CN111139420A - 一种智能化热喷涂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能化热喷涂装置。它包括车架、安装在车架底部的行走轮、安装在车架前部上方的六轴机械臂以及安装在车架后部上方的丝盘，六轴机械臂上安装有喷枪，丝盘上缠绕有线材，车架上还装载有与喷枪连接且用于给喷枪进行喷涂所需高压空气的空气供气管，喷枪上安装有喷涂状态检测装置和丝材检测传感器，六轴机械臂与一个控制器连接并能够通过控制器对六轴机械臂的运动进行控制。采用上述的结构后，适应了复杂喷涂表面的喷涂作业，适用了大中型工件的喷涂作业，大大弥补机械臂式喷涂灵活机动性差的缺点，还大大降低了人工劳动强度，提高了喷涂效率及质量，且降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属涂层热喷涂辅助装置，具体地说是一种可以进行金属线材类电弧喷涂的智能化热喷涂装置。
背景技术
热喷涂属于一种材料表面强化技术，按照加热喷涂材料的热源种类来分主要可分为火焰类、电弧类、电热法和激光类；热喷涂是表面工程技术的重要组成部分，也是我国重点推广的新技术项目，它通过使用某种热源，将金属或非金属材料融化到熔融或半熔融状态，通过压缩空气的加速，将融化的材料以颗粒流的方式冲击到基体表面并不断冷却堆积，从而使基体表面具有良好的环境适应性能（耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐热）。
目前国内外的喷涂方式主要是采用手持式和机械臂式；对于手持式热喷涂，其缺点在于热喷涂在作业过程中会产生大量的热喷涂烟尘，人体过量吸入会产生严重的危害，同时在热喷涂过程中，温度高﹑作业环境恶劣；对于机械臂式热喷涂，由于其自动化程度高，作业效率高，因此得到了广泛的推广应用，但是其缺点在于工作范围小，只能适用于中小型零部件的生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够改善机械臂式喷涂灵活机动性差的问题，使机械臂式喷涂更适应大面积喷涂作业的智能化热喷涂装置。
为了解决上述技术问题，本发明的智能化热喷涂装置，包括车架、安装在车架底部的行走轮、安装在车架前部上方的六轴机械臂以及安装在车架后部上方的丝盘，六轴机械臂上安装有喷枪，丝盘上缠绕有用于喷枪进行喷涂所需线材，车架上还放置有与喷枪连接且用于给喷枪进行喷涂所需高压空气的供气管，喷枪上安装有用于对喷枪的工作状态进行监控的喷涂状态检测装置和用于监控金属丝材供应情况的丝材检测装置，六轴机械臂与一个机械臂控制器连接并能够通过机械臂控制器对六轴机械臂的状态进行控制。
所述车架上设置有纵向轨道和横向轨道，所述六轴机械臂安装在纵向轨道和横向轨道上并能够沿纵向轨道和横向轨道的轨迹移动。
所述六轴机械臂上安装有防尘隔热保护套。
所述车架上设置有用于对车架位置进行定位的喷涂间自动定位系统。
各个所述行走轮为安装有永磁式直流电机的驱动轮。
所述车架的四周边缘设置有围栏。
所述六轴机械臂上安装有距离传感器。
采用上述的结构后，由于设置的具有行走轮的车架、通过横纵轨道安装的具有喷枪的六轴机械臂和用于给喷枪进行供料的供料装置，由此通过机械臂控制器控制六轴机械臂沿轨道多方位移动，从而使六轴机械臂上的喷枪移动对喷涂面进行喷涂，从而适应了复杂喷涂表面的喷涂作业，适用了大中型工件的喷涂作业，与此同时，搭载了喷涂间自动定位系统的行走小车的结构设计，可以实现自动定位，大大弥补机械臂式喷涂灵活机动性差的缺点，由此还大大降低了人工劳动强度，提高了喷涂效率及质量，且降低了生产成本，另外，六轴机械臂上同时安装有用于对喷枪的工作状态进行监控的喷涂状态检测装置和用于监控金属丝材供应情况的丝材检测装置，由此可以对喷涂状态进行实时监控。
附图说明
图1为本发明智能化热喷涂装置的主视结构示意图；
图2为本发明智能化热喷涂装置的俯视结构示意图；
图3为本发明智能化热喷涂装置的侧视结构示意图；
图4为本发明智能化热喷涂装置的系统原理图；
图5为本发明智能化热喷涂装置的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的智能化热喷涂装置作进一步详细说明。
如图所示，本发明的智能化热喷涂装置，包括车架1、安装在车架底部的行走轮2、安装在车架前部上方的六轴机械臂3以及安装在车架后部上方的丝盘4，由图可见，车架的底部设置有四个行走轮构成移动小车，为提高六轴机械臂工作的稳定性及移动小车行走的稳定性，行走轮的直径设置为0.85m，宽度为0.45m，移动小车的整体尺寸为2.4*2.5m，各个行走轮2均为安装有永磁式直流电机的驱动轮，驱动轮的转向由小车控制器控制，正常工作时，移动小车首先通过遥控器给控制器发送控制指令使移动小车进入指定的工作区域，然后通过小车控制器内部设定的程序，自动行走，可以实现两轮同转及四轮同转，大大增加了移动小车的机动灵活性，车架1的四周边缘设置有围栏14，六轴机械臂上安装有喷（涂）枪，丝盘4上缠绕有用于喷枪进行喷涂所需线材5，丝盘4上缠绕的线材5穿过走丝管后能够输送到喷（涂）枪内进行喷涂作业，车架1上还放置有用于给喷枪进行喷涂所需高压空气的供气管6，供气管6的一端与空压机连接，供气管6的另外一端与喷枪连接从而能够输送给喷枪进行喷涂所需高压空气，车架1上固定安装有纵向轨道11和横向轨道12，六轴机械臂3通过底部设置的转向平台安装在纵向轨道11和横向轨道12上，所说的转向平台具有与纵向轨道11和横向轨道12配合的导向结构，利用导向结构与纵向轨道11和横向轨道12配合可以实现转向平台的行走转向，本实施例中，纵向轨道11和横向轨道12长度各为1m，为保证其稳定性，其转向平台设置为2m 
1.1m，转向平台上设置有用于驱动转向平台运行的轨道电机，在工作时，由轨道电机的控制单元控制轨道电机的工作，从而控制六轴机械臂所处位置的运动轨迹，也就是说使六轴机械臂3能够通过转向平台沿纵向轨道和横向轨道的轨迹移动，特别是对于空间过大的工件，将转向平台将六轴机械臂推送到合适的位置进行热喷涂作业，满足了调整六轴机械臂的作业空间的需求，喷枪7上安装有用于对喷枪7的工作状态进行监控的喷涂状态检测装置8和用于监控金属丝材供应情况的丝材检测装置9，所说的喷涂状态检测装置8由温度传感器和自动测温装置控制器组成，丝材检测装置9为位置检测传感器，由此使得喷枪的工作状态及金属丝材的供应情况分别由喷涂状态检测装置及丝材检测装置实时监控，监控数据由数据线传递给总控制系统，当喷涂状态异常时，自动测温装置控制器自动报警，温度传感器安装在六轴机械臂上，随喷枪一起运动，由此实现了对喷涂状态进行实时监控，六轴机械臂与机械臂控制器10连接，并能够通过机械臂控制器控制机械臂的运动状态（速度）来控制喷枪的喷涂速度，其喷涂速度控制在1.5m/s-2m/s。
进一步地，所说的六轴机械臂3上安装有防尘隔热保护套13，在不影响正常工作运动的前提下，防尘隔热保护套13可以隔热防尘，并避免灰尘进入而导致降低机械臂的使用寿命，由此防止了六轴机械臂由于环境原因而降低使用寿命；另外还可以车架1上设置有用于对移动小车进行定位的喷涂间自动定位系统，可以实现自动定位，移动小车由控制器控制车轮的转动及停止，另外，本发明中机械臂控制器10、检测传感器、自动测温装置控制器、小车控制器以及轨道电机的控制单元等均连接到总控制系统内，由总控制系统对各个部分进行控制。
其工作原理如下：
首先，根据工件尺寸，划分工件区域，根据区域内的结构形式，编制相对应的喷涂程序；调整移动小车进入开始工作的起点位置；根据工况的需要，通过机械臂控制器粗调机械臂与工件之间的距离，将机械臂与工件的距离调节到600mm-800mm之间，此时，六轴机械臂根据内部的程序自动调节水平位置，使其到达合适的喷涂位置；六轴机械臂上安装有距离传感器，安装在六轴机械臂上的距离传感器自动检测喷枪与工件的位置，在机械臂控制器的控制下，自动将喷枪与工件的距离调节到200mm～300mm之间；此时打开喷枪的开关，喷枪产生火焰，线材通过喷嘴中心孔进入火焰并被熔化，由此使得喷头产生电弧将线材熔化，压缩空气将融化的线材物化成细微的颗粒喷射到基体表面上，喷涂状态检测装置8将数据实实时传送给自动测温装置控制器，六轴机械臂的工作范围为边长为2m的正方形，当喷枪完成指定区域的喷涂作业时，即：当机械臂喷涂完一个区域后，六轴机械臂在机械臂控制器的控制下快速回到起始工位，此时移动小车由搭载的喷涂间自动定位系统和小车控制器控制行走路线，进入下一个工位，继续下一个区域的喷涂作业，如此循环往复，完成喷涂作业。
Claims (7)
1.一种智能化热喷涂装置，其特征在于：包括车架（1）、安装在车架底部的行走轮（2）、安装在车架前部上方的六轴机械臂（3）以及安装在车架后部上方的丝盘（4），所述六轴机械臂（3）上安装有喷枪（7），所述丝盘（4）上缠绕有用于喷枪（7）进行喷涂所需线材（5），所述车架（1）上还放置有与喷枪连接且用于给喷枪（7）进行喷涂所需高压空气的供气管（6），所述喷枪（7）上安装有用于对喷枪（7）的工作状态进行监控的喷涂状态检测装置（8）和用于监控金属丝材供应情况的丝材检测装置（9），所述六轴机械臂与一个机械臂控制器（10）连接并能够通过机械臂控制器对六轴机械臂的状态进行控制。
2.按照权利要求1所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：所述车架（1）上设置有纵向轨道（11）和横向轨道（12），所述六轴机械臂（3）安装在纵向轨道（11）和横向轨道（12）上并能够沿纵向轨道和横向轨道的轨迹移动。
3.按照权利要求1或2所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：所述六轴机械臂（3）上安装有防尘隔热保护套（13）。
4.按照权利要求3所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：所述车架（1）上设置有用于对车架的位置进行定位的喷涂间自动定位系统。
5.按照权利要求1、2或4所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：各个所述行走轮（2）均为安装有永磁式直流电机的驱动轮。
6.按照权利要求5所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：所述车架（1）的四周边缘设置有围栏（14）。
7.按照权利要求1、2、4或6所述的智能化热喷涂装置，其特征在于：所述六轴机械臂上安装有距离传感器。
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