CN110961284A - 一种自动喷涂装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式涉及喷涂技术领域，公开了一种自动喷涂装置，该自动喷涂装置包括：原料供给模块、工作平台、喷涂单元和控制模块；所述原料供给模块与所述喷涂单元连接，所述喷涂单元和所述控制模块相连且均安装在所述工作平台上；所述控制模块用于获取所述喷涂单元与待喷涂物体的距离，并根据所述距离控制所述喷涂单元的喷涂量。本发明实施方式还提供一种自动喷涂方法。本发明实施方式提供的自动喷涂装置和自动喷涂方法，可以使对不规则物体的喷涂比较均匀，提高喷涂的效果。

Description

一种自动喷涂装置及方法

技术领域

本发明涉及喷涂技术领域，特别涉及一种自动喷涂装置及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的爱美人士喜欢通过涂抹、喷绘、打印或贴装饰物在指甲上的方式来提高指甲的美观度。

然而，目前在对指甲进行自动化喷涂时，由于指甲表面是不规则曲面，具有不平整特性，喷涂难以达到均匀，喷涂的溶液容易在指甲表面形成不规则的纹理，喷涂的效果较差，影响指甲的美观性。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种自动喷涂装置，可以使对不规则形状的物体的喷涂比较均匀，提高喷涂的效果。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种自动喷涂装置，包括原料供给模块、工作平台、喷涂单元和控制模块；原料供给模块与喷涂单元连接，喷涂单元和控制模块相连且均安装在工作平台上；控制模块用于获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，并根据所述距离控制喷涂单元的喷涂量。

本发明的实施方式还提供了一种自动喷涂方法，包括：获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，调整喷涂单元的喷涂量，使得喷涂单元的喷涂量随着喷涂单元与待喷涂物体表面的距离的缩短而减小。

本发明实施方式相对于现有技术而言，提供的自动喷涂装置，通过控制模块获取喷涂单元与待喷涂物体的距离，并根据喷涂单元与待喷涂物体的距离来控制喷涂单元的喷涂量，在喷涂单元与待喷涂物体的距离较远时，增大喷涂量；在喷涂单元与待喷涂物体的距离较近时，减小喷涂量，这样使待喷涂物体高处和低处接收到的喷涂量接近相同，从而可以对具有不规则形状的待喷涂物体的喷涂比较均匀，提高了喷涂效果。

另外，原料供给模块包括喷涂原料容器和蠕动泵，喷涂原料容器通过第一输送管道与蠕动泵连接，蠕动泵通过第二输送管道与喷涂单元连接，第一输送管道和第二输送管道为透明硅胶管，透明硅胶管外表还设有黑色遮光层。将透明硅胶管用作输送管道可以方便检查输送管道是否有堵塞或者破损的情况；在透明硅胶管的外表设置黑色遮光层，可以避免喷涂原料在输送过程发生光固化，堵塞管道，保证喷涂的效果。

另外，控制模块包括电机，喷涂单元包括喷涂开关，电机与喷涂单元连接，电机启动时打开喷涂单元的喷涂开关。通过电机来打开喷涂单元的喷涂开关，可以实现自动喷涂，提高喷涂的自动化程度。

另外，电机为舵机，喷涂开关为插针开关，舵机转动时打开喷涂单元的插针开关、并根据舵机的摇臂的转动角度控制插针开关的打开程度。通过舵机来控制喷涂单元的插针开关的打开程度，可以控制喷涂单元的喷涂量的大小，从而根据喷涂单元与待喷涂物体的距离来对待喷涂物体进行喷涂，使喷涂比较均匀，提高喷涂的效果。

另外，控制模块还包括精调螺母，精调螺母安装在喷涂单元上、用于调节喷涂单元的喷涂量。通过精调螺母可以进一步控制喷涂单元的喷涂量，提高喷涂量调节的精度，从而提高喷涂的效果。

另外，原料供给模块还包括电磁阀，电磁阀的第一接口连接第二输送管道、第二接口连接清洗单元、第三接口连接喷涂单元，电磁阀用于控制第一接口与第三接口导通、或控制第二接口与第三接口导通，清洗单元装载有清洗液。通过连接电磁阀可以实现对喷涂单元及相应输送管道的清洗，保证喷涂作业的效果。

另外，还包括混色模块，原料供给模块为N-1个，混色模块包括多支路接头，多支路接头的接头数量大于或等于N个，N-1个原料供给模块分别与多支路接头的N-1个接头连接，多支路接头的最后一个接头与喷涂单元连接，混色模块用于在色卡程序的控制下控制N-1个原料供给模块的原料供给量进行混色，每一原料供给模块的喷涂原料容器装载的喷涂原料的颜色不同，N为大于或等于3的自然数。通过混色模块来控制原料供给模块的原料供给量，可以实现不同喷涂颜色的混色，从而得到各种各样的颜色，满足颜色多样化的喷涂需求。

另外，控制模块还包括视觉采集单元，视觉采集单元用于获取待喷涂物体的形状尺寸，控制模块根据形状尺寸控制喷涂单元的喷涂量。通过视觉采集单元来获取形状尺寸，可以避免在工作平台设置相应的刻度标尺，也提高了获取待喷涂物体的形状尺寸的便利性；根据获取的形状尺寸来控制喷涂量，可以实现自动化作业，提高喷涂的精度和喷涂的效果。

另外，工作平台包括第一驱动步进电机和第二驱动步进电机，第一驱动步进电机用于在预设程序的控制下控制喷涂单元进行X方向的移动，第二驱动步进电机用于在预设程序的控制下控制喷涂单元进行Y方向的移动。通过驱动步进电机，可以实现喷涂单元进行X方向或Y方向的精确位移定位，提高喷涂控制的精度。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明第一实施方式中自动喷涂装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中自动喷涂装置的原料供给模块的结构示意图；

图3是本发明第一实施方式中自动喷涂装置的喷涂的工作原理示意图；

图4是本发明第一实施方式中自动喷涂装置的电磁阀的结构示意图；

图5是本发明第一实施方式中自动喷涂装置的多支路接头的工作原理示意图；

图6是本发明第二实施方式中自动喷涂方法的流程示意图；

附图标记：10-原料供给模块，101-喷涂原料容器，102-蠕动泵，103-第一输送管道，104-第二输送管道，105-电磁阀，20-喷涂单元，201-进料口，30-控制模块，301-精调螺母，40-工作平台，401-第一驱动步进电机，402-第二驱动步进电机，50-待喷涂物体，60-多支路接头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种自动喷涂装置，如图1所示，包括：喷涂单元20、控制模块30(图1只示出部分)、工作平台40和原料供给模块10(图1未示出，请参见图2)。

其中，原料供给模块10与喷涂单元20连接，可选地，喷涂单元20包括进料口201，原料供给模块10通过进料口201与喷涂单元20连接。原料供给模块10可以固定于工作平台40上，也可以位于工作平台40之外，这里不做具体限制。

喷涂单元20和控制模块30相连且均安装在工作平台40上。可选地，喷涂单元20为喷枪或喷笔。可选地，喷涂单元20和控制模块30的位置相对固定，即喷涂单元20在工作平台40上喷涂时，控制模块30也一起运动。

控制模块30用于获取喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离，并根据该距离来控制喷涂单元20的喷涂量。其中，待喷涂物体可以包括形状规则的物体，例如正方形板、长方形板或图形板等，也可以包括形状不规则的物体，例如，指甲弧面。请参考图3，图中待喷涂物体50以指甲弧面为例。应当理解的是，由于待喷涂物体50的高度有变化，喷涂单元20喷出的形状为扇形雾状，在同一时刻，待喷涂物体50较低处接收到喷涂量较少，较高处接收到的喷涂量较多。若喷涂单元20在喷涂形状有高低变化的待喷涂物体50时喷涂量不发生变化，在喷涂完成后高处和低处的喷涂量就会相差较大，喷涂就会不均匀，效果较差。

本发明实施方式中，控制模块30通过获取喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离，再根据喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离来控制喷涂单元20的喷涂量。具体地，当喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离较远时，喷涂单元20的喷涂量较大；当喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离较近时，喷涂单元20的喷涂量较小，从而使待喷涂物体50的喷涂比较均匀，提高了喷涂的效果。

可选地，控制模块30可以使用声波或光的测量工具来获取喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离，例如超声波距离测量仪，具体的距离测量工具这里不做具体限制。可选地，也可以是在工作平台40上设置相应的刻度标尺，再根据获取的刻度来确定喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离。可选地，控制模块30在根据喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离来控制喷涂单元20的喷涂量时，可以将该距离与喷涂单元20的喷涂量设置一个函数关系，然后通过程序来控制喷涂单元20的喷涂量。可选地，喷涂单元20与待喷涂物体50表面的距离是指喷涂单元20的最下端(如喷枪或喷笔的喷嘴)到待喷涂物体50表面的垂直距离。

与现有技术相比，本实施方式提供的自动喷涂装置，通过控制模块获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，并根据喷涂单元与待喷涂物体表面的距离控制喷涂单元的喷涂量，在喷涂单元与待喷涂物体表面的距离较远时，增大喷涂量；在喷涂单元与待喷涂物体表面的距离较近时，减小喷涂量，从而使待喷涂物体上喷涂量比较均匀，提高了喷涂效果。

在一个具体的例子中，请参考图2，原料供给模块10包括喷涂原料容器101和蠕动泵102，喷涂原料容器101通过第一输送管道103与蠕动泵102连接，蠕动泵102通过第二输送管道104与喷涂单元20连接。可选地，蠕动泵102为微量蠕动泵。可选地，第一输送管道103和第二输送管道104为透明硅胶管，将透明硅胶管用作输送管道可以方便检查输送管道是否有堵塞或者破损的情况。可选地，透明硅胶管外表还设有黑色遮光层。其中，黑色遮光层可以为黑色塑料管，也可以为其它遮光的组件，这里不做具体限制。在透明硅胶管外表设置黑色遮光层时，可以是将黑色遮光层(如黑色塑料管)套在透明硅胶管外表上。在透明硅胶管的外表设置黑色遮光层，可以避免喷涂原料在第一输送管道103和第二输送管道104中发生光固化，保证喷涂的效果。

在一个具体的例子中，控制模块30包括电机(图1中未示出)，其中，电机包括可以提供轴向转动的动力源。喷涂单元20包括喷涂开关(图1中未示出)，电机与喷涂单元20连接，电机在启动时可以打开喷涂单元20的喷涂开关。可选地，控制模块30可以通过程序来控制电机的启动和关闭，从而控制喷涂单元20的喷涂开关的打开或关闭。

可选地，电机为舵机，喷涂开关为插针开关，舵机转动时打开喷涂单元20的插针开关，并根据舵机的摇臂的转动角度控制插针的打开程度。可选地，控制模块30可以通过程序来控制舵机的摇臂的转动角度，从而根据舵机的摇臂的转动角度来控制插针的打开程度进而控制了喷涂量的大小。可选地，舵机的摇臂的转动角度为15-30度，具体可以根据实际情况设置，这里不做具体限制。通过舵机的摇臂的转动角度来控制喷涂单元20的喷涂量，可以实现喷涂单元20的喷涂量的调节，从而可以根据待喷涂物体与喷涂单元20的距离来控制喷涂量，提高喷涂的精度和喷涂的效果。

在一个具体的例子中，请参考图1，控制模块30还包括精调螺母301。其中，精调螺母301安装在喷涂单元20上，用于调节喷涂单元20的喷涂量。可选地，精调螺母301安装在喷涂单元20远离喷涂的一侧。通过精调螺母301可以实现喷涂单元20的喷涂量的精调，进一步提高喷涂的精度。可选地，精调螺母301可以由操作者手动调节，也可以连接一调节机构，例如齿轮传动机构，当齿轮传动机构运转时，可以调节精调螺母301的旋转角度；再通过控制模块30的程序来控制精调螺母301的调节程度。

在一个具体的例子中，请参考图4，原料供给模块10还包括电磁阀105。可选地，电磁阀105包括但不限于常开2位3通电磁阀。以电磁阀为常开2位3通电磁阀为例，其中，电磁阀105的第一接口连接第二输送管道104、第二接口连接清洗单元(图4中未示出)、第三接口连接喷涂单元20。可选地，第三接口通过输送管道与喷涂单元20的进料口201连接。电磁阀105用于控制第一接口与第三接口导通、或控制第二接口与第三接口导通，清洗单元装载有清洗液。具体地，当电磁阀105未通电时第一接口与第三接口导通，此时原料供给模块10向喷涂单元20输送原料，可以正常喷涂；当电磁阀105通电时第二接口与第三接口导通，此时可以进行喷涂单元20及相应部分的输送管道进行清洗。通过电磁阀105可以实现正常喷涂的同时，实现喷涂作业后的清洗，提高了对喷涂单元进行清洗的便利性，保证正常喷涂时的喷涂效果。

在一个具体的例子中，请参考图5，自动喷涂装置还包括混色模块60，原料供给模块10为N-1个，其中N大于等于3。混色模块60包括多支路接头，多支路接头的接头数量大于或等于N个，N-1个原料供给模块10分别与多支路接头的N-1个接头连接，多支路接头的最后一个接头与喷涂单元20连接。混色模块60用于在色卡程序的控制下控制N-1个原料供给模块10的原料供给量进行混色，每一原料供给模块10的喷涂原料容器101装载的喷涂原料的颜色不同。以图5所示的四通管为例，此时N＝4，原料供给模块10为3个，3个装载有不同颜色的原料供给模块10连接混色模块60的四通管接头的其中3个，四通管的最后一个接头与原料供给模块10连接，这样就可以使用三种不同颜色的喷涂原料进行混合之后形成新的颜色，实现混色的功能。可以理解，可以在3个原料供给模块10中分别放置三原色(红、绿、蓝)的喷涂原料，通过控制3个原料供给模块10的原料供给量，可以合成多种颜色。可选地，色卡程序包括在控制模块30中，由控制模块30实现混色的功能。

在一个具体的例子中，控制模块30还包括视觉采集单元(图中未示出)，视觉采集单元用于获取待喷涂物体的形状尺寸，控制模块30根据获取的待喷涂物体的形状尺寸来控制喷涂单元20的喷涂量。其中，视觉采集单元例如是摄像头。可选地，摄像头可以为多个，从多个角度来获取待喷涂物体的形状尺寸。通过视觉采集单元来获取待喷涂物体的形状尺寸，可以避免在工作平台40的载物台上设置相应的刻度标尺，提高获取待喷涂物体的形状尺寸的便利性；根据获取的形状尺寸来控制喷涂单元的喷涂量，可以实现自动化作业，提高喷涂的精度和喷涂的效果。

在一个具体的例子中，请参考图1，工作平台40包括第一驱动步进电机401和第二驱动步进电机402，第一驱动步进电机401用于在预设程序的控制下控制喷涂单元20进行X方向的移动，第二驱动步进电机402用于在预设程序的控制下控制喷涂单元20进行Y方向的移动。可选地，预设程序包括在控制模块30中。可选地，第一驱动步进电机401和第二驱动步进电机402可以替换为其它可以使喷涂单元20进行移动的动力源，这里不做具体限制。

通过第一驱动步进电机401和第二驱动步进电机402，可以实现喷涂单元20进行X方向或Y方向的精确位移定位，从而提高喷涂控制的精度。可以理解的是，第一驱动步进电机401和第二驱动步进电机402具有与其配套使用的直线导轨、从动轮和传动带，喷涂单元20还可以与防跑偏的机构相连，以防止喷涂单元在进行X方向或Y方向的位移时的抖动或偏移，具体的结构这里不做具体限制。

下面通过一个具体的场景进行说明，请参考图3，视线方向为X方向，喷涂单元20在对待喷涂物体50(指甲弧面)在进行喷涂的时候，喷雾在前端形成扇形的轮廓，让指甲弧面顺着视线的方向放置；控制模块30的程序将指甲弧面的最高点沿着X方向把指甲弧面区域分成两个部分，凭借工作平台40上的载物台上的刻度标尺(或通过视觉采集单元)获得两个部分的面积大小；控制模块30的程序控制喷涂单元20从指甲弧面最边缘作为起始点，按照先X后Y方向进行喷涂，在两个部分的轮廓上喷涂出两个大小相同的矩形区域，应该说明的是在先喷完左侧区域、喷涂单元20移动定位到右侧起始喷绘点的时候，喷涂单元20处于关闭状态，避免在指甲弧面区域上流置，形成不规则纹理，导致成像不均一色泽不均匀。采用这种喷涂方式，可以有效避免指甲弧面的喷涂不均匀、喷涂原料流置等问题。

本发明的第二实施方式涉及一种自动喷涂方法，可以应用于上述实施方式的自动喷涂装置上，请参考图6，本实施方式提供的自动喷涂方法具体可以包括以下步骤：

S101：获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离。

S102：调整喷涂单元的喷涂量，使得喷涂单元的喷涂量随着喷涂单元与待喷涂物体表面的距离的缩短而减小。

具体地，自动喷涂装置的控制模块获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，根据喷涂单元与待喷涂物体表面的距离调整喷涂单元的喷涂量，使得喷涂单元的喷涂量随着喷涂单元与待喷涂物体表面的距离的缩短而减小，即在喷涂单元与待喷涂物体表面的距离较远时，增大喷涂单元的喷涂量；在喷涂单元与待喷涂物体表面的距离较近时，减小喷涂量。

与现有技术相比，本发明实施方式提供的自动喷涂方法，通过获取喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，并根据喷涂单元与待喷涂物体表面的距离调整喷涂单元的喷涂量，使得喷涂单元的喷涂量随着喷涂单元与待喷涂物体的距离表面的缩短而减小，这样使待喷涂物体高处和低处接收到的喷涂量接近相同，从而可以对具有不规则形状的待喷涂物体的喷涂比较均匀，提高了喷涂效果。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动喷涂装置，其特征在于，包括原料供给模块、工作平台、喷涂单元和控制模块；

所述原料供给模块与所述喷涂单元连接，所述喷涂单元和所述控制模块相连且均安装在所述工作平台上；

所述控制模块用于获取所述喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，并根据所述距离控制所述喷涂单元的喷涂量。

2.根据权利要求1所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述原料供给模块包括喷涂原料容器和蠕动泵，所述喷涂原料容器通过第一输送管道与所述蠕动泵连接，所述蠕动泵通过第二输送管道与所述喷涂单元连接，所述第一输送管道和所述第二输送管道为透明硅胶管，所述透明硅胶管外表还设有黑色遮光层。

3.根据权利要求1所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述控制模块包括电机，所述喷涂单元包括喷涂开关，所述电机与所述喷涂单元连接，所述电机启动时打开所述喷涂单元的喷涂开关。

4.根据权利要求3所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述电机为舵机，所述喷涂开关为插针开关，所述舵机转动时打开所述喷涂单元的插针开关、并根据所述舵机的摇臂的转动角度控制所述插针开关的打开程度。

5.根据权利要求4所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述控制模块还包括精调螺母，所述精调螺母安装在所述喷涂单元上、用于调节所述喷涂单元的喷涂量。

6.根据权利要求1所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述原料供给模块还包括电磁阀，所述电磁阀的第一接口连接所述第二输送管道、第二接口连接清洗单元、第三接口连接所述喷涂单元，所述电磁阀用于控制所述第一接口与所述第三接口导通、或控制所述第二接口与所述第三接口导通，所述清洗单元装载有清洗液。

7.根据权利要求2或6所述的自动喷涂装置，其特征在于，还包括混色模块，所述原料供给模块为N-1个，所述混色模块包括多支路接头，所述多支路接头的接头数量大于或等于N个，所述N-1个原料供给模块分别与所述多支路接头的N-1个接头连接，所述多支路接头的最后一个接头与所述喷涂单元连接，所述混色模块用于在色卡程序的控制下控制N-1个原料供给模块的原料供给量进行混色，每一原料供给模块的喷涂原料容器装载的喷涂原料的颜色不同，所述N为大于或等于3的自然数。

8.根据权利要求1所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述控制模块还包括视觉采集单元，所述视觉采集单元用于获取所述待喷涂物体的形状尺寸，所述控制模块根据所述形状尺寸控制所述喷涂单元的喷涂量。

9.根据权利要求1所述的自动喷涂装置，其特征在于，所述工作平台包括第一驱动步进电机和第二驱动步进电机，所述第一驱动步进电机用于在预设程序的控制下控制所述喷涂单元进行X方向的移动，所述第二驱动步进电机用于在所述预设程序的控制下控制所述喷涂单元进行Y方向的移动。

10.一种自动喷涂方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的自动喷涂装置上，所述方法包括：

获取所述喷涂单元与待喷涂物体表面的距离，

调整所述喷涂单元的喷涂量，使得喷涂单元的喷涂量随着所述喷涂单元与所述待喷涂物体表面的距离的缩短而减小。

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