CN108745728A - 一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人 - Google Patents

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杨健
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吴伟
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周泽润
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Abstract

本发明公开一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人，包括机架，在机架上设置有支撑座、喷涂机和控制器，在机架下部设置有行走驱动电机和行走轮，行走轮与行走驱动电机传动连接；在支撑座上设置有旋转机构，在旋转机构上连接有机械臂机构，在机械臂机构的前端设置有喷枪；在机械臂机构上设置有摄像头，行走驱动电机和喷涂机分别与控制器连接，控制器远程连接有遥控装置。本发明的机器人自动喷漆，高效省油漆涂料，可24小时不间断工作，可靠性高，提高了生产产能；摄像头实时监控施工情况，操作人员无需在喷漆现场，大大节省了人力，且避免了人工喷漆效率低下，危险性高的情况，应用广泛，适合各种异形舾装，适合推广应用。

Description

一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人
技术领域
本发明属于船舶涂装技术领域，具体涉及一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人。
背景技术
船舶涂装是船舶建造领域人力投入比较多的一项工作，船舶舾装件涂装受舾装件异性和结构小难喷涂等因素影响，涂装作业施工繁琐，工作强度大，管理难度大，对喷涂的抢手是一个很大的体力和技术考验。在涂装过程中，油漆的湿膜厚度、油漆喷枪嘴和喷漆时需要的流速、走抢速度，采用人工喷涂很难进行精准把控，油漆漆膜厚度过高会也增加造船成本。而且，舾装涂装工人长期处于油漆、粉尘等环境中对身体会造成一定影响，对施工人员特别是抢手的身体健康危害很大。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人，包括机架，在机架上设置有支撑座、喷涂机和控制器，在机架下部设置有行走驱动电机和行走轮，所述行走轮与行走驱动电机传动连接；在所述支撑座上设置有旋转机构，在所述旋转机构上连接有机械臂机构，在所述机械臂机构的前端设置有喷枪，所述喷枪与喷涂机连接；在所述机械臂机构上设置有摄像头，所述行走驱动电机和喷涂机分别与控制器连接，所述控制器远程连接有遥控装置。
作为优选，所述旋转机构包括旋转驱动电机和旋转座，所述旋转座设置在支撑座上，所述旋转驱动电机与旋转座传动连接。
作为优选，所述支撑座的内部为中空结构，所述旋转驱动电机设置在支撑座内部。
作为优选，所述机械臂机构包括竖向臂和横向臂，所述竖向臂下端与旋转座连接，上端与横向臂连接。
作为优选，所述竖向臂为可伸缩臂，所述可伸缩臂为气动伸缩臂或者电动伸缩臂。
作为优选，所述喷枪设置在横向臂的最前端，所述摄像头设置在竖向臂与横向臂的连接处。
作为优选，在所述喷枪与横向臂之间设置有机械手腕部结构，所述机械手腕部结构为三自由度机械手腕部结构，所述机械手腕部结构为三自由度机械手腕部结构，在所述横向臂与竖向臂连接处设置有第二机械手腕部结构，在所述竖向臂与旋转座连接处设置有第三机械手腕部结构。
作为优选，在所述行走轮内有刹车片。
作为优选，所述遥控装置通过控制线与控制器连接，在所述控制器内设置有卷线器，所述控制线缠绕在卷线器上。
作为优选，所述摄像头通过无线网络与遥控装置连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，通过PLC控制器控制机器人的移动，机械臂机构的动作和喷漆的流量和走枪速度，依据喷涂的舾装件产品的变化自动调整喷枪高低、前后、角度及位置，喷涂油漆量的大小可灵活控制，喷漆涂层均匀、速度稳定，光泽度好，产品合格率高；机器人自动喷漆，高效省油漆涂料，可24小时不间断工作，可靠性高，提高了生产产能；本发明在喷枪后方设置摄像头，实时监控施工情况，操作人员无需在喷漆现场，可通过遥控装置实时监控施工现场的情况，并通过遥控装置控制机器人的施工动作，大大节省了人力，且避免了人工喷漆效率低下，危险性高的情况。本发明应用广泛，适合各种异形舾装，适合推广应用。
附图说明
图1是全自动舾装件无气喷涂装备机器人结构示意图；
图2是全自动舾装件无气喷涂装备机器人控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐明本发明。
如图1所示，本申请的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，包括机架1，在机架1上设置有支撑座2、喷涂机4和控制器5，在机架1下部设置有行走驱动电机3和行走轮6，行走轮6与行走驱动电机3传动连接；在支撑座2上设置有旋转机构，在旋转机构上连接有机械臂机构，在机械臂机构的前端设置有喷枪7，喷枪7与喷涂机4通过高压软管连接；在机械臂机构上设置有摄像头8，行走驱动电机3和喷涂机4分别与控制器5连接，受控制器5控制，控制器5连接有遥控装置。
旋转机构3包括旋转驱动电机和旋转座31，旋转座31设置在支撑座2上，旋转驱动电机与旋转座31传动连接，旋转座31在旋转驱动电机的驱动下，可相对于支撑座2旋转，机械臂机构随旋转座31旋转。
为了便于旋转驱动电机的安装和保护，支撑座2的内部设置为中空结构，旋转驱动电机设置在支撑座2内部，由于旋转座31需要往不同的方向进行旋转，旋转驱动电机采用调速电机，在旋转驱动电机上连接有变频器，实现电机调速。
机械臂机构包括竖向臂9和横向臂10，竖向臂9下端与旋转座31连接，上端与横向臂10连接。竖向臂9为可伸缩臂，可伸缩臂为气动伸缩臂或者电动伸缩臂，或者可以采用气动伸缩杆和电动伸缩杆。
喷枪7设置在横向臂10的最前端，摄像头8设置在竖向臂9与横向臂10的连接处，摄像头8位于喷枪7的正后方，在摄像头8的外周设置有保护罩，防止喷漆的漆雾污染，摄像头8采集喷枪7的实时工作影像，摄像头8通过无线网络与遥控装置连接，无线网络采用公众移动通信网实现的无线网络(如4G，3G或GPRS)或者无线局域网(WiFi)，或者采用蓝牙技术，优选采用蓝牙技术将摄像头8采集的影像传输至遥控装置上。
在喷枪7与横向臂10之间设置有第一机械手腕部结构11，第一机械手腕部结构11为三自由度机械手腕部结构，第一机械手腕部结构11可随工件的不同控制喷枪7的旋转角度和方向；在横向臂10与竖向臂9连接处设置有第二机械手腕部结构12，在竖向臂9与旋转座31连接处设置有第三机械手腕部结构13，第二机械手腕部结构12和第三机械手腕部结构13为二自由度机械手腕部结构。机械臂结构的各部件协同工作，实现喷枪7的上下左右运动。
喷涂机4采用高压无气喷涂机，利用高压柱塞泵将涂料增压至高压3000PSI(210kg/cm)，获得高压的涂料通过高压软管输送到喷枪7，经由喷枪7的喷嘴释放压力形成雾化，由于涂料里不混入空气，以及较高的涂料传递效率和生产效率，从而在舾装件表面形成致密的涂层。
喷涂机4上设置有至少两个接口和相应的接头，一个接口作为油漆入口，一个接口作为油漆出口，喷涂机4的油漆入口的接头与通过油漆管与外部的涂料筒相连接，油漆出口通过高压软管或者可伸缩的油漆管与喷枪7相连接。机械臂机构设置成中空的结构，高压软管或者可伸缩的油漆管从机械臂机构内部穿过，油漆管采用常规的，内层特氟龙，外层PU材质的喷漆管，耐溶剂，防爆，柔软性好。
与控制器5连接的控制线可伸缩，在控制器5内控制线的出口处设置有一个卷线器51，控制线缠绕在卷线器51上，控制线可根据施工区域的远近实现长度的伸缩。
在行走轮6内有刹车片，行走轮6一般行走直线，控制机器人前进和后退，也可利用遥控装置控制转弯和后退，行走轮6内的刹车片，可到达指定地点后刹车定点，保证机器人的稳定性，机器人在施工时，由于高压无气喷涂机4的压力会给喷枪产生很大的冲击后坐力，机器人的高稳定性使得机器人控制喷漆枪的时候能很好的控制并消化冲击力，
控制器5采用PLC可编程控制器，机器人在执行喷涂工作之前，把施工部位的面积、油漆的湿膜厚度、油漆喷枪喷嘴的大小和喷漆时所需的流速、走抢速度、油漆的类型和参数等输入控制器5，机器人根据输入控制器的参数自动进行喷涂，可以根据摄像头返回的影像监控施工环境。控制器5相当于整个机器人的大脑，控制手臂，喷枪的喷嘴和喷漆时候的速度，PLC可编程控制器可选用西门子，三菱，欧姆龙，台达，富士或者施耐德等品牌的PLC控制器，例如西门子的SIMATIC S7-300，欧姆龙的可编程控制器CJ1W-NC413等等。
遥控装置与控制器通过控制线连接，遥控装置上设置有显示屏，摄像头采集的影像画面通过显示屏进行呈现。遥控装置可以是现有的工控机、pc机，手机或者平板电脑。机器人工作时，位于施工区域外的遥控装置由操作人员进行操控，通过显示屏观察喷枪的施工情况，控遥控机器人的工作状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：包括机架(1)，在机架(1)上设置有支撑座(2)、喷涂机(4)和控制器(5)，在机架(1)下部设置有行走驱动电机(3)和行走轮(6)，所述行走轮(6)与行走驱动电机(3)传动连接；在所述支撑座(2)上设置有旋转机构，在所述旋转机构上连接有机械臂机构，在所述机械臂机构的前端设置有喷枪(7)，所述喷枪(7)与喷涂机(4)连接；在所述机械臂机构上设置有摄像头(8)，所述行走驱动电机(3)和喷涂机(4)分别与控制器(5)连接，所述控制器(5)连接有遥控装置。
2.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述旋转机构包括旋转驱动电机和旋转座(31)，所述旋转座(31)设置在支撑座(2)上，所述旋转驱动电机与旋转座(31)传动连接。
3.根据权利要求2所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述支撑座(2)的内部为中空结构，所述旋转驱动电机设置在支撑座(2)内部。
4.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述机械臂机构包括竖向臂(9)和横向臂(10)，所述竖向臂(9)下端与旋转座(31)连接，上端与横向臂(10)连接。
5.根据权利要求4述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述竖向臂(9)为可伸缩臂，所述可伸缩臂为气动伸缩臂或者电动伸缩臂。
6.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述喷枪(7)设置在横向臂(10)的最前端，所述摄像头(8)设置在竖向臂(9)与横向臂(10)的连接处。
7.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：在所述喷枪(7)与横向臂(10)之间设置有机械手腕部结构(11)，所述机械手腕部结构(11)为三自由度机械手腕部结构，在所述横向臂(10)与竖向臂(9)连接处设置有第二机械手腕部结构(12)，在所述竖向臂(9)与旋转座(31)连接处设置有第三机械手腕部结构(13)。
8.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：在所述行走轮(6)内有刹车片。
9.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述遥控装置通过控制线与控制器(5)连接，在所述控制器(5)内设置有卷线器(51)，所述控制线缠绕在卷线器(51)上。
10.根据权利要求1所述的全自动舾装件无气喷涂装备机器人，其特征在于：所述摄像头(8)通过无线网络与遥控装置连接。
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