CN109939867A - 一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，包括喷涂机器人本体、溶剂罐、空压机、液位开关、电磁阀、开关电源、电源开关、讯响器，还具有控制电路，第三只电磁阀安装在喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端，喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端上部三通管，第一只、第二只电磁阀分别安装在三通管上端，第一只电磁阀和空压机储气罐连接，第二只电磁阀和溶剂罐连接，开关电源、电源开关、控制电路、讯响器安装电路板上并和电磁阀、液位开关经导线连接，液位开关安装在溶剂罐内。本发明全程不需要人工进行操作，能达到好的清洗效果、省时省力、提高了工作效率，并且不会对生产进度造成影响。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

Description

一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人

技术领域

本发明涉及喷涂机器人领域，特别是一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人。

背景技术

喷涂机器人是汽车生产领域等中广泛使用的一种自动喷涂设备，工作时喷涂机器人通过PLC程序控制为汽车表面喷涂上油漆。喷涂机器人的喷枪枪管以及下端的枪帽喷孔由于其孔径小，容易在使用后因残留油漆干燥而堵塞，或者导致孔径变小，从而对下次的正常使用带来影响，因此每次使用后，对喷涂机器人喷枪的枪管以及枪帽清洗是保证喷涂机器人是否能正常工作的前提。

现有的对喷涂机器人喷枪的枪管以及枪帽清洗方式，一般是人工将喷枪的枪管、枪帽和喷涂机器人本体拆卸分离，然后采用清洗溶剂对枪管内、枪帽进行分别清洗。人工清洗存在费时费力、效率不高的特点，而且因为清洗速度慢，且拆卸组装也需要一定时间，会对汽车的正常生产进程带来影响。

发明内容

为了克服现有喷涂机器人因结构所限，进行喷枪的枪管以及枪帽清洗中存在的弊端，本发明提供了具有控制电路、溶剂罐等部件，喷涂机器人在工作间隙或停止生产后，操作者打开电源开关后，控制电路能自动控制溶剂罐内具有压力的清洗溶剂和空压机储气罐内压缩空气，循环交替进入喷枪的枪管内，并从枪帽的喷孔喷出进行清洗及吹干，由此全程不需要人工进行操作，能达到好的清洗效果、省时省力、提高了工作效率，并且不会对生产进度造成影响的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，包括高压输液泵、喷涂机器人本体、溶剂罐、空压机、液位开关、电磁阀、开关电源、电源开关、讯响器，其特征在于还具有控制电路，第三只电磁阀的出液口安装在喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端，第三只电磁阀的进液口和喷涂机器人本体的配套高压输液泵出液口经软管连接在一起，在喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端上部、位于第三只电磁阀左端有一只和枪管内部空间相通的三通管，第一只、第二只电磁阀的排气口、排液口分别安装在三通管上端两个进气口、进液口上，第一只电磁阀的进气口和空压机储气罐的排气口经软管连接，第二只电磁阀的进液口和溶剂罐下端的出液管经软管连接，开关电源、电源开关、控制电路、讯响器安装电路板上，电路板安装在元件盒内，液位开关安装在溶剂罐内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极经导线连接，开关电源的电源输出端正极和第一只、第二只电源开关一端经导线连接，第一只电源开关另一端和控制电路正极电源输入端、液位开关一端经导线连接，第二只电源开关的另一端和第三只电磁阀正极电源输入端经导线连接，液位开关另一端和讯响器正极电源输入端经导线连接，控制电路第一、第三个输出端和第一只电磁阀正极电源输入端经导线连接，控制电路第二、第四个输出端和第二只电磁阀正极电源输入端经导线连接，开关电源的负极电源输出端和控制电路、第一只电磁阀、第二只电磁阀、第三只电磁阀、讯响器负极电源输入端经导线连接。

所述溶剂罐的上端中部有一只和其内部空间相通的加液管，下端中部有一只和其内部空间相通的出液管，在溶剂罐的上右端还安装有压力表、加气嘴，加液管配套有一个上盖。

所述液位开关是浮球常闭触点式开关。

所述电磁阀是常闭式阀芯电磁阀。

所述开关电源是交流220V转直流开关电源模块。

所述讯响器是有源连续声报警器。

所述控制电路包括单片机模块和继电器，其间经电路板布线连接，单片机模块的主控芯片型号是STM32F103C8T6，单片机模块的正极电源输入端5脚和四只继电器控制电源输入端连接，单片机模块的负极电源输入端6脚和四只继电器负极电源输入端连接，单片机模块的第一个、第三个电源输出端1脚及3脚分别和第一只、第二只继电器的正极电源输入端连接，单片机模块的第二个、第四个电源输出端2脚及4脚分别和第三只、第四只继电器的正极电源输入端连接。

本发明有益效果是：本发明喷涂机器人本体的其余使用过程和使用原理、使用功能和现有喷涂机器人对汽车喷涂作业完全一致。工作时，在控制电路作用下，控制电路会控制第一只、第二只电磁阀间隔一定时间交替得电工作其内部阀芯打开，这样，溶剂罐内具有压力的清洗溶剂和空压机储气罐内压缩空气，会循环交替进入喷枪的枪管内，并从枪帽的喷孔喷出，从而对喷涂机器人本体的喷枪枪管内和枪帽进行清洗和吹干工序。本发明全程不需要人工进行操作，能达到好的清洗效果、省时省力、提高了工作效率，并且不会对生产进度造成影响。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，包括高压输液泵、喷涂机器人本体、溶剂罐1、空压机、液位开关2、电磁阀3、开关电源4、电源开关5、讯响器6，还具有控制电路7，第三只电磁阀33的出液口安装在喷涂机器人本体喷枪的枪管8右侧端，第三只电磁阀33的进液口和喷涂机器人本体的配套高压输液泵出液口经软管10连接在一起，在喷涂机器人本体喷枪的枪管8右侧端上部、位于第三只电磁阀33左端有一只和枪管内部空间相通的三通管9，第一只电磁阀31、第二只电磁阀32的排气口、排液口分别安装在三通管9上端两个进气口、进液口上，第一只电磁阀31的进气口和空压气储气罐的排气口经软管10连接，第二只电磁阀32的进液口和溶剂罐下端的出液管101经软管10连接，开关电源4、电源开关5、控制电路7、讯响器6安装电路板上，电路板安装在元件盒11内，元件盒11安装在生产车间的电气控制箱内，溶剂罐1安装在生产车间的设备箱内，液位开关2安装在溶剂罐1内。

图1中所示，溶剂罐1的上端中部有一只和其内部空间相通的加液管102，下端中部有一只和其内部空间相通的出液管101，在溶剂罐的上右端还安装有压力表103、加气嘴104，压力表103的进气管、加气嘴104的排气口下端和溶剂罐1内部空间相通，加液管102配套有一个上盖105。液位开关2是型号ZW-FUQIU的不锈钢浮球常闭触点式开关成品，液位开关2的上端通过螺栓安装在溶剂罐1内中部，液位开关2的浮球下端和溶剂罐1内下部间隔一定距离(5cm)，当浮球受到液体浮力上升时，其内部两个常闭触点处于开路状态，当浮球无液体浮力下降到下止点时，其内部两个常闭触点处于闭合状态，液位开关2的导线从溶剂罐1上端开孔引出到溶剂罐1外，开孔经密封胶密封，溶剂罐1内空气不会从开孔以及上盖105溢出。

图2中所示，液位开关ST是型号ZW-FUQIU的不锈钢浮球常闭触点式开关成品，电磁阀S1、S2、S3是品牌正科、工作电压直流24V的常闭式阀芯电磁阀，功率是3W。开关电源A1是品牌明纬的交流220V转直流24V开关电源模块成品，具有两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚。电源开关S1、S2是普通拨动电源开关，电源开关S1、S2的操作手柄位于元件盒前端下部开孔外。讯响器B是品牌翼盟的有源连续声报警器成品，工作电压是直流24V。控制电路包括具有5V稳压电路供电的单片机模块A2和继电器K1、K2、K3、K4，其间经电路板布线连接，单片机模块A2的主控芯片型号是STM32F103C8T6(5V电源为主控芯片单独供电)，单片机模块A2的正极电源输入端5脚和四只继电器K1、K2、K3、K4控制电源输入端连接，单片机模块A2的负极电源输入端6脚和四只继电器K1、K2、K3、K4负极电源输入端连接，单片机模块A2的第一个、第三个电源输出端1脚及3脚分别和第一只、第二只继电器K1及K3的正极电源输入端连接，单片机模块A2的第二个、第四个电源输出端2脚及4脚分别和第三只、第四只继电器K2及K4的正极电源输入端连接。

图2中所示，开关电源A1的电源输入端1及2脚和220V交流电源两极分别经导线连接。开关电源A1的电源输出端正极3脚和第一只电源开关S1、第二只电源开关S2一端经导线连接。第一只电源开关S1另一端和控制电路单片机模块A2正极电源输入端5脚、液位开关ST一端经导线连接。第二只电源开关S2的另一端和第三只电磁阀DC3正极电源输入端经导线连接。液位开关ST另一端和讯响器B正极电源输入端经导线连接。控制电路第一、第三个输出端继电器K1、K3常开触点端和第一只电磁阀DC1正极电源输入端经导线连接。控制电路第二、第四个输出端继电器K2、K4常开触点端和和第二只电磁阀DC2正极电源输入端经导线连接。开关电源A1的负极电源输出端4脚和控制电路负极电源输入端单片机模块A2的6脚以及第一只电磁阀DC1、第二只电磁阀DC2、第三只电磁阀DC3、讯响器B负极电源输入端经导线连接。

图1、2中所示，本发明喷涂机器人本体的其余使用过程和使用原理、使用功能和现有喷涂机器人对汽车喷涂作业完全一致。220V交流电源进入开关电源A1的1及2脚后，开关电源A1在其内部电路作用下，其3及4脚会输出稳定的24V直流电源进入两只电源开关S1、S2一端；工作时，打开第二只电源开关S2后，于是，第三只电磁阀DC3得电工作其内部阀芯打开，喷涂机器人本体高压输液泵出液口输出的高压喷涂漆液、经喷涂机器人本体喷枪的枪管8流出，并经枪帽81雾状喷出，从而为汽车表面喷涂上漆液。本发明使用前打开溶剂罐1的上盖103，然后往溶剂罐1内加入香蕉水、汽油等清洗溶剂，加入量为溶剂罐1内部容积的一半左右就可，然后用空压机经加气嘴105往溶剂罐1内加入压缩空气，通过观察压力表104的指针，压力达到3MP左右就可，后续多次使用中，当溶剂罐1内压力低于0.5MP左右时，可再次为溶剂罐1内加入压缩空气。

图1、2中所示，控制电路、电磁阀中：需要清洗机器人本体喷枪的枪管8以及枪帽81时，操作人员先关闭第二只电源开关S2，于是，第三只电磁阀DC3失电不再工作其内部阀芯关闭，保证后续清洗中清洁溶剂不会从第三只电磁阀DC3溢出；当控制电路得电工作后，单片机模块A2在其内部电路作用下，会先从其1脚输出5秒钟高电平进入继电器K1正极电源输入端(继电器K1负极电源输入端、控制电源输入端分别和开关电源A1的4及3脚相通)，于是，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合5秒钟，由于电磁阀DC1负极电源输入端和开关电源A1的4脚此刻相通、正极电源输入端和继电器K1常开触点端相连，所以5秒钟时间内，电磁阀DC1会得电工作其内部阀芯打开，这样，溶剂罐2内具有压力的清洁溶剂会从其下部出液管101、软管10进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出(进入废液桶内)，过程中，清洁溶液会将枪管8内、枪帽81喷孔内油漆等残留异物带走喷出于枪管8外，达到好的初步清洗效果；5秒钟后，单片机模块A2的1脚不再输出高电平，继电器K1、电磁阀DC1均失电不再工作，电磁阀DC1内部阀芯关闭，清洁溶液不再进入枪管8内，保证后续吹干流程的进行；间隔2秒钟，单片机模块A2从其2脚输出10秒钟高电平进入继电器K2正极电源输入端(继电器K2负极电源输入端、控制电源输入端分别和开关电源A2的4及3脚相通)，于是，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合10秒钟，由于电磁阀DC2负极电源输入端和开关电源A1的4脚此刻相通、正极电源输入端和继电器K2常开触点端相连，所以10秒钟时间内，电磁阀DC2会得电工作其内部阀芯打开，这样，空压机储气罐内压缩空气会经软管10进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，过程中，压缩空气会将枪管8内、枪帽81喷孔内油漆等残留异物以及清洗后残留液体带走喷出于枪管18外，达到好的初步吹干效果；10秒钟后，单片机模块A2的2脚不再输出高电平，继电器K2、电磁阀DC2均失电不再工作，电磁阀DC2内部阀芯关闭，压缩空气不再进入枪管8内，保证后续清洁流程的再次进行；间隔2秒钟，单片机模块A2从其3脚输出5秒钟高电平进入继电器K3正极电源输入端(继电器K3负极电源输入端、控制电源输入端分别和开关电源A2的4及3脚分相通)，于是，继电器K3得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合5秒钟，由于电磁阀DC1负极电源输入端和开关电源A1的4脚此刻相通、正极电源输入端和继电器K3常开触点端相连，所以5秒钟时间内，电磁阀DC1会再次得电工作其内部阀芯打开，这样，溶剂罐1内具有压力的清洁溶剂会再次从其下部出液管101、软管10进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，过程中，清洁溶液会将枪管8内、枪帽81喷孔内油漆等残留异物带走喷出于枪管8外，达到好的二次清洗效果；5秒钟后，单片机模块A2的1脚不再输出高电平，继电器K3、电磁阀DC1均失电不再工作，电磁阀DC1内部阀芯关闭，清洁溶液不再进入枪管8内，保证后续再次吹干流程的进行；间隔2秒钟，单片机模块A2从其4脚输出10秒钟高电平进入继电器K4正极电源输入端(继电器K4负极电源输入端、控制电源输入端分别和开关电源A2的4及3脚相通)，于是，继电器K4得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合10秒钟，由于电磁阀DC2负极电源输入端和开关电源A1的4脚此刻相通、正极电源输入端和继电器K4常开触点端相连，所以10秒钟时间内，电磁阀DC2会再次得电工作其内部阀芯打开，这样，空压机储气罐内压缩空气会经软管10再次进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，过程中，压缩空气会将枪管8内、枪帽81喷孔内油漆等残留异物以及清洗后残留液体带走喷出于枪管8外，达到好的二次吹干效果；10秒钟后，单片机模块A2的4脚不再输出高电平，继电器K4、电磁阀DC2均失电不再工作；间隔2秒钟，单片机模块A2又从其1脚输出5秒钟高电平进入继电器K1正极电源输入端，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合5秒钟，电磁阀DC1会再次得电工作其内部阀芯打开，溶剂罐1内具有压力的清洁溶剂会再次从其下部出液管101、软管10进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，达到好的三次清洗效果；5秒钟后，单片机模块A2的1脚不再输出高电平，继电器K1、电磁阀DC1均失电不再工作，间隔2秒钟，单片机模块A2又从其2脚输出10秒钟高电平进入继电器K2正极电源输入端，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合10秒钟，电磁阀DC2会再次得电工作其内部阀芯打开，这样，空压机储气罐内压缩空气会经软管10再次进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，达到好的三次吹干效果；10秒钟后，单片机模块A2的2脚不再输出高电平，继电器K2、电磁阀DC2均失电不再工作，间隔2秒钟，单片机模块A2又从其3脚输出5秒钟高电平进入继电器K3正极电源输入端，继电器K3得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合5秒钟，电磁阀DC1会再次得电工作其内部阀芯打开，溶剂罐1内具有压力的清洁溶剂会再次从其下部出液管101、软管10进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，达到好的四次清洗效果；5秒钟后，单片机模块A2的3脚不再输出高电平，继电器K3、电磁阀DC1均失电不再工作，间隔2秒钟，单片机模块A2又从其4脚输出10秒钟高电平进入继电器K4正极电源输入端，继电器K4得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合10秒钟，电磁阀DC2会再次得电工作其内部阀芯打开，这样，空压机储气罐内压缩空气会经软管10再次进入喷枪的枪管8内，并从枪帽81下端喷射而出，达到好的四次吹干效果，10秒钟后，单片机模块A2的1、2、3、4脚均不再输出高电平，完成所有清洗工序。

图1、2中所示，使用中，当溶剂罐1内清洁溶剂量足，液位开关ST的浮球受到液体浮力上升时，液位开关ST其内部两个常闭触点处于开路状态，讯响器B不发声，当溶剂罐1内清洁溶剂量减少到一定，液位开关ST浮球无液体浮力下降到下止点时，其内部两个常闭触点处于闭合状态，于是，讯响器B的正极获得电源而工作发声、提示使用者应该加入清洁溶剂了(讯响器B的负极电源输入端和开关电源A1的4脚相通)，直到使用者关闭开关电源A1的总电源开关为止，讯响器B才不会发声。继电器K1、K2、K3、K4品牌是松乐、型号是SLA-24VDC-SL，具有两个电源输入端，两个控制电源输入端、两个常闭触点端、两个常开触点端。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，包括高压输液泵、喷涂机器人本体、溶剂罐、空压机、液位开关、电磁阀、开关电源、电源开关、讯响器，其特征在于还具有控制电路，第三只电磁阀的出液口安装在喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端，第三只电磁阀的进液口和喷涂机器人本体的配套高压输液泵出液口经软管连接在一起，在喷涂机器人本体喷枪的枪管右侧端上部、位于第三只电磁阀左端有一只和枪管内部空间相通的三通管，第一只、第二只电磁阀的排气口、排液口分别安装在三通管上端两个进气口、进液口上，第一只电磁阀的进气口和空压机储气罐的排气口经软管连接，第二只电磁阀的进液口和溶剂罐下端的出液管经软管连接，开关电源、电源开关、控制电路、讯响器安装电路板上，电路板安装在元件盒内，液位开关安装在溶剂罐内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极经导线连接，开关电源的电源输出端正极和第一只、第二只电源开关一端经导线连接，第一只电源开关另一端和控制电路正极电源输入端、液位开关一端经导线连接，第二只电源开关的另一端和第三只电磁阀正极电源输入端经导线连接，液位开关另一端和讯响器正极电源输入端经导线连接，控制电路第一、第三个输出端和第一只电磁阀正极电源输入端经导线连接，控制电路第二、第四个输出端和第二只电磁阀正极电源输入端经导线连接，开关电源的负极电源输出端和控制电路、第一只电磁阀、第二只电磁阀、第三只电磁阀、讯响器负极电源输入端经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于溶剂罐的上端中部有一只和其内部空间相通的加液管，下端中部有一只和其内部空间相通的出液管，在溶剂罐的上右端还安装有压力表、加气嘴，加液管配套有一个上盖。

3.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于液位开关是浮球常闭触点式开关。

4.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于电磁阀是常闭式阀芯电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于开关电源是交流220V转直流开关电源模块。

6.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于讯响器是有源连续声报警器。

7.根据权利要求1所述的一种带自动清洗涂料管道及喷头的喷涂机器人，其特征在于控制电路包括单片机模块和继电器，其间经电路板布线连接，单片机模块的主控芯片型号是STM32F103C8T6，单片机模块的正极电源输入端5脚和四只继电器控制电源输入端连接，单片机模块的负极电源输入端6脚和四只继电器负极电源输入端连接，单片机模块的第一个、第三个电源输出端1脚及3脚分别和第一只、第二只继电器的正极电源输入端连接，单片机模块的第二个、第四个电源输出端2脚及4脚分别和第三只、第四只继电器的正极电源输入端连接。