CN112474138A - 一种机器人涂覆装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人涂覆装置及方法，包括机器人工作台和设置在机器人工作台顶部的工作台面，工作台面上设有机器人本体，机器人本体远离工作台面一侧端部通过安装座连接涂覆机构，机器人本体一侧设有用于对待喷涂工件进行夹持固定的工件固定机构，涂覆机构包括连接在安装座远离机器人本体一侧的安装板，所述安装板通过支柱连接固定板，固定板远离引导孔的一侧设有固定喷头座和活动喷头座，本发明根据现有需求进行设计，固定喷头座上的喷头能根据机器人本体的运动对工件进行喷涂，活动喷头座的角度便于调节，夹角之间形成的角度相对于工件局限性小，能对工件进行有效涂覆，喷涂时不易将涂料喷涂到其余喷涂头上，方便使用。

Description

一种机器人涂覆装置及方法
技术领域
本发明涉及机器人涂覆装置技术领域，具体是一种机器人涂覆装置及方法。
背景技术
涂覆就是在工件表面盖上一层材料，如用浸渍、喷涂或旋涂等方法。喷涂机器人，是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。使用机器人喷涂时，需要输入操作程序对机器人的运动轨迹进行规划，现有机器人涂覆装置多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动。
专利号为CN 110538748 B公开的一种具有调节功能的工业喷漆机器人在使用时，能对喷头角度进行调节以实现对异形零件的多角度喷漆，但调节时，两组对称设置的喷涂爪是同步调节，两组喷涂爪向相靠近一侧调节后，形成夹角较小，导致喷涂具有局限性，不利于对工件进行喷涂，且喷涂时涂料容易喷涂到相对的喷涂爪上，使用较为不便。
针对以上问题，提出一种机器人涂覆装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人涂覆装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机器人涂覆装置，包括机器人工作台和设置在机器人工作台顶部的工作台面，所述工作台面上设有机器人本体，所述机器人本体远离工作台面一侧端部通过安装座连接涂覆机构，所述机器人本体一侧设有用于对待喷涂工件进行夹持固定的工件固定机构，所述涂覆机构包括连接在安装座远离机器人本体一侧的安装板，所述安装板通过支柱连接固定板，所述固定板远离引导孔的一侧设有固定喷头座和活动喷头座；
所述固定喷头座靠近固定板的一侧连接有用于将固定喷头座固定在固定板上的支撑杆，所述安装板靠近引导孔的一侧设有用于对固定喷头座和活动喷头座内喷涂头的进料管进行导向的导向组件；
所述固定喷头座靠近固定板中轴线一侧的侧壁上固定连接衔接板，所述衔接板远离固定喷头座一侧转动连接两组连杆，所述连杆靠近固定板的一侧设有用于调节连杆在衔接板上转动的第一伸缩件，所述连杆远离衔接板一端转动连接活动喷头座，所述连杆上连接有用于调节活动喷头座在连杆上转动的第二伸缩件；
所述工件固定机构包括设置在工作台面远离机器人工作台一侧的工件放置台，所述工作台面靠近机器人工作台的一侧设有用于驱动工件放置台转动的第一转动电机，所述工作台面远离第一转动电机的一侧设有用于对工件夹持和对夹持后工件进行转动的夹持组件。
优选的，所述机器人工作台靠近工作台面一侧边缘固定连接固定板，所述固定板远离机器人工作台的一侧连接有用于喷涂时防止涂料溅到外部的透明防护板。
优选的，所述机器人本体为六轴机器人，所述安装座通过螺栓固定在机器人本体的第六关节上。
优选的，所述导向组件包括用于对活动喷头座上安装的喷涂头进料管导向的引导孔和用于对固定喷头座上安装的喷涂头进料管导向的引导框，所述引导孔开设在固定板上，所述引导框设置在支柱侧壁靠近固定喷头座的一侧。
优选的，所述第一伸缩件包括第一伸缩杆，所述第一伸缩杆输出端通过转动件连接连杆，所述第一伸缩杆远离连杆的一端转动连接固定板靠近连杆的一侧。
优选的，所述转动件包括与第一伸缩杆远离固定板一端固定连接的转动环，所述转动环套接在转动杆上，所述转动杆两端连接第一转动座，所述第一转动座固定连接在连杆上，所述第一转动座上设有保持用于转动环在转动杆上稳定转动的限位环，所述限位环对称设置在转动环两侧与转动杆固定连接。
优选的，所述第二伸缩件包括第二伸缩杆，所述第二伸缩杆输出端转动连接活动喷头座靠近连杆一侧的底端，所述第二伸缩杆远离活动喷头座的一端转动连接第二转动座，所述第二转动座连接在连杆侧壁，两组连杆相远离的一侧的侧壁上均固定连接第二转动座。
优选的，所述夹持组件包括对称设置在工件放置台顶部两侧的夹板，两组夹板相远离的一侧均连接夹持伸缩杆，所述夹持伸缩杆远离夹板一侧连接驱动杆，所述驱动杆转动连接定位座，所述定位座底部通过螺栓固定在工作台面上，所述定位座远离夹持伸缩杆的一侧设有第二转动电机，所述第二转动电机通过电机座固定在定位座上，所述第二转动电机输出端连接驱动杆远离夹持伸缩杆的一侧。
优选的，所述机器人工作台内部设有用于控制装置工作的控制电箱，所述工作台面靠近机器人工作台的一侧设有用于固定第一转动电机的固定架。
本发明还公开了一种机器人涂覆装置的涂覆方法：
步骤一：将待喷涂的工件放置在工件放置台上，驱动夹持伸缩杆工作使夹板对工件进行夹持；
步骤二：在计算机中规划好机器人工作轨迹，模拟机器人对工件喷涂过程，之后转换成机器人可执行的代码文件，将文件导入到机器人的控制设备中，之后控制机器人本体进行模拟实际喷涂过程；
步骤三：模拟结束后，确定机器人本体工作轨迹正确，控制机器人本体开始工作，同时启动喷涂泵向喷涂头进料管内泵入涂料，喷涂时，固定喷头座能跟随机器人本体的转动角度进行喷涂，固定喷头座不便于喷涂的位置，能控制第一伸缩杆工作带动连杆进行转动，从而改变活动喷头座的角度，第二伸缩杆工作时能带动活动喷头座在连杆上进行转动，进一步改变活动喷头座的转动角度；
步骤四：喷涂时，机器人本体的第六关节转动能带动安装板进行旋转，从而使调节角度后的活动喷头座能对工件表面均匀喷涂，之后控制第二转动电机转动，能对工件底部进行喷涂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过设置固定喷头座和活动喷头座，活动喷头座连接有用于对其角度进行调节的第一伸缩件和第二伸缩件，固定喷头座上的喷头能根据机器人本体的运动对工件进行喷涂，活动喷头座的角度便于调节，对工件进行有效涂覆；
机器人本体的第六关节能带动两个喷头座整体进行旋转，从而使调节后的活动喷头座对工件表面进行均匀喷涂，从而解决设置两组同步调节的喷涂爪所带来的两组喷涂爪向相靠近一侧调节后，形成夹角较小，导致喷涂具有局限性的问题，同时喷涂时不易将涂料喷涂到其余喷涂头上，方便使用。
通过设置工件固定机构，能对工件进行固定，方便涂覆工作的进行，同时第二转动电机能带动夹持后的工件进行旋转，便于对工件底部进行涂覆，提高涂覆均匀性。
附图说明
图1为一种机器人涂覆装置的结构示意图。
图2为一种机器人涂覆装置中涂覆机构的结构示意图。
图3为一种机器人涂覆装置中安装板的结构示意图。
图4为一种机器人涂覆装置中第一伸缩杆的结构示意图。
图5为一种机器人涂覆装置中转动件的结构示意图。
图6为一种机器人涂覆装置中活动喷头座角度变动后的结构示意图。
图7为一种机器人涂覆装置中工件固定机构的结构示意图。
图中：11--机器人工作台、12--工作台面、13--固定板、14--透明防护板、15--机器人本体、16--安装座、17--涂覆机构、18--工件固定机构、19--安装板、20--支柱、21--引导孔、22--引导框、23--固定板、24--固定喷头座、25--衔接板、26--连杆、27--第一伸缩杆、28--第二伸缩杆、29--活动喷头座、30--第二转动座、31--第一转动座、32--转动杆、33--限位环、34--转动环、35--第一转动电机、36--工件放置台、37--夹板、38--夹持伸缩杆、39--第二转动电机、40--定位座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明实施例中，一种机器人涂覆装置，包括机器人工作台11和设置在机器人工作台11顶部的工作台面12，所述工作台面12上设有机器人本体15，所述机器人本体15远离工作台面12一侧端部通过安装座16连接涂覆机构17，所述机器人本体15一侧设有用于对待喷涂工件进行夹持固定的工件固定机构18，所述涂覆机构17包括连接在安装座16远离机器人本体15一侧的安装板19，所述安装板19通过支柱20连接固定板23，所述固定板23远离引导孔21的一侧设有固定喷头座24和活动喷头座29；
所述固定喷头座24靠近固定板23的一侧连接有用于将固定喷头座24固定在固定板23上的支撑杆，所述安装板19靠近引导孔21的一侧设有用于对固定喷头座24和活动喷头座29内喷涂头的进料管进行导向的导向组件；
所述固定喷头座24靠近固定板23中轴线一侧的侧壁上固定连接衔接板25，所述衔接板25远离固定喷头座24一侧转动连接两组连杆26，所述连杆26靠近固定板23的一侧设有用于调节连杆26在衔接板25上转动的第一伸缩件，所述连杆26远离衔接板25一端转动连接活动喷头座29，所述连杆26上连接有用于调节活动喷头座29在连杆26上转动的第二伸缩件；
所述工件固定机构18包括设置在工作台面12远离机器人工作台11一侧的工件放置台36，所述工作台面12靠近机器人工作台11的一侧设有用于驱动工件放置台36转动的第一转动电机35，所述工作台面12远离第一转动电机35的一侧设有用于对工件夹持和对夹持后工件进行转动的夹持组件；实际使用时，第一转动电机35能带动工件放置台36转动，便于调节工件不同侧面对准夹持组件。
所述机器人工作台11靠近工作台面12一侧边缘固定连接固定板13，所述固定板13远离机器人工作台11的一侧连接有用于喷涂时防止涂料溅到外部的透明防护板14；实际使用时，透明防护板14能对装置工作时进行防护，同时在机器人涂覆装置用于教学中时，透明防护板14的设置，便于学生操作和观看机器人运动状态和工作过程，同时具有防护作用。
所述机器人本体15为六轴机器人，所述安装座16通过螺栓固定在机器人本体15的第六关节上。
所述导向组件包括用于对活动喷头座29上安装的喷涂头进料管导向的引导孔21和用于对固定喷头座24上安装的喷涂头进料管导向的引导框22，所述引导孔21开设在固定板23上，所述引导框22设置在支柱20侧壁靠近固定喷头座24的一侧；实际使用时，便于将各个喷涂头所对应的进料管穿设在对应的引导孔21或引导框22内，方便喷涂工作的进行。
所述第一伸缩件包括第一伸缩杆27，所述第一伸缩杆27输出端通过转动件连接连杆26，所述第一伸缩杆27远离连杆26的一端转动连接固定板23靠近连杆26的一侧；所述转动件包括与第一伸缩杆27远离固定板23一端固定连接的转动环34，所述转动环34套接在转动杆32上，所述转动杆32两端连接第一转动座31，所述第一转动座31固定连接在连杆26上，所述第一转动座31上设有保持用于转动环34在转动杆32上稳定转动的限位环33，所述限位环33对称设置在转动环34两侧与转动杆32固定连接；实际使用时，第一伸缩杆27工作时能带动连杆26在固定板23上转动，便于调节活动喷头座29与固定喷头座之间的角度。
所述第二伸缩件包括第二伸缩杆28，所述第二伸缩杆28输出端转动连接活动喷头座29靠近连杆26一侧的底端，所述第二伸缩杆28远离活动喷头座29的一端转动连接第二转动座30，所述第二转动座30连接在连杆26侧壁，两组连杆26相远离的一侧的侧壁上均固定连接第二转动座30；实际使用时，通过控制第二伸缩杆28工作便于调节活动喷头座29与连杆26之间的角度，进一步对活动喷头座29的角度进行调节，便于对工件不同表面的喷涂，方便使用。
所述夹持组件包括对称设置在工件放置台36顶部两侧的夹板37，两组夹板37相远离的一侧均连接夹持伸缩杆38，所述夹持伸缩杆38远离夹板37一侧连接驱动杆，所述驱动杆转动连接定位座40，所述定位座40底部通过螺栓固定在工作台面12上，所述定位座40远离夹持伸缩杆38的一侧设有第二转动电机39，所述第二转动电机39通过电机座固定在定位座40上，所述第二转动电机39输出端连接驱动杆远离夹持伸缩杆38的一侧；
实际使用时，夹持伸缩杆38能驱动夹板37对工件进行夹持，夹持后便于对工件进行喷涂操作，需要对工件底部进行喷涂时，能控制第二转动电机39转动使工件进行翻转，提高涂覆均匀性。
所述机器人工作台11内部设有用于控制装置工作的控制电箱，所述工作台面12靠近机器人工作台11的一侧设有用于固定第一转动电机35的固定架。
本发明的工作原理是：在使用该一种机器人涂覆装置时，先将待喷涂的工件放置在工件放置台36上，驱动夹持伸缩杆38工作使夹板37对工件进行夹持；在计算机中规划好机器人工作轨迹，模拟机器人对工件喷涂过程，之后转换成机器人可执行的代码文件，将文件导入到机器人的控制设备中，之后控制机器人本体15进行模拟实际喷涂过程；模拟结束后，确定机器人本体15工作轨迹正确，控制机器人本体15开始工作，同时启动喷涂泵向喷涂头进料管内泵入涂料；
喷涂时，固定喷头座24能跟随机器人本体15的转动角度进行喷涂，固定喷头座24不便于喷涂的位置，能控制第一伸缩杆27工作带动连杆26进行转动，从而改变活动喷头座29的角度，第二伸缩杆28工作时能带动活动喷头座29在连杆26上进行转动，进一步改变活动喷头座29的转动角度；
喷涂时，机器人本体15的第六关节转动能带动安装板19进行旋转，从而使调节角度后的活动喷头座29能对工件表面均匀喷涂，之后控制第二转动电机39转动，能对工件底部进行喷涂，方便使用。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (10)

1.一种机器人涂覆装置，包括机器人工作台(11)和设置在机器人工作台(11)顶部的工作台面(12)，所述工作台面(12)上设有机器人本体(15)，所述机器人本体(15)远离工作台面(12)一侧端部通过安装座(16)连接涂覆机构(17)，所述机器人本体(15)一侧设有用于对待喷涂工件进行夹持固定的工件固定机构(18)，其特征在于：所述涂覆机构(17)包括连接在安装座(16)远离机器人本体(15)一侧的安装板(19)，所述安装板(19)通过支柱(20)连接固定板(23)，所述固定板(23)远离引导孔(21)的一侧设有固定喷头座(24)和活动喷头座(29)；
所述固定喷头座(24)靠近固定板(23)的一侧连接有用于将固定喷头座(24)固定在固定板(23)上的支撑杆，所述安装板(19)靠近引导孔(21)的一侧设有用于对固定喷头座(24)和活动喷头座(29)内喷涂头的进料管进行导向的导向组件；
所述固定喷头座(24)靠近固定板(23)中轴线一侧的侧壁上固定连接衔接板(25)，所述衔接板(25)远离固定喷头座(24)一侧转动连接两组连杆(26)，所述连杆(26)靠近固定板(23)的一侧设有用于调节连杆(26)在衔接板(25)上转动的第一伸缩件，所述连杆(26)远离衔接板(25)一端转动连接活动喷头座(29)，所述连杆(26)上连接有用于调节活动喷头座(29)在连杆(26)上转动的第二伸缩件；
所述工件固定机构(18)包括设置在工作台面(12)远离机器人工作台(11)一侧的工件放置台(36)，所述工作台面(12)靠近机器人工作台(11)的一侧设有用于驱动工件放置台(36)转动的第一转动电机(35)，所述工作台面(12)远离第一转动电机(35)的一侧设有用于对工件夹持和对夹持后工件进行转动的夹持组件。
2.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述机器人工作台(11)靠近工作台面(12)一侧边缘固定连接固定板(13)，所述固定板(13)远离机器人工作台(11)的一侧连接有用于喷涂时防止涂料溅到外部的透明防护板(14)。
3.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述机器人本体(15)为六轴机器人，所述安装座(16)通过螺栓固定在机器人本体(15)的第六关节上。
4.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述导向组件包括用于对活动喷头座(29)上安装的喷涂头进料管导向的引导孔(21)和用于对固定喷头座(24)上安装的喷涂头进料管导向的引导框(22)，所述引导孔(21)开设在固定板(23)上，所述引导框(22)设置在支柱(20)侧壁靠近固定喷头座(24)的一侧。
5.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述第一伸缩件包括第一伸缩杆(27)，所述第一伸缩杆(27)输出端通过转动件连接连杆(26)，所述第一伸缩杆(27)远离连杆(26)的一端转动连接固定板(23)靠近连杆(26)的一侧。
6.根据权利要求5所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述转动件包括与第一伸缩杆(27)远离固定板(23)一端固定连接的转动环(34)，所述转动环(34)套接在转动杆(32)上，所述转动杆(32)两端连接第一转动座(31)，所述第一转动座(31)固定连接在连杆(26)上，所述第一转动座(31)上设有保持用于转动环(34)在转动杆(32)上稳定转动的限位环(33)，所述限位环(33)对称设置在转动环(34)两侧与转动杆(32)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述第二伸缩件包括第二伸缩杆(28)，所述第二伸缩杆(28)输出端转动连接活动喷头座(29)靠近连杆(26)一侧的底端，所述第二伸缩杆(28)远离活动喷头座(29)的一端转动连接第二转动座(30)，所述第二转动座(30)连接在连杆(26)侧壁，两组连杆(26)相远离的一侧的侧壁上均固定连接第二转动座(30)。
8.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述夹持组件包括对称设置在工件放置台(36)顶部两侧的夹板(37)，两组夹板(37)相远离的一侧均连接夹持伸缩杆(38)，所述夹持伸缩杆(38)远离夹板(37)一侧连接驱动杆，所述驱动杆转动连接定位座(40)，所述定位座(40)底部通过螺栓固定在工作台面(12)上，所述定位座(40)远离夹持伸缩杆(38)的一侧设有第二转动电机(39)，所述第二转动电机(39)通过电机座固定在定位座(40)上，所述第二转动电机(39)输出端连接驱动杆远离夹持伸缩杆(38)的一侧。
9.根据权利要求1所述的一种机器人涂覆装置，其特征在于：所述机器人工作台(11)内部设有用于控制装置工作的控制电箱，所述工作台面(12)靠近机器人工作台(11)的一侧设有用于固定第一转动电机(35)的固定架。
10.一种权利要求1-9任一所述的一种机器人涂覆装置的涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将待喷涂的工件放置在工件放置台(36)上，驱动夹持伸缩杆(38)工作使夹板(37)对工件进行夹持；
步骤二：在计算机中规划好机器人工作轨迹，模拟机器人对工件喷涂过程，之后转换成机器人可执行的代码文件，将文件导入到机器人的控制设备中，之后控制机器人本体(15)进行模拟实际喷涂过程；
步骤三：模拟结束后，确定机器人本体(15)工作轨迹正确，控制机器人本体(15)开始工作，同时启动喷涂泵向喷涂头进料管内泵入涂料，喷涂时，固定喷头座(24)能跟随机器人本体(15)的转动角度进行喷涂，固定喷头座(24)不便于喷涂的位置，能控制第一伸缩杆(27)工作带动连杆(26)进行转动，从而改变活动喷头座(29)的角度，第二伸缩杆(28)工作时能带动活动喷头座(29)在连杆(26)上进行转动，进一步改变活动喷头座(29)的转动角度；
步骤四：喷涂时，机器人本体(15)的第六关节转动能带动安装板(19)进行旋转，从而使调节角度后的活动喷头座(29)对工件表面均匀喷涂，之后控制第二转动电机(39)转动，对工件底部进行喷涂。
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