一起配合，向烤箱内运行，当顶部自动门（11）运行到烤箱内中间时，运行动作结束，完成向烤箱内运送工件的工作。
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