CN110523561A - 自动喷涂及固化涂层系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动喷涂及固化涂层系统及方法，该系统由装有喷枪和爪子的机器手臂、旋转喷盘和定位卡盘组成的由电机带动的圆形6工位转台、连接传送带和带有位移传感器的自动小门的烘烤箱以及基于PLC的控制系统组成。系统可根据工件尺寸大小，控制电机带动定位卡盘夹紧工件，并控制电机带动转台旋转和升降来满足每一个工位的公转速度和转台合适的转动角度，设定合适的工位转台自转速度或角度和工业机器人喷枪移动速度，确保在设定时间内完成6个工件的表面喷涂；工件喷涂完毕后被送到传送带运至烘烤箱，系统控制传送带速度和小门打开和关闭的时间，有效的省电省时，减少成本。该系统采用模块化结构设计，可靠性高，应用前景广阔。

Description

自动喷涂及固化涂层系统及方法

技术领域

本发明涉及喷涂领域，具体地，涉及一种自动喷涂及固化涂层系统及方法。

背景技术

目前市场、企业上多使用机械手旋转对工件进行自动喷涂，但机械手自动喷涂机构设计复杂、系统编程难度大，维修困难、价格昂贵。以ABB牌IRB 52-7/1.2型喷涂机器人为例，涉及到很多编程、颜色识别、算法等领域，一旦机器产生故障，普通维修人员难以处理，而且价格昂贵，一台售价约为62万元。对工件进行加热固化方式，可分为热风对流方式：及热风对流加辐射等几种方式。热风对流加热均匀，温度控制高，适用于高质量涂层，不受工件形状和结构复杂程度影响，但升温速度较慢，热效率较低。热远红外线辐射方式：热辐射加热通常使用红外线，使底材和涂料同时加热，升温速度快，热效率高，占地面积小，但温度不易均匀。热风对流加辐射组合方式：一般先辐射后对流，利用辐射加热快的优点，使工件加热，再利用热风对流保温，保证烘干质量。所以在投入很大资源来满足温度的同时，也流失了大量的热量，损失很大的投入。本发明利电动机来带动定位卡盘、工件和旋转喷盘进行旋转，能是工件喷涂完整均匀，喷枪可以改变位置和角度，对工件进行内外喷涂，在固化过程中，传送带和烘烤箱小门由系统控制运转和开关，极大地节省了电力和时间，而且烘烤箱的小门能自动开关，有效的保证烘烤箱的热量不易流失，被充分利用。涉及配件市场上很容易可以购得，且价格便宜，维修方便简单。本发明不但可以自动精准的完成工件喷涂工作，而且极大的减轻了中小企业财政压力，在目前市场上具有巨大的价格优势。

目前市场上的喷涂机器人，对于工件的装夹没有采用自动定位，喷涂时工件无法固定于最佳的位置；喷涂工作时，仅仅依靠机器手的移动来完成。

例如：公开号为CN107127092A的中国专利申请“刹车片的自动喷涂流水线”，包括具有上料工位及下料工位且可循环运行的传送带、设于传送带的上料工位及下料工位之间的喷漆房及烘干装置、沿喷漆房及驱动传送带的传送带驱动装置、传送带上悬挂着若干个可供刹车片悬挂的喷漆挂件。虽然该喷涂流水线能够自动完成攻坚队喷涂固化任务，但是悬挂式挂件在喷枪喷涂时，由于受到喷枪的气体冲击力，致使工件有一定的摆动，会出现工件喷涂不完整、涂层薄厚不均匀的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动喷涂及固化涂层系统及方法。

根据本发明提供的一种自动喷涂及固化涂层系统，包括抓取装置、喷涂装置、旋转喷盘、驱动装置、烘烤装置以及控制装置，其中：

抓取装置、喷涂装置以及烘烤装置分布在所述旋转喷盘的周向上；

旋转喷盘上设置有多个用于定位工件的定位卡盘；

所述驱动装置驱动旋转喷盘的转动、工件的转动以及定位卡盘运动；

所述控制装置控制抓取装置、驱动装置以及烘烤装置的运动。

优选地，所述抓取装置包括抓取机械手臂和设置在抓取机械手臂上的抓取件，其中：

控制装置控制抓取机械手臂升降、旋转，控制抓取件抓取或者松开工件。

优选地，所述喷涂装置包括喷涂手臂和喷枪，其中：

控制装置控制喷涂手臂升降、旋转，进而带动喷枪对工件进行喷涂。

优选地，所述驱动装置包括第一电机、第二电机以及第三电机，其中：

所述第一电机连接所述定位卡盘并控制定位卡盘进行对工件的内外定位；

所述第二电机设置在旋转喷盘上，并能够带动工件转动；

所述第三电机设置在支撑旋转喷盘的基座上，并驱动所述旋转喷盘转动。

优选地，所述烘烤装置包括烘烤箱和传送装置，其中：

烘烤箱包括入口和出口，传送装置能够带动工件自入口进入烘烤箱，并自所述出口离开烘烤箱。

根据本发明提供的一种自动喷涂及固化涂层方法，包括如下步骤：

抓取步骤：抓取装置将待喷涂工件抓取放置于旋转喷盘工位上；

定位步骤：根据需对待喷涂工件喷涂的位置，通过定位卡盘对待喷涂工件进行定位；

喷涂步骤：通过喷涂装置对待喷涂工件进行喷涂；

烘烤步骤：抓取装置抓取喷涂完的工件至烘烤装置，烘烤装置对所述工件进行烘烤。

优选地，喷涂步骤还包括工件旋转步骤：驱动装置带动工件进行转动。

优选地，所述烘烤步骤包括：

进入步骤：烘烤装置的传送装置带动工件自入口进入烘烤装置的烘烤箱进行烘烤；

离开步骤：烘烤装置的传送装置带动工件自出口离开烘烤装置的烘烤箱。

优选地，旋转喷盘上设置有六个工位。

优选地，定位卡盘和喷枪的位置的选择能够实现对工件内外部的喷涂。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过电动机控制定位卡盘对工件内外定位、工件旋转、工位的切换，可以对工件进行全面均匀的喷涂；

2、本发明的工作台使用自动定位卡盘，可以精确装夹定位工件，减少装夹时间；

3、本发明的传送带和烘烤箱小门由系统控制运转和开关，有效的保证烘烤箱的热量不易流失，热量被充分利用，极大地节省了电力和时间。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为自动喷涂及固化涂层系统的结构示意图。

图中示出：

工件 1

工作台 2

抓取机械手臂 3

旋转喷盘 4

定位卡盘 5

第一电机 6

第二电机 7

第三电机 8

基座 9

喷涂手臂 10

喷枪 11

烘烤箱 12

传感器 13

入口 14

出口 15

传送带 16

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，根据本发明提供的一种六工位自动喷涂及固化涂层系统，包括抓取装置、喷涂装置、旋转喷盘4、驱动装置、烘烤装置以及控制装置，抓取装置、喷涂装置以及烘烤装置分布在所述旋转喷盘的周向上；旋转喷盘4上设置有六个用于定位工件的定位卡盘5；驱动装置驱动旋转喷盘4的转动、工件1的转动以及定位卡盘5运动；控制装置控制抓取装置、驱动装置以及烘烤装置的运动。抓取装置包括抓取机械手臂3和设置在抓取机械手臂3上的抓取件，控制装置控制抓取机械手臂3升降、旋转，控制抓取件抓取或者松开工件。喷涂装置包括喷涂手臂10和喷枪11，控制装置控制喷涂手臂10升降、旋转，进而带动喷枪11对工件进行喷涂。驱动装置包括第一电机6、第二电机7以及第三电机8，第一电机6连接所述定位卡盘5并控制定位卡盘5进行对工件1的内外定位；第二电机7设置在旋转喷盘4上，并能够带动工件1转动，使工件1全面均匀的喷涂；第三电机8设置在支撑旋转喷盘5的基座9上，通过联轴器连接旋转喷盘4，并驱动所述旋转喷盘4转动。烘烤装置包括烘烤箱12和传送带16，烘烤箱12包括入口14和出口15，传送带16能够带动工件自入口14进入烘烤箱12，并自所述出口15离开烘烤箱12。还包括工作台2，工作台2上放置有工件1。

本发明还提供了一种六工位自动喷涂及固化涂层方法，本方法适用于对管道件、轴瓦的内壁以及外表面的喷涂。具体如下：

步骤S1、工件定位：前处理好后工件1进入工作台2，抓取机械手臂3将待喷涂工件抓取放置于旋转喷盘4的工位1上。抓取机械手臂3可以进行高低调节，达到快速移动的目的。

步骤S2、喷涂选择：工位1启动，当喷涂工件需要喷涂外表面时，第一电机6启动，带动定位卡盘，由定位卡盘①处固定工件内部，当喷涂工件需要喷涂内表面时，电动机1启动，带动定位卡盘，由定位卡盘②处固定工件外部，喷涂手臂10启动，将喷枪11送到喷涂范围进行喷涂。定位卡盘5和喷枪11的位置的选择可以实现对工件1内外部的喷涂。

步骤S3、旋转喷涂：当步骤S2中喷涂选择完成，喷涂手臂10带动喷枪11进行喷涂时，第二电机7启动，带动工件旋转，使工件喷涂均匀完整。当工件为外喷时，喷枪11垂直对准工件母线方向进行喷涂；当工件为内喷时，喷枪11进入工件1内部中心上下喷涂。

步骤S4、改变工位：当步骤S3旋转喷涂完成后，第三电机8启动，带动旋转喷盘4旋转，将工位2送至到喷枪11喷涂范围，同时抓取机械手臂3启动，将待喷涂工件抓取放置到工位2上，重复步骤S2、步骤S3进行循环。

步骤S5、工件转移：当步骤S4完成时，抓取机械手臂3将工位1上喷涂好的工件抓取放置到传送带16上，传送带16启动，开始运送工件至烘烤箱12，传送带16由程序控制，给定一定的速度。

步骤S6、烘烤：当工件1距离烘烤箱12小门14小于10cm时，小门14由传感器13提供指令自动打开，工件被送至烤箱12，小门14自动关闭，传送带16停止运转，工件开始烘烤。小门12的自动开关有效的避免热量大量流失，传送带16的开启，避免空载运转，节省电力。

步骤S7、复位：烘烤一定时间后，小门15由设定的程序控制打开，传送带16启动将工件运送出去，小门15关闭，工件固化完成，系统复位开始循环工作，同时抓取机械手臂3开始重复工作。

本发明提供的自动喷涂及固化涂层系统不仅实现了自动化喷涂和对工件的内外部喷涂，解决了工件喷涂不全面、重复喷涂的问题，也解决了高温场景和喷涂有毒有害涂层物质工人无法工作的难题，同时节省大量时间；在烘烤过程中传送带16和小门14、15的及时打开和关闭，即有效的保证工件合理有效的进行固化，又防止烘烤箱内热量流失，传送带空载运转，极大地节省了资源。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种自动喷涂及固化涂层系统，其特征在于，包括抓取装置、喷涂装置、旋转喷盘、驱动装置、烘烤装置以及控制装置，其中：

抓取装置、喷涂装置以及烘烤装置分布在所述旋转喷盘的周向上；

旋转喷盘上设置有多个用于定位工件的定位卡盘；

所述驱动装置驱动旋转喷盘的转动、工件的转动以及定位卡盘运动；

所述控制装置控制抓取装置、驱动装置以及烘烤装置的运动。

2.根据权利要求1所述的自动喷涂及固化涂层系统，其特征在于，所述抓取装置包括抓取机械手臂和设置在抓取机械手臂上的抓取件，其中：

控制装置控制抓取机械手臂升降、旋转，控制抓取件抓取或者松开工件。

3.据权利要求1所述的自动喷涂及固化涂层系统，其特征在于，所述喷涂装置包括喷涂手臂和喷枪，其中：

控制装置控制喷涂手臂升降、旋转，进而带动喷枪对工件进行喷涂。

4.根据权利要求1所述的自动喷涂及固化涂层系统，其特征在于，所述驱动装置包括第一电机、第二电机以及第三电机，其中：

所述第一电机连接所述定位卡盘并控制定位卡盘进行对工件的内外定位；

所述第二电机设置在旋转喷盘上，并能够带动工件转动；

所述第三电机设置在支撑旋转喷盘的基座上，并驱动所述旋转喷盘转动。

5.根据权利要求1所述的自动喷涂及固化涂层系统，其特征在于，所述烘烤装置包括烘烤箱和传送装置，其中：

烘烤箱包括入口和出口，传送装置能够带动工件自入口进入烘烤箱，并自所述出口离开烘烤箱。

6.一种基于据权利要求1-5任一项所述的自动喷涂及固化涂层系统的自动喷涂及固化涂层方法，其特征在于，包括如下步骤：

抓取步骤：抓取装置将待喷涂工件抓取放置于旋转喷盘工位上；

定位步骤：根据需对待喷涂工件喷涂的位置，通过定位卡盘对待喷涂工件进行定位；

喷涂步骤：通过喷涂装置对待喷涂工件进行喷涂；

烘烤步骤：抓取装置抓取喷涂完的工件至烘烤装置，烘烤装置对所述工件进行烘烤。

7.根据权利要求6所述的自动喷涂及固化涂层方法，其特征在于，喷涂步骤还包括工件旋转步骤：驱动装置带动工件进行转动。

8.根据权利要求6所述的自动喷涂及固化涂层方法，其特征在于，所述烘烤步骤包括：

进入步骤：烘烤装置的传送装置带动工件自入口进入烘烤装置的烘烤箱进行烘烤；

离开步骤：烘烤装置的传送装置带动工件自出口离开烘烤装置的烘烤箱。

9.根据权利要求6所述的自动喷涂及固化涂层方法，其特征在于，旋转喷盘上设置有六个工位。

10.根据权利要求6所述的自动喷涂及固化涂层方法，其特征在于，定位卡盘和喷枪的位置的选择能够实现对工件内外部的喷涂。