CN108889491A - 一种多组分配比供漆系统以及喷漆机器人 - Google Patents

一种多组分配比供漆系统以及喷漆机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，该系统包括控制单元，还包括对应不同涂料组分设置的至少两个齿轮泵以及混合装置，每一齿轮泵连通该混合装置并连接用于流量控制的驱动装置，所有驱动装置连接该控制单元，该控制单元根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵将由该配比比例确定的涂料组分注入该混合装置，该混合装置将该注入的不同涂料组分充分混合。本发明多组分配比供漆系统的齿轮泵既用于主动泵送涂料组分使配比精度高并且稳定，同时也用作喷涂的流量控制减少系统成本。

Description

一种多组分配比供漆系统以及喷漆机器人
技术领域
本发明涉及自动喷涂领域，特别是涉及一种多组分配比供漆系统以及喷漆机器人。
背景技术
近年来，在喷涂工业生产中，常采用双组份油漆，该双组份油漆在生产中常采取以下两种方式配比混合，一种是在喷涂前，人工用电子秤按油漆配比比例先配比混合好油漆，然后加注到喷枪进行喷涂工作，该种方式增加操作工作量，并且配比的油漆对人体存在伤害。
另一种采用双组份配比系统解决涂装行业中双组份油漆的配比问题，比如，油漆由第一涂料组分的原漆和第二涂料组分的固化剂组成。喷涂前需要将第一涂料组分的原漆和第二涂料组分的固化剂充分按固定比例混合，混合比例从1:1到30:1不等，才能正常使用。现有双组份配比系统主要采用流量计与开关阀组合控制配比，流量计可采用齿轮或者质量流量计。
请参考图1，第一涂料组分，比如A料和第二涂料组分，比如B料通过阀门控制，分别由A流量计与B流量计计量后反馈到控制器，该控制器再根据A料与B料的配比比例，调节阀门的开关，以达到A料与B料按固定比例输出。
但是，现有技术的齿轮流量计为由液体压力被动推动实现计量，很容易出现卡死现象，导致配比不准确或无法配比，使用时需经常拆卸清洗齿轮流量计，费事费力。
另外，现有技术的质量流量计体积大，难以安装在机器人手臂上，并且该质量流量计使得组分混合后输送管路较长，换色清洗时比较浪费油漆，计量段的管路会出现难以清洗的沉淀，造成计量误差。
同时，双组份配比系统的喷涂流量采用被动控制时，在喷涂装置上时还需要在增加流量控制装置增加成本。
因此，现有的配比供漆技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明针对以上存在的技术问题，提供一种配比精度高并且稳定，同时节约成本的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，其使用的齿轮泵既用于主动泵送涂料组分，在伺服电机作用下使配比精度高并且稳定，同时齿轮泵也用作喷涂的流量控制减少系统成本。
第一方面，本发明实施方式提供的技术方案是：提供一种多组分配比供漆系统，包括控制单元，还包括对应不同涂料组分设置的至少两个齿轮泵以及混合装置，每一齿轮泵连通该混合装置并连接用于流量控制的驱动装置，所有驱动装置连接该控制单元，该控制单元根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵将由该配比比例确定的涂料组分注入该混合装置，该混合装置将该注入的不同涂料组分充分混合。
该多组分配比供漆系统中，每一驱动装置包括伺服电机以及连接该伺服电机的减速组件，每一齿轮泵连接对应的减速组件。
优选地，该配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是该涂料组分的流量比。
该混合装置包括多级搅拌管，该多级搅拌管包括一级搅拌管、二级搅拌管以及三级搅拌管，该三级搅拌管连接至喷涂装置。
该一级搅拌管二级搅拌管以及三级搅拌管至少其中之一的腔体内设置若干搅拌螺旋叶。
该多组分配比供漆系统还包括连接至该控制单元的换色阀组件，该换色阀组件连接多个涂料组分的输入管，该控制单元控制该换色阀组件选通所需涂料组分输入管，并注入至对应的齿轮泵。
在该多组分配比供漆系统的一实施例中，该涂料组分包括第一涂料组分与第二涂料组分，该齿轮泵包括第一齿轮泵与第二齿轮泵，该驱动装置包括第一驱动装置与第二驱动装置。
第二方面，本发明实施方式提供的技术方案是：提供一种喷漆机器人，包括底座、固定在该底座上的多维运动机构、安装在该多维运动机构上的机械手以及安装在该机械手上的喷涂装置，该喷涂装置连接前述的多组分配比供漆系统。
其中，该多维运动机构、该喷涂装置以及该多组分配比供漆系统连接至控制单元，该控制单元根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵进行组分计量，该驱动装置包括伺服电机以及连接该伺服电机的减速组件，每一齿轮泵连接对应的减速组件。
该配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是该涂料组分的流量比。
本发明实施方式的有益效果是：本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，涂料组分的配比比例由伺服电机的转速比确定，配比精度高并且稳定；本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，采用齿轮泵同时完成计量工作以及流量控制工作，该齿轮泵既用于主动泵送涂料组分，同时齿轮泵也用作喷涂的流量控制，从而减少系统成本。
附图说明
图1是现有供漆系统的原理示意图；
图2是本发明实施例的多组分配比供漆系统的结构示意图；
图3是本发明实施例的多组分配比供漆系统一实施例的结构示意图；
图4是本发明实施例的多组分配比供漆系统的具体结构图；
图5是本发明实施例的多组分配比供漆系统的混合装置的结构图；以及
图6是本发明实施例的混合装置的搅拌管结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图2所示，本发明的多组分配比供漆系统，为安装在喷涂机器人上的喷涂装置提供按涂料组分配比比例充分混合的涂料。
该涂料组分为多组分，比如包括三种涂料组分，第一涂料组分、第二涂料组分以及第三涂料组分。
该多组分配比供漆系统包括作为控制中心的控制单元10。该多组分配比供漆系统还包括对应不同涂料组分设置用于计量和控制流量的至少两个齿轮泵以及混合装置50。每一齿轮泵连接各自对应的涂料组分输入管并且连通该混合装置50。每一齿轮泵连接用于计量和控制流量的驱动装置。所有驱动装置连接该控制单元10，该控制单元10根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵将由该配比比例确定的涂料组分注入该混合装置50，该混合装置50将该注入的不同涂料组分充分混合。
如图2所示，该涂料组分包括三种涂料组分，第一涂料组分、第二涂料组分以及第三涂料组分。至少两个齿轮泵采用第一齿轮泵31、第二齿轮泵32以及第三齿轮泵33。该第一齿轮泵31连通第一涂料组分的输入管，该第二齿轮泵32连通第二涂料组分的输入管；该第三齿轮泵33连通第三涂料组分的输入管。每一齿轮泵连接用于计量和控制流量的驱动装置，图2所示实施例的驱动装置包括第一伺服电机311、第二伺服电机321以及第三伺服电机331。比如，该第一齿轮泵31由第一伺服电机311驱动，该第二齿轮泵32由第二伺服电机321驱动，该第三齿轮泵33由第三伺服电机331驱动。该第一伺服电机311、第二伺服电机321以及第三伺服电机331均连接至该控制单元10。该控制单元10根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵将由该配比比例确定的涂料组分注入该混合装置50，该混合装置50将该注入的不同涂料组分充分混合。该多组分配比供漆系统中涂料组分的配比比例由伺服电机的转速比确定，配比精度高并且很稳定。
实施例1
请参考图3，本实施例的多组分配比供漆系统为双组分配比供漆系统。该涂料是由两种涂料组分混合而成，包括第一涂料组分和第二涂料组分构成。可以理解的是，混合的涂料组分根据具体喷涂需求可以是注入更多涂料组分，比如除了第一涂料组分和第二涂料组分之外，还可按配比比例注入第三涂料组分、第四涂料组分，等等。本实施例以双组分配比供漆系统为例加以阐述，但不受涂料组分的限制。
本实施例的双组分配比供漆系统，包括控制单元10，还包括对应第一涂料组分和第二涂料组分设置的第一齿轮泵31、第二齿轮泵32以及混合装置50。该第一齿轮泵31连通该混合装置50并连接用于流量控制的驱动装置，亦即第一伺服电机311。该第二齿轮泵32也连通该混合装置50并连接对应用于流量控制的驱动装置，第二伺服电机321。该第一伺服电机311和第二伺服电机321连接该控制单元10。该控制单元10根据各个涂料组分的配比比例控制该第一伺服电机311和第二伺服电机321的转速以驱动对应的第一齿轮泵31和第二齿轮泵32将对应的涂料组分注入该混合装置50。该混合装置50将该注入的不同涂料组分充分混合。
请参考图4，该第一涂料组分，比如原漆，通过第一涂料组分输入管21进入换色阀组件20；该第二涂料组分，比如固化剂通过第二涂料组分输入管22进入换色阀组件20。通过控制单元10气动控制换色阀组件20的选通操作，使对应的涂料组分进入其所连接的齿轮泵。本实施例中，使原漆通过该换色阀组件20进入所连接的第一齿轮泵31和/或使该固化剂通过该换色阀组件20进入所连接的第二齿轮泵32。
本实施例中，该换色阀组件20连接多个涂料组分的输入管，该控制单元10控制该换色阀组件20选通所需涂料组分输入管，并注入至对应的齿轮泵。
该双组分配比供漆系统中，该第一伺服电机311连接第一减速组件312，该第一齿轮泵31连接该第一减速组件312。该第二伺服电机321连接第二减速组件322，该第二齿轮泵32连接该第二减速组件322。本实施例中，该第一齿轮泵31与该第二齿轮泵32同时也精确控制供漆系统的流量。该第一齿轮泵31是由第一伺服电机311提供动力，由第一减速组件312精确控制转动速度，该第一齿轮泵31由该第一减速组件312输出的精确控制的转矩驱动来精确控制第一涂料组分的流量。该第二齿轮泵32是由第二伺服电机321提供动力，由第二减速组件322精确控制转动速度，该第二齿轮泵32由该第二减速组件322输出的精确控制的转矩驱动来精确控制第二涂料组分的流量。
该流量精确控制的第一涂料组分通过第一连接管211注入该混合装置50。该流量精确控制的第二涂料组分通过第二连接管221也注入该混合装置50。
请一并参考图5，该第一涂料组分由该第一齿轮泵31驱动并精确控制流量通过第一连接管211供给到混合装置50，该第二涂料组分由该第二齿轮泵32驱动并精确控制流量通过第二连接管221供给到混合装置50。该第一涂料组分和第二涂料组分按固定配比比例在该混合装置50内进行管混合。
通过上述结构设置，使得该配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是该涂料组分的流量比。
本实施例中，配比比例是由控制该第一齿轮泵31、第二齿轮泵32的驱动装置的转速比来决定的。亦即，该第一伺服电机311与该第二伺服电机321的转速比即为为原漆与固化剂的流量比。
例如：泵送原漆的第一齿轮泵31的排量是V＝10毫升，第一减速组件312的转速是R1＝10转/秒，容积效率是93％，则原漆的流量就是：
V漆＝93％*VR1＝10*10*0.93＝93毫升。
泵送固化剂的第二齿轮泵32的排量是V＝10毫升，第二减速组件322的转速是R2＝2转/秒，容积效率是93％，固化剂流量就是：
V固＝93％*VR2＝10*2*0.93＝18.6毫升。
即：
请进一步参考图5与图6所示的混合装置50结构示意图。
该混合装置50通过该第一连接管211与折弯管51连接至该第一齿轮泵31，该混合装置50通过该第二连接管221连接至该第二齿轮泵32。
该混合装置50包括多级搅拌管。比如四级搅拌管或者五级搅拌管，本实施例中，该多级搅拌管为三级搅拌管。该多级搅拌管包括一级搅拌管52、二级搅拌管54以及三级搅拌管56。该一级搅拌管52与该二级搅拌管54之间通过第一弧形弯管53连接，形成回型混合管路。该二级搅拌管54与该三级搅拌管56之间通过第二弧形弯管55连接，形成回型混合管路，以将混合的第一涂料组分与第二涂料组分充分搅拌均匀。该三级搅拌管56连接至喷涂装置。
该一级搅拌管52、二级搅拌管54以及三级搅拌管56至少其中之一的腔体内设置若干搅拌螺旋叶521。优选地，该一级搅拌管52、二级搅拌管54以及三级搅拌管56所有管腔中均设置若干搅拌螺旋叶521。
实施例2
本实施例的喷漆机器人用于自动化完成喷漆工作，该喷涂机械手上安装喷涂装置50，该喷涂装置包括喷枪。喷漆机器人对所需喷涂的工件进行喷涂作业。
该喷漆机器人包括底座、固定在该底座上的多维运动机构、安装在该多维运动机构上的机械手以及安装在该机械手上的喷涂装置，该喷涂装置连接前述的多组分配比供漆系统。具体实施时，该喷喷枪连通实施例1所述多组分配比供漆系统的混合装置50的该三级搅拌管56。
其中，该多维运动机构、该喷涂装置以及该多组分配比供漆系统连接至控制单元10。
该控制单元10根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵进行组分计量，该驱动装置包括伺服电机以及连接该伺服电机的减速组件，每一齿轮泵连接对应的减速组件。
该配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是该涂料组分的流量比。
从该三级搅拌管56出来就是成品油漆，直接供应给喷涂装置50的涂装配件喷枪。
本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，齿轮泵主动转动泵送第一涂料组分和第二涂料组分，减少了卡死的意外情况；本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，不再需要设置计量管道，使得喷漆机器人易于拆洗，维护方便；实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，各个涂料组分的混合流量精确可控，并且整个配比供漆系统无需增加设置流量控制器件；本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，涂料组分的配比比例由伺服电机的转速比确定，配比精度高并且稳定；本实施例的多组分配比供漆系统以及喷漆机器人，采用齿轮泵同时完成计量工作以及流量控制工作，该齿轮泵既用于主动泵送涂料组分，同时齿轮泵也用作喷涂的流量控制，从而减少系统成本。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多组分配比供漆系统，包括控制单元，其特征在于，还包括对应不同涂料组分设置的至少两个齿轮泵以及混合装置，每一齿轮泵连通所述混合装置并连接用于流量控制的驱动装置，所有驱动装置连接所述控制单元，所述控制单元根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵将由所述配比比例确定的涂料组分注入所述混合装置，所述混合装置将所述注入的不同涂料组分充分混合。
2.根据权利要求1所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，每一驱动装置包括伺服电机以及连接所述伺服电机的减速组件，每一齿轮泵连接对应的减速组件。
3.根据权利要求2所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，所述配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是所述涂料组分的流量比。
4.根据权利要求3所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，所述混合装置包括多级搅拌管，所述多级搅拌管包括一级搅拌管、二级搅拌管以及三级搅拌管，所述三级搅拌管连接至喷涂装置。
5.根据权利要求4所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，所述一级搅拌管二级搅拌管以及三级搅拌管至少其中之一的腔体内设置若干搅拌螺旋叶。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，还包括连接至所述控制单元的换色阀组件，所述换色阀组件连接多个涂料组分的输入管，所述控制单元控制所述换色阀组件选通所需涂料组分输入管，并注入至对应的齿轮泵。
7.根据权利要求6所述的多组分配比供漆系统，其特征在于，所述涂料组分包括第一涂料组分与第二涂料组分，所述齿轮泵包括第一齿轮泵与第二齿轮泵，所述驱动装置包括第一驱动装置与第二驱动装置。
8.一种喷漆机器人，其特征在于，包括底座、固定在所述底座上的多维运动机构、安装在所述多维运动机构上的机械手以及安装在所述机械手上的喷涂装置，所述喷涂装置连接如权利要求1-5所述的多组分配比供漆系统。
9.根据权利要求8所述的喷漆机器人，其特征在于，所述多维运动机构、所述喷涂装置以及所述多组分配比供漆系统连接至控制单元，所述控制单元根据涂料组分的配比比例控制不同的驱动装置驱动对应的齿轮泵进行组分计量，所述驱动装置包括伺服电机以及连接所述伺服电机的减速组件，每一齿轮泵连接对应的减速组件。
10.根据权利要求9所述的喷漆机器人，其特征在于，所述配比比例为对应齿轮泵连接的伺服电机的转速比，也是所述涂料组分的流量比。
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