CN108745721A - 喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷涂机器人，包括底座及设在底座上的平移电机、减速器及平移台；平移台上设有旋转座，旋转座上装有第一机械臂，第一机械臂上装有第二机械臂，第二机械臂前端装有转动机械臂，转动机械臂前端装有喷涂装置；喷涂装置通过柔性气管与安装在第二机械臂上的喷漆发生箱相连，喷漆发生箱内装有电控泵；平移电机的动力输出端连接减速器的动力输入端，减速器的动力输出端连接一螺杆的前端，平移台中设有螺孔，螺杆与螺孔螺纹连接并穿出螺孔，螺杆的后端与设在底座上的轴承相连；本发明能够实现自动化喷涂加工，且将工人从有毒的喷涂工位解放出来降低工人劳动强度，提高工作效率、工作安全性及喷涂质量。

Description

喷涂机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及一种喷涂机器人。

背景技术

机器人被广泛的应用于制造业的生产中，机器人通过机械臂和位于机械臂末端的工具完成生产中的各种工作。机器人是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它的任务是协助或取代人类工作的工作。

在产品的生产过程中，常常需要在产品表面上进行喷涂，从而在产品表面覆盖上保护层或者颜色层。传统喷涂大多为人工操作，操作人员手拿喷枪，对放置在转台的产品上进行喷涂操作。然而，这一方式存在效率低、速度慢、无法保证质量和绝缘效果差的缺点，同时在喷涂毒性比较大的涂料时，也易发人员意外中毒和伤亡事故。

因此，就需要一种喷涂机器人，以降低工人劳动强度，提高工作效率、工作安全性及喷涂质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷涂机器人，降低工人劳动强度，提高工作效率、工作安全性及喷涂质量。

本发明的喷涂机器人，包括底座及设在底座上的平移电机、减速器及平移台；所述平移台上设有旋转座，所述旋转座上装有第一机械臂，第一机械臂上装有第二机械臂，第二机械臂前端装有转动机械臂，转动机械臂前端装有喷涂装置；所述喷涂装置通过柔性气管与安装在第二机械臂上的喷漆发生箱相连，所述喷漆发生箱内装有电控泵；所述平移电机的动力输出端连接减速器的动力输入端，所述减速器的动力输出端连接一螺杆的前端，所述平移台中设有螺孔，所述螺杆与螺孔螺纹连接并穿出螺孔，所述螺杆的后端与设在底座上的轴承相连。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述底座上位于减速器与轴承之间的位置设有滑轨，所述平移台安装在滑轨上并沿滑轨滑动。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括控制系统；所述控制系统包括处理器、用于检测喷涂装置的喷出端与待喷涂物件之间距离的距离传感器及用于采集待喷涂物件图像信息的摄像头，所述距离传感器与摄像头均安装在喷涂装置上；所述距离传感器、摄像头的信号输出端均与处理器的信号输入端电连接；所述平移电机、用于控制旋转座旋转的第一旋转电机、用于控制第一机械臂摆动的第一摆动电机、用于控制第二机械臂摆动的第二摆动电机、用于控制转动机械臂的第二旋转电机及电控泵的信号输入端均与处理器的信号输出端电连接。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述减速器为RV减速器结构并包括外壳及设在外壳中的曲轴，所述曲轴内设有用于供润滑脂流动至外壳内的运动副处进行润滑的润滑油道；还包括自动加脂系统；所述自动加脂系统包括用于储存润滑脂的储脂桶、用于将润滑脂喷至曲轴内的喷头、用于连接储脂桶与喷头的输脂管、连接于输脂管用于驱使润滑脂流动的油泵、用于驱动油泵的驱动电机及用于控制驱动电机的控制器，所述喷头定位在外壳上且喷头的出口端与润滑油道的进口端相对应。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述控制器包括第一计时器和第二计时器；所述第一计时器与减速器的平移电机及驱动电机相连，用于测量并记录平移电机的工作时间并在达到既定润滑周期且平移电机停止时向驱动电机发出启动信号；所述输脂管位于油泵后端的位置连接有电磁阀；所述第二计时器与驱动电机及电磁阀相连，用于测量并记录驱动电机的工作时间并在达到既定设定时间后向驱动电机发出停止信号及向电磁阀发出切换信号。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述自动加脂系统还包括设在减速器中用于探测曲轴位置的位置传感器，所述第一计时器与位置传感器相连并在达到既定润滑周期时向平移电机发出启动信号，以驱动曲轴移动至使喷头的出口端与润滑油道的进口端相对应的位置。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述喷头包括壳体及设在壳体内的喷嘴、滑槽及弹性件，所述壳体中设有脂流腔，所述脂流腔的一端与输脂管相连、另一端与润滑油道相连；所述弹性件固定在脂流腔内并可沿脂流腔的轴向发生伸缩形变，所述滑槽由弹性件支撑并可在脂流压力驱动下沿脂流腔的轴向移动同时带动弹性件发生伸缩形变，所述喷嘴由滑槽支撑并由滑槽带动沿脂流腔的轴向移动，所述喷嘴内设有嘴管道，所述滑槽上设有用于启闭嘴管道的可开式挡件，当脂流腔中的油压大于设定值时所述可开式挡件打开以使得脂流腔中的润滑脂流入嘴管道并流至润滑油道。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述可开式挡件为设在滑槽顶部的挡板组件，所述挡板组件铰接于滑槽并由扭转弹簧控制启闭；所述弹性件为拉伸弹簧；所述扭转弹簧的刚度大于拉伸弹簧的刚度。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述外壳中设有与壳体适形配合的安装孔，所述喷嘴沿脂流腔轴向移动过程中从润滑油道的进口端插入曲轴或脱离曲轴。

通过上述公开内容，本发明具有以下有益技术效果：

本发明的喷涂机器人，喷涂装置通过平移台的平移、旋转座的旋转、第一机械臂及第二机械臂的摆动和转动机械臂的旋转可在空间中灵活移动并到达待喷涂物件的位置并进行喷涂，能够实现自动化喷涂加工，且将工人从有毒的喷涂工位解放出来降低工人劳动强度，提高工作效率、工作安全性及喷涂质量。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明控制系统的原理框图；

图4为本发明的减速器的结构示意图；

图5为本发明的喷头的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图5所示：本实施例的喷涂机器人，包括底座1及设在底座1上的平移电机2、减速器3及平移台4；所述平移台4上设有旋转座5，所述旋转座5上装有第一机械臂61，第一机械臂61上装有第二机械臂62，第二机械臂62前端装有转动机械臂63，转动机械臂63前端装有喷涂装置7；所述喷涂装置7通过柔性气管与安装在第二机械臂62上的喷漆发生箱8相连，所述喷漆发生箱8内装有电控泵81；所述平移电机2的动力输出端连接减速器3的动力输入端，所述减速器3的动力输出端连接一螺杆31的前端，所述平移台4中设有螺孔，所述螺杆31与螺孔螺纹连接并穿出螺孔，所述螺杆31的后端与设在底座1上的轴承11相连；平移电机2、减速器3及平移台4在同一直线上；喷涂装置7的结构及原理与现有技术一致，在此不再赘述；螺杆31的旋转运动可驱动平移台4做直线移动，从而调节喷涂装置7的横向位置；通过第一机械臂61、第二机械臂62则可调节喷涂装置7的竖向位置；通过旋转座5则可调节喷涂装置7的纵向位置；喷涂装置7通过平移台4的平移、旋转座5的旋转、第一机械臂61及第二机械臂62的摆动和转动机械臂63的旋转可在空间中灵活移动并到达待喷涂物件的位置并进行喷涂，能够实现自动化喷涂加工，且将工人从有毒的喷涂工位解放出来降低工人劳动强度，提高工作效率、工作安全性及喷涂质量。

本实施例中，所述底座1上位于减速器3与轴承之间的位置设有滑轨12，所述平移台4安装在滑轨上并沿滑轨12滑动；滑轨12为直线式轨道；滑轨12对平移台4进行导向，保证了其移动轨迹满足加工需要；在滑轨12与平移台4之间可设置滑轮，以提高平移台4移动的顺畅度；

本实施例中，喷涂机器人还包括控制系统；所述控制系统包括处理器131、用于检测喷涂装置7的喷出端与待喷涂物件之间距离的距离传感器132及用于采集待喷涂物件图像信息的摄像头133，所述距离传感器132与摄像头133均安装在喷涂装置7上；所述距离传感器132、摄像头133的信号输出端均与处理器131的信号输入端电连接；所述平移电机2、用于控制旋转座5旋转的第一旋转电机134、用于控制第一机械臂61摆动的第一摆动电机135、用于控制第二机械臂62摆动的第二摆动电机136、用于控制转动机械臂63的第二旋转电机137及电控泵81的信号输入端均与处理器131的信号输出端电连接；处理器131可为单片机；处理器131控制平移电机2、第一旋转电机134、第一摆动电机135、第二摆动电机136、第二旋转电机137及电控泵81的动作均为现有技术中常用的手段；采用这一结构，喷涂时可以精确控制喷涂装置7的喷出端的位置和喷涂厚度，能够适应不同的工况要求；处理器131通过摄像头133检测喷涂效果，保证了喷涂质量。

本实施例中，所述减速器3为RV减速器结构并包括外壳31及设在外壳31中的曲轴32，所述曲轴32内设有用于供润滑脂流动至外壳31内的运动副处进行润滑的润滑油道(图中未示出)；还包括自动加脂系统；所述自动加脂系统包括用于储存润滑脂的储脂桶91、用于将润滑脂喷至曲轴的润滑油道内的喷头92、用于连接储脂桶91与喷头92的输脂管93、连接于输脂管93用于驱使润滑脂流动的油泵94、用于驱动油泵94的驱动电机95及用于控制驱动电机95的控制器，所述喷头92定位在外壳31上且喷头92的出口端与润滑油道的进口端相对应；外壳31内除了安装有曲轴32外，还安装有其它与现有技术相同的部件，如主轴承、曲轴轴承、输入轴、输入齿轮、行星轮、摆线轮及针齿，这些部件的结构与作用原理均与现有技术一致，在此不再赘述；控制器可为单片机或者其它能实现自动控制的机构；曲轴32的润滑油道连通外壳31内的相关运动副处，润滑油道的结构可与现有技术的一致；由于增设了自动加脂系统，在减速器3非工作的状态下，自动加脂系统可将储脂桶91中的润滑脂输送至减速器3内进行自动润滑；具体而言，当控制器满足预设状态或者收到人工指示后，其向驱动电机95发出启动信号，驱动电机95启动并驱动油泵94，在油泵94作用下储脂桶91中的润滑脂沿润滑油道流动至喷头92，由于在该状态下喷头92与曲轴的润滑油道相对应，润滑脂即通过润滑油道流动至外壳31内的运动副处进行润滑，由此实现自动加注润滑脂，节约人力，减少人为因素的影响，保证各个运动副的充分润滑，提升减速器的使用寿命。

本实施例中，所述控制器包括第一计时器96和第二计时器97；所述第一计时器96与减速器3的平移电机4及驱动电机95相连，用于测量并记录平移电机2的工作时间并在达到既定润滑周期且平移电机2停止时向驱动电机95发出启动信号；所述输脂管位于油泵94后端的位置连接有电磁阀98；所述第二计时器97与驱动电机95及电磁阀98相连，用于测量并记录驱动电机95的工作时间并在达到既定设定时间后向驱动电机95发出停止信号及向电磁阀98发出切换信号。

本实施例中，所述自动加脂系统还包括设在减速器3中用于探测曲轴32位置的位置传感器(图中未示出)，所述第一计时器96与位置传感器相连并在达到既定润滑周期时向平移电机2发出启动信号，以驱动曲轴32移动至使喷头92的出口端与润滑油道的进口端相对应的位置；位置传感器例如可为光电式结构；该结构能够有效保证在注脂时喷头92正对润滑油道的进口端。

本实施例中，所述喷头92包括壳体923及设在壳体923内的喷嘴921、滑槽928及弹性件927，所述壳体923中设有脂流腔924，所述脂流腔924的一端与输脂管93相连、另一端与润滑油道相连；所述弹性件927固定在脂流腔924内并可沿脂流腔924的轴向发生伸缩形变，所述滑槽928由弹性件927支撑并可在脂流压力驱动下沿脂流腔924的轴向移动同时带动弹性件927发生伸缩形变，所述喷嘴921由滑槽928支撑并由滑槽928带动沿脂流腔924的轴向移动，所述喷嘴921内设有嘴管道922，所述滑槽928上设有用于启闭嘴管道922的可开式挡件，当脂流腔924中的油压大于设定值时所述可开式挡件打开以使得脂流腔924中的润滑脂流入嘴管道922并流至润滑油道；壳体923用于安装定位其它部件，可呈筒状；壳体923中设有一定位台阶，弹性件927的底端固定于该定位台阶；滑槽928可呈圆环状，内套设于壳体923；喷嘴921的侧壁与壳体923内壁保持密封，防止润滑脂泄漏；采用该结构，喷嘴921与滑槽928均可沿壳体923的轴向移动，使得喷嘴921可通过收缩而收纳在壳体923内，在自动加脂系统非工作状态下不会对减速器的运作产生影响；在自动加脂系统启动时，脂流腔924内的润滑脂压力逐渐增大，推动滑槽928与喷嘴921往外移动，当油压到达一定程度时可开式挡件打开，润滑脂流入嘴管道922并流至润滑油道；在加脂完成后，脂流腔924内的润滑脂压力逐渐减小，在弹性件927的作用下滑槽928与喷嘴921往内移动而回归到初始状态。

本实施例中，所述可开式挡件为设在滑槽928顶部的挡板组件，所述挡板组件铰接于滑槽928并由扭转弹簧控制启闭；所述弹性件927为拉伸弹簧；所述扭转弹簧的刚度大于拉伸弹簧的刚度；挡板组件包括左右两块挡板925，两块挡板925分别与相应的扭转弹簧926相连并由扭转弹簧926提供扭力；两块挡板闭合时可阻挡润滑脂向嘴管道922流动，当油压达到一定值时，两块挡板925朝向嘴管道922翻折以转为打开状态，润滑脂可向嘴管道922流动；当然，可开式挡件也可采用现有的单向阀。

本实施例中，所述外壳31中设有与壳体923适形配合的安装孔，所述喷嘴921沿脂流腔924轴向移动过程中从润滑油道的进口端插入曲轴32或脱离曲轴32；采用该结构，便于喷头92的固定，也便于喷头92与曲轴之间的配合；喷头92的数量与曲轴32的数量相同，当减速器3设置两根曲轴32时，喷头92也设置为两个，两个喷头92之间则并联设置；喷嘴921脱离曲轴32时可完全收纳在安装孔中，以避免对减速器3的运作产生干涉。

最后说明的是，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，还可对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种喷涂机器人，其特征在于：包括底座及设在底座上的平移电机、减速器及平移台；所述平移台上设有旋转座，所述旋转座上装有第一机械臂，第一机械臂上装有第二机械臂，第二机械臂前端装有转动机械臂，转动机械臂前端装有喷涂装置；所述喷涂装置通过柔性气管与安装在第二机械臂上的喷漆发生箱相连，所述喷漆发生箱内装有电控泵；所述平移电机的动力输出端连接减速器的动力输入端，所述减速器的动力输出端连接一螺杆的前端，所述平移台中设有螺孔，所述螺杆与螺孔螺纹连接并穿出螺孔，所述螺杆的后端与设在底座上的轴承相连。

2.根据权利要求1所述的喷涂机器人，其特征在于：所述底座上位于减速器与轴承之间的位置设有滑轨，所述平移台安装在滑轨上并沿滑轨滑动。

3.根据权利要求2所述的喷涂机器人，其特征在于：还包括控制系统；所述控制系统包括处理器、用于检测喷涂装置的喷出端与待喷涂物件之间距离的距离传感器及用于采集待喷涂物件图像信息的摄像头，所述距离传感器与摄像头均安装在喷涂装置上；所述距离传感器、摄像头的信号输出端均与处理器的信号输入端电连接；所述平移电机、用于控制旋转座旋转的第一旋转电机、用于控制第一机械臂摆动的第一摆动电机、用于控制第二机械臂摆动的第二摆动电机、用于控制转动机械臂的第二旋转电机及电控泵的信号输入端均与处理器的信号输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的喷涂机器人，其特征在于：所述减速器为RV减速器结构并包括外壳及设在外壳中的曲轴，所述曲轴内设有用于供润滑脂流动至外壳内的运动副处进行润滑的润滑油道；还包括自动加脂系统；所述自动加脂系统包括用于储存润滑脂的储脂桶、用于将润滑脂喷至曲轴内的喷头、用于连接储脂桶与喷头的输脂管、连接于输脂管用于驱使润滑脂流动的油泵、用于驱动油泵的驱动电机及用于控制驱动电机的控制器，所述喷头定位在外壳上且喷头的出口端与润滑油道的进口端相对应。

5.根据权利要求4所述的喷涂机器人，其特征在于：所述控制器包括第一计时器和第二计时器；所述第一计时器与减速器的平移电机及驱动电机相连，用于测量并记录平移电机的工作时间并在达到既定润滑周期且平移电机停止时向驱动电机发出启动信号；所述输脂管位于油泵后端的位置连接有电磁阀；所述第二计时器与驱动电机及电磁阀相连，用于测量并记录驱动电机的工作时间并在达到既定设定时间后向驱动电机发出停止信号及向电磁阀发出切换信号。

6.根据权利要求5所述的喷涂机器人，其特征在于：所述自动加脂系统还包括设在减速器中用于探测曲轴位置的位置传感器，所述第一计时器与位置传感器相连并在达到既定润滑周期时向平移电机发出启动信号，以驱动曲轴移动至使喷头的出口端与润滑油道的进口端相对应的位置。

7.根据权利要求6所述的喷涂机器人，其特征在于：所述喷头包括壳体及设在壳体内的喷嘴、滑槽及弹性件，所述壳体中设有脂流腔，所述脂流腔的一端与输脂管相连、另一端与润滑油道相连；所述弹性件固定在脂流腔内并可沿脂流腔的轴向发生伸缩形变，所述滑槽由弹性件支撑并可在脂流压力驱动下沿脂流腔的轴向移动同时带动弹性件发生伸缩形变，所述喷嘴由滑槽支撑并由滑槽带动沿脂流腔的轴向移动，所述喷嘴内设有嘴管道，所述滑槽上设有用于启闭嘴管道的可开式挡件，当脂流腔中的油压大于设定值时所述可开式挡件打开以使得脂流腔中的润滑脂流入嘴管道并流至润滑油道。

8.根据权利要求7所述的喷涂机器人，其特征在于：所述可开式挡件为设在滑槽顶部的挡板组件，所述挡板组件铰接于滑槽并由扭转弹簧控制启闭；所述弹性件为拉伸弹簧；所述扭转弹簧的刚度大于拉伸弹簧的刚度。

9.根据权利要求8所述的喷涂机器人，其特征在于：所述外壳中设有与壳体适形配合的安装孔，所述喷嘴沿脂流腔轴向移动过程中从润滑油道的进口端插入曲轴或脱离曲轴。