CN109290101A - 一种火工品专用自动涂漆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火工品专用自动涂漆设备，三轴运动系统带动漆筒在XYZ三轴方向上往复运动；漆量控制器连接压缩空气源和漆筒，通过控制压缩空气的进给推动漆筒内部的活塞，从而控制出漆；视觉系统安装在Z轴运动系统上，采集涂漆区域的图像传输给控制计算机，控制计算机控制三轴运动系统和漆量控制器，完成火工品涂漆过程。本发明生产效率高，涂漆工艺的质量一致性好，产品良品率进一步提高，满足了火工品设备柔性化的生产需求，使得生产工艺的安全性得到改善。

Description

一种火工品专用自动涂漆设备

技术领域

本发明涉及一种火工品涂覆技术。

背景技术

火工品涂漆工艺，在火工品制造过程中是一个重要的环节，主要起到收口部位的密封作用。目前，由于火工品生产和流通的特殊性，国内的火工品涂漆工艺基本采用纯手工工艺，即用竹签蘸取漆(胶)在需要涂覆的位置进行涂覆密封，工艺的安全性差，生产效率低，且密封漆的取用量也因人为因素导致涂漆厚度不同，致使产品质量一致性受到影响。可见火工品涂漆工艺水平直接制约着火工品制造工艺水平的发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种火工品专用自动涂漆设备，安全性强，生产效率高、质量一致性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种火工品专用自动涂漆设备，包括机架、三轴运动系统、漆量控制器、漆筒、工作台、控制计算机及视觉系统。

所述的三轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的机架采用悬臂式结构，通过Y轴运动系统安装在工作台上，能够沿工作台面水平往复运动；所述的X轴运动系统和Z轴运动系统安装在机架上，X轴运动系统带动Z轴运动沿机架做水平往复运动，Z轴运动系统带动漆筒垂直于工作台面做往复运动；所述的漆量控制器连接压缩空气源和漆筒，通过控制压缩空气的进给推动漆筒内部的活塞，从而控制出漆；所述的视觉系统安装在Z轴运动系统上，采集涂漆区域的图像传输给控制计算机，控制计算机控制三轴运动系统和漆量控制器，完成火工品涂漆过程。

所述的视觉系统分块采集涂漆区域的图像并存储，当完整的涂漆区域图像采集完毕，控制计算机一次性对所采集的图像进行处理，拟合出涂漆区域轮廓的几何特征，依据涂漆区域中心与涂漆区域轮廓的位置特征，提取涂漆区域中心的坐标数值传输给三轴运动系统，驱动漆筒移动到正确的位置。

所述的三轴运动系统由伺服电机带动滚珠丝杠，将电机轴的旋转运动转化为轴向的直线运动。

所述的漆筒通过漆筒夹固定在Z轴运动系统上，通过更换漆筒夹或采用弹性漆筒夹来使用不同容量的漆筒。

所述的工作台面上矩阵式的排列有螺纹孔，用来装卡不同大小的矩阵盘。

所述的控制计算机采用手持编程器进行输入；所述的工作台放置于防爆间内部，手持可触摸编程器放置于防爆间外。

本发明的有益效果是：

1)生产效率明显提高

本发明替代了火工品涂漆工艺长期以来采用纯手工方式进行涂漆的工作模式，操作人员只需将装盒后的产品放在涂漆设备下方即可实现产品的涂漆工艺，大大的节省了人力成本，生产效率至少提高五到十倍。

2)通过精准的流量控制，大大提高了涂漆工艺的质量一致性，产品良品率进一步提高。

本发明借鉴智能运动控制定位技术及成熟的胶体封装技术，控制漆或胶体以特定方式通过预先设定的路径涂覆或灌注到相应产品的特定位置，并能够通过计算机控制系统实现不同产品涂漆(胶)的轨迹设定、矩阵设定及胶体流量设定。通过精准的流量控制，大大提高了涂漆工艺质量一致性，产品良品率进一步提高。这些都是手工操作无法比拟的。

3)满足了火工品设备柔性化的生产需求。

本发明具有涂漆轨迹及胶体流量可灵活设定的特点，采用可更换式的胶筒及可更换式矩阵盘设计，使得设备可以满足火工品涂漆、涂胶工艺涉及的不同类型产品。

4)人机隔离式操作，使得生产工艺的安全性得到改善

充分考虑火工品生产的高危特点，本发明采用人机分离的设计方式，即设备主体放置于防爆间内部，手持可触摸编程器放置于防护间外，使得操作人员生产安全性得以保障。

综上所述，火工品智能制造作为制造业创新能力的关键核心项目日趋成熟，本发明的研制不但填补了国内火工品涂覆工艺自动化的空白，大大的节省了人力成本，实现涂覆工艺自动化的同时还实现了高精度、柔性化，对提高产品质量有着极其重大的意义，满足了武器系统发展对火工品提出的高标准化要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是机架结构示意图；

图3是Y轴运动系统结构图；

图4是X轴运动系统结构图；

图5是Z轴运动系统结构图；

图6是高分辨视觉系统示意图；

图7是漆量控制器示意图；

图8是工作台面示意图；

图9是矩阵盘示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

如图1所示，本发明提供的火工品专用涂漆设备，主要包括机架100、XYZ三轴运动系统200、漆量控制器300、漆筒400、工作台500、控制面板600、手持式可触摸编程器700及视觉系统800等组件。

如图2所示，机架100采用悬臂式的结构，XZ运动系统均固定于此，各运动部位的支座力全部由机架承担，机架与工作台可靠连接，保证了各部分的强度和刚度的稳定，以达到精度稳定、整体结构稳定。

设备共有XYZ三个运动方向，每个方向都做直线运动，Y轴运动系统控制漆筒的前后运动，固定在工作台上，Z轴(上下)运动系统与X轴(左右)运动系统连接，以悬臂的形式连接在工作台上。XYZ三轴运动系统均由伺服电机带动精密滚珠丝杠执行，将电机轴的旋转运动转化为轴向的直线运动，实现了设备在规定工作范围内各个点的点涂及设定轨迹的涂覆。在PLC控制下，该结构能按照程序自动运动到设定的目标位置，实现预先设定的点或轨迹，重复精度可达±0.01mm。

如图3所示，Y轴运动系统安装在工作台上，主要由伺服电机1、电机端同步带轮2、直线滑轨3、伺服驱动器4、滚珠丝杠5、丝杠端同步带轮6、同步带7、丝杠固定端轴承座8、感应开关9、丝杠浮动端轴承座10组成。伺服电机1连接电机端同步带轮2，滚珠丝杠5连接丝杠端同步带轮6，这样通过同步带7将伺服电机的旋转转化为滚珠丝杠的直线运动，实现Y轴方向运动。

基与上述的结构和原理，X轴运动系统与Z轴运动系统采用了与Y轴同样的结构和原理。X轴运动系统与Z轴运动系统结构及组成见图4、图5。

如图6所示，视觉系统安装于Z轴运动系统上，整体可跟随Z轴运动系统上下移动，主要由相机、镜头、光源、光源控制器、视觉采集卡组成。

视觉系统主要作用是通过机器视觉对涂漆位置进行自动检测，主要过程分为图像采集、图像处理和位置坐标的提取与输出三个部分。相机按照涂漆区域的分割进行图像的分块采集，并将采集到的图像存储于工控机内存内，当完整的芯片图像采集完毕，计算机一次对所采集的图像进行处理，拟合出涂漆区域轮廓的几何特征，最后，依据涂漆点中心与涂漆区轮廓的位置特征，提取涂漆点中心的坐标数值传输给电机执行机构，驱动运动平台移动到正确的位置。

漆量控制器安装于Z轴运动系统上，与视觉系统一样可以整体跟随Z轴运动系统上下移动，漆量控制器为外购件即市场上的点胶控制器。它一端接压缩空气源，另一端与漆筒相连，从而通过控制压缩空气的进给推动漆筒内部的活塞而达到出漆的目的。

为了满足设备的柔性化生产，设备漆筒及矩阵盘均为可更换式，如图7所示，漆筒根据需要设计有不同的容量，根据需要进行更换。

同样，如图8所示，摆放产品的矩阵盘根据不同的产品有不同的规格，矩阵盘可快速装卡于工作台面上。工作台面上矩阵式的排列有螺纹孔，用来装卡不同类型的矩阵盘，装卡方式见图9。

充分考虑火工品生产的高危特点，火工品专用自动涂漆设备采用人机分离的设计方式，即设备主体放置于防爆间内部，手持可触摸编程器放置于防爆间外，便于操作人员安全的进行操作及编程。

手持编程器和伺服电机的控制系统组成设备控制系统，手持编程器进行人机对话，把需要执行的轨迹信息经过各种按键传输给伺服电机的控制器中，经过控制中心转换成伺服电机的执行指令，使伺服电机执行相应的动作，比如各种圈涂、点涂等等，达到可靠精确度和稳定性。

本发明现已应用于火工品雷管、点火具、电发火件、电雷管等几十种产品的涂漆涂胶工艺，生产效率、生产安全性均满足产品技术要求和生产可靠性、安全性、经济性要求。

Claims (6)

1.一种火工品专用自动涂漆设备，包括机架、三轴运动系统、漆量控制器、漆筒、工作台、控制计算机及视觉系统，其特征在于：所述的三轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统和Z轴运动系统；所述的机架采用悬臂式结构，通过Y轴运动系统安装在工作台上，能够沿工作台面水平往复运动；所述的X轴运动系统和Z轴运动系统安装在机架上，X轴运动系统带动Z轴运动沿机架做水平往复运动，Z轴运动系统带动漆筒垂直于工作台面做往复运动；所述的漆量控制器连接压缩空气源和漆筒，通过控制压缩空气的进给推动漆筒内部的活塞，从而控制出漆；所述的视觉系统安装在Z轴运动系统上，采集涂漆区域的图像传输给控制计算机，控制计算机控制三轴运动系统和漆量控制器，完成火工品涂漆过程。

2.根据权利要求1所述的火工品专用自动涂漆设备，其特征在于：所述的视觉系统分块采集涂漆区域的图像并存储，当完整的涂漆区域图像采集完毕，控制计算机一次性对所采集的图像进行处理，拟合出涂漆区域轮廓的几何特征，依据涂漆区域中心与涂漆区域轮廓的位置特征，提取涂漆区域中心的坐标数值传输给三轴运动系统，驱动漆筒移动到正确的位置。

3.根据权利要求1所述的火工品专用自动涂漆设备，其特征在于：所述的三轴运动系统由伺服电机带动滚珠丝杠，将电机轴的旋转运动转化为轴向的直线运动。

4.根据权利要求1所述的火工品专用自动涂漆设备，其特征在于：所述的漆筒通过漆筒夹固定在Z轴运动系统上，通过更换漆筒夹或采用弹性漆筒夹来使用不同容量的漆筒。

5.根据权利要求1所述的火工品专用自动涂漆设备，其特征在于：所述的工作台面上矩阵式的排列有螺纹孔，用来装卡不同大小的矩阵盘。

6.根据权利要求1所述的火工品专用自动涂漆设备，其特征在于：所述的控制计算机采用手持编程器进行输入；所述的工作台放置于防爆间内部，手持可触摸编程器放置于防爆间外。