CN107139185A - 一种机器人玻璃涂漆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人玻璃涂漆手爪，其中，一绿色协同机器人，绿色协同机器人的机械臂上设置有一玻璃涂漆手爪，通过玻璃涂漆手爪实现涂漆作业，机械臂内设有振动传感器，振动传感器用于检测机械臂的受力，当机械臂受力大于预设值时绿色协同机器人停止工作；一涂漆控制器和供漆装置，涂漆控制器与绿色协同机器人的底座固定连接，供漆装置为玻璃涂漆手爪供漆，涂漆控制器控制供漆装置；两玻璃工装，两玻璃工装分别设置在绿色协同机器人的两侧，两玻璃工装用于夹持待涂漆玻璃.本发明通过振动传感器的设置实现涂漆过程中受到震动停止工作，因此能够设置在开放式的场地内，具有较强的安全性能。

Description

一种机器人玻璃涂漆系统

技术领域

本发明涉及玻璃涂漆的技术领域，尤其涉及一种玻璃涂漆手爪。

背景技术

喷漆玻璃，也叫烤漆玻璃，涂漆玻璃，包括喷涂用于对玻璃四周进行清洁的清漆以及保证之后涂的玻璃粘接胶与玻璃充分粘合的底漆。喷漆玻璃以及其他一些需要进行表面处理的玻璃需要通过机器人进行自动化的涂漆作业。然而市场上现有的设备价格高昂、结构复杂、无浮动结构，并且设备后续维护成本高。因此很多情况还是人工进行涂覆。

发明内容

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种机器人玻璃涂漆系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种机器人玻璃涂漆系统，其中，包括：一绿色协同机器人，所述绿色协同机器人的机械臂上设置有一玻璃涂漆手爪，通过所述玻璃涂漆手爪实现涂漆作业，所述机械臂内设有振动传感器，所述振动传感器用于检测所述机械臂的受力，当所述机械臂受力大于预设值时所述绿色协同机器人停止工作；一涂漆控制器和供漆装置，所述涂漆控制器与所述绿色协同机器人的底座固定连接，所述供漆装置为所述玻璃涂漆手爪供漆，所述涂漆控制器控制所述供漆装置；两玻璃工装，两所述玻璃工装分别设置在所述绿色协同机器人的两侧，两所述玻璃工装用于夹持待涂漆玻璃；所述玻璃涂漆手爪包括：一手爪支架，所述手爪支架与所述机械臂固定连接，所述手爪支架的一侧设置有一相机，所述相机的下侧固定有一相机光源；两针筒支架，两所述针筒支架设置在所述手爪支架的另一侧，每一所述针筒支架上分别夹持有一针筒，所述针筒的下端固定有毛刷头；若干浮动导向杆，每一所述针筒支架与所述手爪支架之间通过若干所述浮动导向杆相连接。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，所述手爪支架为一体式结构，所述手爪支架呈“Z”字型，所述手爪支架包括：一支架固定板，所述支架固定板水平设置；一相机固定板，所述相机固定板竖直设置，所述相机固定板的上端与所述支架固定板的一端固定连接，所述相机固定板的下侧的侧面固定有所述相机，所述相机和所述支架固定板位于同一侧；一针筒固定板，所述针筒固定板水平设置，所述针筒固定板的一端与所述相机固定板的下端固定连接，所述针筒固定板位于所述相机固定板相对于所述支架固定板的另一侧，所述针筒固定板与若干所述浮动导向杆可滑动连接。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，每一所述浮动导向杆均包括：一导向杆，所述导向杆的上侧贯穿所述针筒固定板，所述导向杆与所述针筒固定板可滑动连接，所述导向杆的上端形成有一限位块，所述导向杆的下端与所述针筒支架固定连接；一弹簧，所述弹簧套设在所述导向杆上，所述弹簧的上端与所述限位块固定连接，所述弹簧的下端与所述针筒支架固定连接。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，所述针筒固定板相对于所述相机固定板的另一端的宽度方向的两侧分别具有一侧板，每一所述侧板的下方均设置有一所述针筒支架，每一所述针筒支架与所述侧板之间均通过若干所述导向杆相连接。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，每一所述针筒支架与所述侧板之间均通过两所述导向杆相连接。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，两所述针筒之间呈一锐角，两所述针筒的所述毛刷头朝下设置，通过所述机械臂的旋转使一所述针筒的毛刷头竖直向下实现刷漆，通过所述机械臂的旋转切换两所述针筒。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，两所述针筒分别为清漆筒和底漆筒，所述相机为2D相机。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，每一所述玻璃工装均包括：一底座和一转台，所述转台与所述底座固定连接；两限位板，所述转台的两侧分别设置有一限位板，两所述限位板与所述转台可转动连接，两所述限位板可转动至所述转台的下侧。

上述的机器人玻璃涂漆系统，其中，所述涂漆控制系统所述控制供漆装置向所述玻璃涂漆手爪脉冲式供漆。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明通过振动传感器的设置实现涂漆过程中受到震动停止工作，因此能够设置在开放式的场地内，具有较强的安全性能，同时具有结构简单、成本低、易维护的优势。

(2)本发明通过两针筒的设置能够实现自动化的涂漆，通过旋转手爪的角度能够实现针筒之间的替换，通过浮动的针筒使得针筒能够相对于玻璃保持恒定的压力，防止针筒与玻璃之间的压力过大造成碎裂。

附图说明

图1是本发明的机器人玻璃涂漆系统的立体图。

图2是本发明的机器人玻璃涂漆系统的涂漆玻璃手爪的立体图。

图3是本发明的机器人玻璃涂漆系统的玻璃工装的立体图。

附图中：1、绿色协同机器人；2、玻璃涂漆手爪；3、玻璃工装；31、底座；32、转台；321、套筒；322、转轴；323、夹持台；324、吸盘；33、限位板；21、手爪支架；211、支架固定板；212、相机固定板；213、针筒固定板；2131、侧板；214、加强筋；22、相机；23、相机光源；24、针筒支架；25、针筒；251、毛刷头；26、浮动导向杆；261、导向杆；262、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明的机器人玻璃涂漆系统的立体图，图2是本发明的机器人玻璃涂漆系统的涂漆玻璃手爪的立体图，请参见图1、图2所示，示出了一种较佳实施例的机器人玻璃涂漆系统，包括：一绿色协同机器人1，绿色协同机器人1的机械臂11上设置有一玻璃涂漆手爪2，通过玻璃涂漆手爪2实现涂漆作业，机械臂11内设有振动传感器(图中未示出)，振动传感器用于检测机械臂11的受力，当机械臂11的受力大于预设值时绿色协同机器人1停止工作。

此外，作为一种较佳的实施例，机器人玻璃涂漆系统还包括：一涂漆控制器(图中未示出)和供漆装置(图中未示出)，涂漆控制器与绿色协同机器人1的底座固定连接，供漆装置为玻璃涂漆手爪2供漆，涂漆控制器控制供漆装置。

另外，作为一种较佳的实施例，机器人玻璃涂漆系统还包括：两玻璃工装3，两玻璃工装3分别设置在绿色协同机器人1的两侧，两玻璃工装3用于夹持待涂漆玻璃。

进一步，作为一种较佳的实施例，玻璃涂漆手爪2包括：一手爪支架21，手爪支架21与机器人1的机械臂11固定连接，手爪支架21的一侧设置有一相机22，相机22的下侧固定有一相机光源23。

更进一步，作为一种较佳的实施例，玻璃涂漆手爪2还包括：两针筒支架24，两针筒支架24设置在手爪支架21的另一侧，每一针筒支架24上分别夹持有一针筒25，针筒25的下端固定有毛刷头251。通过毛刷头251将针筒25内的漆均匀地刷在玻璃上。

在进一步，作为一种较佳的实施例，玻璃涂漆手爪2还包括：若干浮动导向杆26，每一针筒支架24与手爪支架21之间通过若干浮动导向杆26相连接。

此外，作为一种较佳的实施例，手爪支架21为一体式结构，手爪支架21呈“Z”字型，手爪支架21包括：一支架固定板211，支架固定板211水平设置。通过支架固定板211将机器人玻璃涂漆系统与机械臂固定连接。

另外，作为一种较佳的实施例，手爪支架21还包括：一相机固定板212，相机固定板212竖直设置，相机固定板212的上端与支架固定板211的一端固定连接，相机固定板212的下侧的侧面固定有相机22，相机22和支架固定板211位于同一侧。

另一方面，作为一种较佳的实施例，手爪支架21还包括：一针筒固定板213，针筒固定板213水平设置，针筒固定板213的一端与相机固定板212的下端固定连接，针筒固定板213位于相机固定板212相对于支架固定板211的另一侧，针筒固定板213与若干浮动导向杆26可滑动连接。

还有，作为一种较佳的实施例，每一浮动导向杆26均包括：一导向杆261，导向杆261的上侧贯穿针筒固定板213，导向杆261与针筒固定板213可滑动连接，导向杆261的上端形成有一限位块，导向杆261的下端与针筒支架24固定连接。导向杆261能够相对于针筒固定板213上下滑动。

此外，作为一种较佳的实施例，每一浮动导向杆26还包括：一弹簧262，弹簧262套设在导向杆261上，弹簧262的上端与限位块固定连接，弹簧262的下端与针筒支架24固定连接。通过弹簧262使得导向杆261能够在针筒25受力的情况下向上浮动，从而避免待刷漆玻璃上受到过大的力，当针筒25的受力消失时，弹簧262又能够使导向杆261回复原位。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1、图2所示。针筒固定板213相对于相机固定板212的另一端的宽度方向的两侧分别具有一侧板2131，每一侧板2131的下方均设置有一针筒支架24，每一针筒支架24与侧板2131之间均通过若干导向杆261相连接。

本发明的进一步实施例中，每一针筒支架24与侧板2131之间均通过两导向杆261相连接，优选地，两导向杆261分别位于一针筒支架24的两侧，使针筒支架24受到针筒25向上的力时能够保持两侧的平衡，并且通过两导向杆251的浮动实现针筒25在一定角度上的自由性，即针筒25能够在如图1中的左右方向进行一定的摆动，从而能够适应某些待涂漆玻璃的不规则的表面形状。

本发明的进一步实施例中，相机固定板212和针筒固定板213之间还设有加强筋214，加强筋214优选采用斜撑的结构，斜撑的一端与相机固定板212的中部固定连接，斜撑的另一端与针筒固定板213的中部固定连接。

本发明的进一步实施例中，两针筒25之间呈一锐角，两针筒25的毛刷头251朝下设置，通过调整手爪支架21的角度从而使得两针筒25的其中一个竖直向下，实现在两种漆之间的快速切换的功能。两针筒25之间具体张开的角度可根据实际情况具体设置。

本发明的进一步实施例中，两针筒25分别为清漆筒和底漆筒。

本发明的进一步实施例中，相机22为2D相机。

图3是本发明的机器人玻璃涂漆系统的玻璃工装的立体图，请继续参见图1、图3所示。

本发明的进一步实施例中，每一玻璃工装3均包括：一底座31和一转台32以及两限位板33，转台32与底座31固定连接，转台32的两侧分别设置有一限位板33，两限位板33与转台32可转动连接，两限位板33可转动至转台32的下侧。

本发明的进一步实施例中，转台32包括：一套筒321、一转轴322和一夹持台323，套筒321的下端与底座31固定连接，转轴322设置于套筒321的内部，转轴322的下侧与套筒321可转动连接，转轴322的上侧突出于套筒321，一夹持台323，转轴322的上端固定有夹持台323，夹持台232上设置有若干用于吸附玻璃的吸盘324，通过吸盘324的吸附力实现对玻璃的夹持。

本发明的进一步实施例中，夹持台323的采用矩形框架结构，夹持台323的一侧的桁材向外延伸与限位板33铰接，实现限位板33的折叠功能。

本发明的进一步实施例中，玻璃工装3具有自动-人工的切换功能，当绿色协同机器人1工作时，玻璃工装3的转动锁定，使绿色协同机器人1具有一个固定的工作范围，通过限位板33实现玻璃在玻璃工装3上的限位，使绿色协同机器人1能够准确地抓取玻璃上的位置，实现对玻璃的精确涂漆。而当绿色协同机器人1停止工作时，玻璃工装3转动解锁，玻璃工装3能够转动，方便人工涂漆时转换玻璃的位置和方向。

本发明的进一步实施例中，涂漆控制系统控制供漆装置向玻璃涂漆手爪2脉冲式供漆。通过脉冲式供漆使涂漆时的出漆量相同，从而实现涂漆的精确控制。当机械臂11的受力超过预设值时，绿色协同机器人1停止工作，涂漆控制系统暂停供漆。

本发明的进一步实施例中，当机械臂11的受力或受震动较小地超过预设值时，绿色协同机器人1可暂停工作一段时间后继续运行；而当当机械臂11的受力或受震动较大地超过预设值时，绿色协同机器人1可直接关机。

本发明的进一步实施例中，由于绿色协同机器人1在受外力的影响时会停止工作，具体可能包括在涂漆时受到玻璃的反作用力、或有工作人员进入场地后的误触碰等，都能够出发绿色协同机器人1的停工，因此具有较强的安全性，场地上不需要设置安全围栏，减少占地面积。

本发明的进一步实施例中，绿色协同机器人1能实现机器人玻璃涂漆系统的人机协同作业，让绿色协同机器人1来完成对人有伤害的涂漆作业，而由人来完成清漆与底漆涂覆的质量确认。因为清漆底漆涂覆后极易挥发，不易进行自动化质量检测。

此外，由于汽车玻璃存在弧度，一般情况下需要采用3D视觉系统进行定位或工装夹具精定位，而本发明则采用2D视觉定位系统结合能够上下浮动的玻璃涂漆手爪2替代现有的3D定位系统，可以在很大程度上降低系统成本。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，包括：

一绿色协同机器人，所述绿色协同机器人的机械臂上设置有一玻璃涂漆手爪，通过所述玻璃涂漆手爪实现涂漆作业，所述机械臂内设有振动传感器，所述振动传感器用于检测所述机械臂的受力，当所述机械臂受力大于预设值时所述绿色协同机器人停止工作；

一涂漆控制器和供漆装置，所述涂漆控制器与所述绿色协同机器人的底座固定连接，所述供漆装置为所述玻璃涂漆手爪供漆，所述涂漆控制器控制所述供漆装置；

两玻璃工装，两所述玻璃工装分别设置在所述绿色协同机器人的两侧，两所述玻璃工装用于夹持待涂漆玻璃；

所述玻璃涂漆手爪包括：

一手爪支架，所述手爪支架与所述机械臂固定连接，所述手爪支架的一侧设置有一相机，所述相机的下侧固定有一相机光源；

两针筒支架，两所述针筒支架设置在所述手爪支架的另一侧，每一所述针筒支架上分别夹持有一针筒，所述针筒的下端固定有毛刷头；

若干浮动导向杆，每一所述针筒支架与所述手爪支架之间通过若干所述浮动导向杆相连接。

2.根据权利要求1所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，所述手爪支架为一体式结构，所述手爪支架呈“Z”字型，所述手爪支架包括：

一支架固定板，所述支架固定板水平设置；

一相机固定板，所述相机固定板竖直设置，所述相机固定板的上端与所述支架固定板的一端固定连接，所述相机固定板的下侧的侧面固定有所述相机，所述相机和所述支架固定板位于同一侧；

一针筒固定板，所述针筒固定板水平设置，所述针筒固定板的一端与所述相机固定板的下端固定连接，所述针筒固定板位于所述相机固定板相对于所述支架固定板的另一侧，所述针筒固定板与若干所述浮动导向杆可滑动连接。

3.根据权利要求2所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，每一所述浮动导向杆均包括：

一导向杆，所述导向杆的上侧贯穿所述针筒固定板，所述导向杆与所述针筒固定板可滑动连接，所述导向杆的上端形成有一限位块，所述导向杆的下端与所述针筒支架固定连接；

一弹簧，所述弹簧套设在所述导向杆上，所述弹簧的上端与所述限位块固定连接，所述弹簧的下端与所述针筒支架固定连接。

4.根据权利要求3所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，所述针筒固定板相对于所述相机固定板的另一端的宽度方向的两侧分别具有一侧板，每一所述侧板的下方均设置有一所述针筒支架，每一所述针筒支架与所述侧板之间均通过若干所述导向杆相连接。

5.根据权利要求4所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，每一所述针筒支架与所述侧板之间均通过两所述导向杆相连接。

6.根据权利要求1所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，两所述针筒之间呈一锐角，两所述针筒的所述毛刷头朝下设置，通过所述机械臂的旋转使一所述针筒的毛刷头竖直向下实现刷漆，通过所述机械臂的旋转切换两所述针筒。

7.根据权利要求6所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，两所述针筒分别为清漆筒和底漆筒，所述相机为2D相机。

8.根据权利要求1所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，每一所述玻璃工装均包括：

一底座和一转台，所述转台与所述底座固定连接；

两限位板，所述转台的两侧分别设置有一限位板，两所述限位板与所述转台可转动连接，两所述限位板可转动至所述转台的下侧。

9.根据权利要求1所述的机器人玻璃涂漆系统，其特征在于，所述涂漆控制系统所述控制供漆装置向所述玻璃涂漆手爪脉冲式供漆。