CN108514974A - 一种多自由度移动式喷漆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于包括：电源支座、电源箱、橡胶套、履带车、电线支撑套、升降架、电线支撑套、电线管道、M6螺栓、M6弹簧垫圈、M6螺母、M8螺栓、M8弹簧垫圈、M8螺母、CCD摄像头、机械臂、导向轮、导向架、喷头。采用双目CCD摄像头观测并定位喷漆位置，行走机构利用履带车实现X、Y三个方向水平自由度的水平移动，连杆式升降台通过气压装置可实现升降带动喷头上下垂直移动，转盘驱动电机、大臂驱动电机、小臂驱动电机可控制喷头转动，实现对工件不同部位的一次装夹喷漆。
Description
技术领域
本发明涉及喷漆设备领域，尤其是涉及一种多自由度移动式喷漆装置。
背景技术
近年来，随着产品表面喷漆质量标准的提高，喷漆设备的性能改进得到了迅速的发展，尤其是具有自动喷漆功能的装置已经在各个工业领域得到广泛的应用，特别是在轻工业产品中，汽车、空调、电视、散热器等家用电器的制造过程中，喷漆质量直接影响了产品的外观及性能，喷漆涂层均匀性，光泽度，表面粗糙度以及油漆节约率对产品的生产成本起到重要的影响。多年来，喷漆技术逐渐从人工喷漆到机械喷漆过渡到自动喷漆、智能化喷漆的阶段，传统的固定式喷漆装置已经难以适应于产量大、节拍快、喷漆质量要求高的工业生产线中。因此研发一种效率高、精度高、适应性强、体积小、自动化程度高、节漆节能的多自由度移动式喷漆装置是目前该技术领域亟待解决的技术问题之一，具有广阔的市场应用价值。
说明书内容
针对以上问题，本发明研发了一种多自由度移动式喷漆装置，该装置具有多自由度能够实现对喷漆头的灵活转动及移动，在作业过程中对零件实现一次装夹完成对不同部位的喷漆任务，并且可通过CCD摄像头对喷漆部位进行图像识别实现精准定位，达到高精度喷涂。
一种多自由度移动式喷漆装置，包括电源支座、电源箱、橡胶套、履带车、电线支撑套、升降架、电线电线支撑套、电线管道、M6螺栓、M6弹簧垫圈、M6螺母、M8螺栓、M8弹簧垫圈、M8螺母、CCD摄像头、机械臂、导向轮、导向架、喷头，其中升降架包括升降台上平台、升降台下平台、升降连杆-1、M10螺栓、气缸、升降连杆-2、滚轮、上销轴、推杆接头、下销轴，机械臂包括转盘驱动电机、大臂驱动电机、机座、转盘外壳、橡胶套-1、转盘、大臂外壳、大臂、小臂端盖-1、橡胶套-2、小臂端盖-2、圆柱销、小臂端盖-3、M12螺栓、M12弹簧垫圈、小臂驱动电机、导杆、气缸连接法兰、小臂，导向轮包括导向轮外端盖、导向轮圈、M8六角螺栓、M8六角螺母、M8弹簧垫圈、M10六角螺栓、轴端挡圈、密封圈、套筒、轴承、M10螺栓、张紧设备壳体、导向轮内端盖、导向轮杆、张紧弹簧、导向轮轴，履带车包括橡胶履带、联轴器、M16螺母、M16弹簧垫圈、M16螺栓、履带连接件、履带支撑平台、M12六角螺栓、M12弹簧垫圈、M12六角螺母、支重轮、M20六角螺栓、M20六角螺母、主动轮、六角圆头螺钉、M6弹簧垫圈、驱动轮轴端挡圈、拖链轮、M5六角螺栓，电源箱内安装蓄电池，能够为整体装置提供动力，并通过螺钉固定在履带支撑平台上，电源线穿入电线管经过电线支撑套进入履带车内与直流电机连接，直流电机通过联轴器驱动主动轮带动履带运动，导向轮起支撑与张紧作用，履带之间通过履带连接件固连，支重轮通过M20六角螺栓、M20六角螺母固定在履带支撑平台的两侧。升降台下平台通过六角螺栓固连在履带支撑平台上，升降连杆-1通过上销轴与升降台下平台连接，升降连杆-2通过下销轴分别与升降连杆-1和升降台上平台连接，气缸通过M10螺栓与升降台下平台连接，气缸推杆通过销轴与升降连杆-2连接，通过推杆的伸缩实现升降台上平台上升与下降，机械臂的转盘通过M6螺栓、M6弹簧垫圈、M6螺母固定在升降台上平台上，转盘驱动电机的主轴通过锥齿轮组带动转盘旋转，大臂驱动电机驱动大臂旋转，小臂驱动电机驱动小臂旋转，CCD摄像头通过螺栓固定在导向架上用于定位喷漆位置，喷枪通过螺纹固定在导向架端部。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的导向轮通过导向轮圈及导向轮杆支撑，导向轮杆为丁字形结构，头部两端安装两个导向轮圈，柄部插入导向轮轴内通过M10螺栓固定，张紧弹簧安装在导向轮杆与导向轮轴之间起缓冲作用。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的升降架采用双级支撑杆共同举升降平台，升降连杆-1通过下销轴与升降台下平台连接，升降连杆-2通过上销轴分别与升降连杆-1和升降台上平台连接，气缸通过M10螺栓与升降台下平台连接，气缸推杆通过销轴与升降连杆-2连接，通过推杆的伸缩实现升降台上平台上升与下降，升举重量大于20公斤。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的转盘驱动电机采用50W直流无刷立式电机40M-R3210A5-E型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动转盘旋转。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的大臂驱动电机采用30W直流无刷卧式电机XD-3420型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动大臂旋转,大臂下端通过销轴与转盘连接，顶端通过销轴与小臂连接，通过大臂驱动电机控制摆动角度。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的小臂驱动电机采用30W直流无刷卧式电机XD-3420型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动小臂旋转。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的小臂的左端通过销轴与大臂连接，右端通过法兰盘与导向架通过螺栓固连，通过小臂驱动电机控制小臂的摆动角度。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的喷头通过螺纹配合旋拧在导向架右端。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述的CCD摄像头通过螺栓固定在导向架上用于定位喷漆位置，采用三角测量法确定喷漆的三维空间位置。
附图说明
下面利用附图来对本发明作进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的总装图主视图；
图2为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的总装图俯视图；
图3为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的升降架主视图；
图4为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的升降架左视图；
图5为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的升降架俯视图；
图6为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的导向轮主视图；
图7为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的导向轮左视图；
图8为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的导向轮俯视图；
图9为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的机械臂主视图；
图10为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的机械臂左视图；
图11为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的机械臂俯视图；
图12为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的履带车主视图；
图13为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的履带车左视图；
图14为本发明的一种多自由度移动式喷漆装置的履带车俯视图。
具体实施方式
如图1至图14所示，一种多自由度移动式喷漆装置包括电源支座（1）、电源箱（2）、橡胶套（3）、履带车（4）、电线支撑套（5）、升降架（6）、电线电线支撑套（7）、电线管道（8）、M6螺栓（9）、M6弹簧垫圈（10）、M6螺母（11）、M8螺栓（12）、M8弹簧垫圈（13）、M8螺母（14）、CCD摄像头（15）、机械臂（16）、导向轮（17）、导向架（18）、喷头（19），其中升降架（6）包括升降台上平台（601）、升降台下平台（602）、升降连杆-1（603）、M10螺栓（604）、气缸（605）、升降连杆-2（606）、滚轮（607）、上销轴（608）、推杆接头（609）、下销轴（610），机械臂（16）包括转盘驱动电机（1601）、大臂驱动电机（1602）、机座（1603）、转盘外壳（1604）、橡胶套-1（1605）、转盘（1606）、大臂外壳（1607）、大臂（1608）、小臂端盖-1（1609）、橡胶套-2（1610）、小臂端盖-2（1611）、圆柱销（1612）、小臂端盖-3（1613）、M12螺栓（1614）、M12弹簧垫圈（1615）、小臂驱动电机（1616）、导杆（1617）、气缸连接法兰（1618）、小臂（1619），导向轮（17）包括导向轮外端盖（1701）、导向轮圈（1702）、M8六角螺栓（1703）、M8六角螺母（1704）、M8弹簧垫圈（1705）、M10六角螺栓（1706）、轴端挡圈（1707）、密封圈（1708）、套筒（1709）、轴承（1710）、M10螺栓（1711）、张紧设备壳体（1712）、导向轮内端盖（1713）、导向轮杆（1714）、张紧弹簧（1715）、导向轮轴（1716），履带车（4）包括橡胶履带（401）、联轴器（402）、M16螺母（403）、M16弹簧垫圈（404）、M16螺栓（405）、履带连接件（406）、履带支撑平台（407）、M12六角螺栓（408）、M12弹簧垫圈（409）、M12六角螺母（410）、支重轮（411）、M20六角螺栓（412）、M20六角螺母（413）、主动轮（414）、六角圆头螺钉（415）、M6弹簧垫圈（416）、驱动轮轴端挡圈（417）、拖链轮（418）、M5六角螺栓（419），电源箱（2）内安装蓄电池，能够为整体装置提供动力通过螺钉固定在履带支撑平台（407）上，电源线穿入电线管经过电线支撑套（5）进入履带车（4）内与直流电机连接，直流电机通过联轴器（402）驱动主动轮（414）带动履带运动，导向轮（17）起支撑与张紧作用，履带之间通过履带连接件（406）固连，支重轮（411）通过M20六角螺栓（412）、M20六角螺母（413）固定在履带支撑平台（407）的两侧。升降台下平台（602）通过六角螺栓固连在履带支撑平台（407）上，升降连杆-1（603）通过下销轴与升降台下平台（602）连接，升降连杆-2（606）通过上销轴分别与升降连杆-1（603）和升降台上平台（601）连接，气缸（605）通过M10螺栓（604）与升降台下平台（602）连接，气缸（605）推杆通过销轴与升降连杆-2（606）连接，通过推杆的伸缩实现升降台上平台（601）上升与下降，机械臂（16）的转盘（1606）通过M6螺栓（9）、M6弹簧垫圈（10）、M6螺母（11）固定在升降台上平台（601）上，转盘驱动电机（1601）的主轴通过锥齿轮组带动转盘（1606）旋转，大臂驱动电机（1602）驱动大臂（1608）旋转，小臂驱动电机（1616）驱动小臂（1619）旋转，CCD摄像头（15）通过螺栓固定在导向架（18）上用于定位喷漆位置，喷头（19）通过螺纹固定在导向架（18）端部。
实施例
如图1至图14所示，本装置首先采用双目CCD摄像头（15）观测及定位喷漆位置，行走机构利用履带车（4）实现X、Y三个方向水平自由度的水平移动，连杆式升降台通过气压装置可实现升降带动喷头（19）上下垂直移动即Z向运动，转盘驱动电机（1601）通过转盘（1606）可带动机械臂（16）及喷头（19）绕Z轴转动，大臂驱动电机（1602）驱动大臂（1608）旋转绕Y轴转动，小臂驱动电机（1616）可控制小臂（1619）旋转带动喷头（19）绕Y轴旋转。
本发明不限于上述实施例，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于包括：电源支座（1）、电源箱（2）、橡胶套（3）、履带车（4）、电线支撑套（5）、升降架（6）、电线电线支撑套（7）、电线管道（8）、M6螺栓（9）、M6弹簧垫圈（10）、M6螺母（11）、M8螺栓（12）、M8弹簧垫圈（13）、M8螺母（14）、CCD摄像头（15）、机械臂（16）、导向轮（17）、导向架（18）、喷头（19），其中升降架（6）包括升降台上平台（601）、升降台下平台（602）、升降连杆-1（603）、M10螺栓（604）、气缸（605）、升降连杆-2（606）、滚轮（607）、销轴（608）、推杆接头（609）、销轴（610），机械臂（16）包括转盘驱动电机（1601）、大臂驱动电机（1602）、机座（1603）、转盘外壳（1604）、橡胶套-1（1605）、转盘（1606）、大臂外壳（1607）、大臂（1608）、小臂端盖-1（1609）、橡胶套-2（1610）、小臂端盖-2（1611）、圆柱销（1612）、小臂端盖-3（1613）、M12螺栓（1614）、M12弹簧垫圈（1615）、小臂驱动电机（1616）、导杆（1617）、气缸连接法兰（1618）、小臂（1619），导向轮（17）包括导向轮外端盖（1701）、导向轮圈（1702）、M8六角螺栓（1703）、M8六角螺母（1704）、M8弹簧垫圈（1705）、M10六角螺栓（1706）、轴端挡圈（1707）、密封圈（1708）、套筒（1709）、轴承（1710）、M10螺栓（1711）、张紧设备壳体（1712）、导向轮内端盖（1713）、导向轮杆（1714）、张紧弹簧（1715）、导向轮轴（1716），履带车（4）包括橡胶履带（401）、联轴器（402）、M16螺母（403）、M16弹簧垫圈（404）、M16螺栓（405）、履带连接件（406）、履带支撑平台（407）、M12六角螺栓（408）、M12弹簧垫圈（409）、M12六角螺母（410）、支重轮（411）、M20六角螺栓（412）、M20六角螺母（413）、主动轮（414）、六角圆头螺钉（415）、M6弹簧垫圈（416）、驱动轮轴端挡圈（417）、拖链轮（418）、M5六角螺栓（419），电源箱（2）内安装蓄电池为整体装置提供动力通过螺钉固定在履带支撑平台（407）上，电源线穿入电线管经过电线支撑套（5）进入履带车（4）内与直流电机连接，直流电机通过联轴器（402）驱动主动轮（414）旋转带动履带运动，导向轮（17）起支撑与张紧作用，履带之间通过履带连接件（406）固连，支重轮（411）通过M20六角螺栓（412）、M20六角螺母（413）螺栓固定在履带支撑平台（407）的两侧，升降台下平台（602）通过六角螺栓固连在履带支撑平台（407）上，升降连杆-1（603）通过销轴与升降台下平台（602）连接，升降连杆-2（606）通过销轴分别与升降连杆-1（603）和升降台上平台（601）连接，气缸（605）通过M10螺栓（604）与升降台下平台（602）连接，气缸（605）推杆通过销轴与升降连杆-2（606）连接，通过推杆的伸缩实现升降台上平台（601）上升与下降，机械臂（16）的转盘（1606）通过M6螺栓（9）、M6弹簧垫圈（10）、M6螺母（11）固定在升降台上平台（601）上，转盘驱动电机（1601）主轴通过锥齿轮组带动转盘（1606）旋转，大臂驱动电机（1602）驱动大臂（1608）旋转，小臂驱动电机（1616）驱动小臂（1619）旋转，CCD摄像头（15）通过螺栓固定在导向架（18）上用于定位喷漆位置，喷头（19）通过螺纹固定在导向架（18）端部。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的导向轮（17）通过导向轮圈（1702）及导向轮杆（1714）支撑，导向轮杆（1714）为丁字形结构，头部两端安装两个导向轮圈（1702），柄部插入导向轮轴（1716）内通过M10螺栓（1711）固定，张紧弹簧（1715）安装在导向轮杆（1714）与导向轮轴（1716）之间起缓冲作用。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的升降架（6）采用双级支撑杆共同举升降平台，升降连杆-1（603）通过销轴与升降台下平台（602）连接，升降连杆-2（606）通过销轴分别与升降连杆-1（603）和升降台上平台（601）连接，气缸（605）通过M10螺栓（604）与升降台下平台（602）连接，气缸（605）推杆通过销轴与升降连杆-2（606）连接，通过推杆的伸缩实现升降台上平台（601）上升与下降，升举重量大于20公斤。
4.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的转盘驱动电机（1601）采用50W直流无刷立式电机40M-R3210A5-E型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动转盘（1606）旋转。
5.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的大臂驱动电机（1602）采用30W直流无刷卧式电机XD-3420型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动大臂（1608）旋转,大臂（1608）下端通过销轴与转盘（1606）连接，顶端通过销轴与小臂（1619）连接，通过大臂驱动电机（1602）控制摆动角度。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的小臂驱动电机（1616）采用30W直流无刷卧式电机XD-3420型号，电机主轴加工键槽与锥齿轮组固连带动小臂（1619）旋转。
7.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的小臂（1619）的左端通过销轴与大臂（1608）连接，右端通过法兰盘与导向架（18）通过螺栓固连，通过小臂驱动电机（1616）控制小臂的摆动角度。
8.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的喷头（19）通过螺纹配合旋拧在导向架（18）右端。
9.根据权利要求1所述的一种多自由度移动式喷漆装置，其特征在于所述的CCD摄像头（15）通过螺栓固定在导向架（18）上用于定位喷漆位置，采用三角测量法确定喷漆的三维空间位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180911 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |