CN113649184A - 一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统及方法，该系统包括爬壁机器人、喷漆工艺设备单元、遥控控制单元、喷漆作业模块单元；爬壁机器人用于搭载喷漆作业模块单元；喷漆工艺设备单元用于将液态涂料经高压输送及喷漆；遥控控制单元用于远程控制爬壁机器人前进、后退、转弯及喷漆作业模块的调整；喷漆作业模块单元用于控制喷漆速度以满足船舶外板合拢缝喷漆漆膜厚度要求。方法为：根据油漆的成分及漆膜厚度要求，确定喷漆速度及喷嘴到喷涂面的距离，通过遥控控制单元向喷漆作业模块单元发送控制信号控制电机的转速，实现喷漆速度实时控制。本发明喷漆的漆膜厚度较薄，且分布均匀，减少了工人的工作量，降低了漆雾对人体的伤害。
Description
技术领域
本发明属于船舶外板合拢缝表面处理技术领域，特别是一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统。
背景技术
由于船舶外板合拢峰焊接后需要打磨喷漆，现阶段是人工手持喷枪在脚手架上对合拢焊缝进行喷漆。这种喷涂方式自动化程度低，环境污染程度高，对施工人员的身体健康会造成严重危害。
目前国内较多以爬壁机器人直接搭载喷枪进行喷涂研究为主，由于爬壁机器人的移动速度较慢且速度控制精度无法保证，导致油漆的漆膜厚度偏厚且不均匀，不能满足船舶外板底漆的喷涂工艺要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，解决船舶外板底漆漆膜厚度偏厚、不均匀等问题，同时减少漆雾对人体伤害，更加绿色环保。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于：包括爬壁机器人、喷漆工艺设备单元、遥控控制单元、喷漆作业模块单元，所述爬壁机器人、喷漆工艺设备单元均与喷漆作业模块单元连接，爬壁机器人、喷漆作业模块单元均与遥控控制单元无线连接，其中：
所述爬壁机器人用于搭载喷漆作业模块单元；
所述喷漆工艺设备单元用于将液态涂料经高压输送至喷漆作业模块单元；
所述遥控控制单元一方面用于远程控制爬壁机器人前进、后退、转弯，另一方面用于远程控制喷漆作业模块单元的调整；
所述喷漆作业模块单元用于控制喷漆速度以满足船舶外板合拢缝喷漆漆膜厚度要求。
一种使用所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统进行自动喷漆的方法，根据油漆的成分及漆膜厚度要求，确定喷漆速度及喷嘴到喷涂面的距离，通过遥控控制单元向喷漆作业模块单元发送控制信号，喷漆作业模块单元根据控制信号控制电机的转速，实现喷漆速度实时控制。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
(1)喷漆工作是在爬壁机器人停止状态下进行的，与现有依靠爬壁机器人的速度进行喷漆技术相比，不受船舶外板曲率及焊缝的影响，更安全、稳定，加速度和速度更快，更能满足船舶外板喷漆工艺速度要求；
(2)能够进行远程遥控喷漆作业，解决了单独依靠爬壁机器人喷漆漆膜厚度偏厚的问题，减少了工人的工作量，并降低了漆雾对人体的伤害。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本发明实施例中提供的一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统的系统图。
图2为本发明实施例中提供的一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统的结构框图。
具体实施方式
本发明一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，包括爬壁机器人1、喷漆工艺设备单元2、遥控控制单元3、喷漆作业模块单元4，所述爬壁机器人1、喷漆工艺设备单元2均与喷漆作业模块单元4连接，爬壁机器人1、喷漆作业模块单元4均与遥控控制单元3无线连接，其中：
所述爬壁机器人1用于搭载喷漆作业模块单元4；
所述喷漆工艺设备单元2用于将液态涂料经高压输送至喷漆作业模块单元4；
所述遥控控制单元3一方面用于远程控制爬壁机器人1前进、后退、转弯，另一方面用于远程控制喷漆作业模块单元4的调整；
所述喷漆作业模块单元4用于控制喷漆速度以满足船舶外板合拢缝喷漆漆膜厚度要求。
作为一种具体实施方式，所述爬壁机器人1包括爬壁机器人本体10和控制柜11，所述爬壁机器人本体10与控制柜11连接，所述控制柜11用于安装电气控制器件。
作为一种具体实施方式，所述喷漆工艺设备单元2包括高压无气喷涂泵20、自动喷枪21和喷嘴22；所述高压无气喷涂泵20与自动喷枪21通过油漆管连接；所述自动喷枪21安装在喷漆作业模块单元4上，自动喷枪21接收控制信号控制喷漆的启停；所述喷嘴22安装在自动喷枪21上，用于控制油漆喷到船舶外板后的形状。
作为一种具体实施方式，所述遥控控制单元3包括遥控器发射端30和遥控器接收端31；所述遥控器发射端30用于人工手持将指令信号以无线信号发送出去；所述遥控器接收端31安装在控制柜11中，用于接收无线信号并且发送给喷漆作业模块单元4。
作为一种具体实施方式，所述遥控器发射端30包括操作面板单元300、信号处理单元301、信号发射单元302；所述操作面板单元300、信号处理单元301、信号发射单元302互相连接；所述操作面板单元300包括开关、旋钮，用于人工操作输入；所述信号处理单元301用于对操作面板单元300上的开关、旋钮信号进行处理；所述信号发射单元302将处理过的输入信号以无线信号的形式发射出去。
作为一种具体实施方式，所述遥控器接收端31包括相连接的信号接收单元310、第一CAN总线模块单元311；所述信号接收单元310用于接收遥控器发射端30发送的信号；所述第一CAN总线模块单元311用于将接收到的信号通过CAN总线发送给喷漆作业模块单元4。
作为一种具体实施方式，所述喷漆作业模块单元4包括喷漆控制单元40、喷漆执行机构单元41；所述喷漆控制单元40与喷漆执行机构单元41连接；所述喷漆控制单元40用于根据输入的指令信号对喷漆执行机构单元41运动以及对自动喷枪21通断输出控制信号；所述喷漆执行机构单元41用于根据控制信号进行运动及喷漆作业。
作为一种具体实施方式，所述喷漆控制单元40包括第二CAN总线模块单元400、信号运算控制单元401、IO输入输出单元402；所述第二CAN总线模块单元400与信号运算控制单元401相连接、信号运算控制单元401与IO输入输出单元402相连接；所述第二CAN总线模块单元400用于接收遥控器接收端31发出的指令信号，并将控制信号发送给喷漆执行机构单元41；所述信号运算控制单元401用于根据指令信号按照船舶外板合拢缝喷漆工艺要求生成控制信号；所述IO输入输出单元402用于根据生成的控制信号输出DO信号控制喷漆的启停。
作为一种具体实施方式，所述喷漆执行机构单元41包括驱动器410、直线电机411、滑台412、枪杆调节机构413；所述驱动器410与直线电机411相连；所述直线电机411安装在滑台412上；所述枪杆调节机构413安装在直线电机411上；所述驱动器410用于接收控制信号并根据控制信号控制直线电机411的启停及转速；所述直线电机411用于带动枪杆调节机构413运动；所述滑台412用于支撑直线电机411和枪杆调节机构413；所述枪杆调节机构413用于支撑自动喷枪21和喷嘴22以及调节喷嘴22到喷涂面的距离。
本发明还提供一种使用所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统进行自动喷漆的方法，根据油漆的成分及漆膜厚度要求，确定喷漆速度及喷嘴到喷涂面的距离，通过遥控控制单元3向喷漆作业模块单元4发送控制信号，喷漆作业模块单元4根据控制信号控制电机的转速，实现喷漆速度实时控制。
下面结合说明书附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例
本实施例提供了一种船舶外板合拢缝的喷漆系统。
图1为本发明实施例中提供的一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统的系统图。如图1所示，该面向船舶外板合拢缝的喷漆系统包括爬壁机器人1、喷漆工艺设备单元2、遥控控制单元3、喷漆作业模块单元4。其中，爬壁机器人1、喷漆工艺设备单元2均与喷漆作业模块单元4连接；爬壁机器人1、喷漆作业模块单元4均与遥控控制单元3无线连接。
其中，所述爬壁机器人1用于搭载喷漆作业模块单元4；所述喷漆工艺设备单元2用于将液态涂料经高压输送及喷漆；所述遥控控制单元3用于远程控制爬壁机器人前进、后退、转弯及喷漆作业模块的调整；所述喷漆作业模块单元4用于控制喷漆速度以满足船舶外板合拢缝喷漆漆膜厚度要求。
具体地，请参考图2，所述爬壁机器人1包括爬壁机器人本体10和控制柜11；所述爬壁机器人本体10与控制柜11连接；所述控制柜11用于安装电气控制器件。
具体地，请参考图2，所述喷漆工艺设备单元2包括高压无气喷涂泵20、自动喷枪21和喷嘴22；所述高压无气喷涂泵20与自动喷枪21通过油漆管连接；所述自动喷枪21安装在喷漆作业模块4单元上。所述喷嘴22安装在自动喷枪21上。
具体地，请参考图2，所述遥控控制单元3包括遥控器发射端30和遥控器接收端31。所述遥控器发射端30用于人工手持将指令信号以无线信号发送出去；所述遥控器接收端30安装在控制柜11中，用于接收无线信号并且发送给喷漆控制单元4。所述遥控器发射端30包括操作面板单元300、信号处理单元301、信号发射单元302；所述操作面板单元300、信号处理单元301、信号发射单元302互相连接；所述操作面板单元300包括开关、旋钮等，用于人工操作输入；所述信号处理单元301用于对操作面板单元300上的开关、旋钮信号进行处理；所述信号发射单元301将处理过的输入信号以无线信号的形式发射出去。所述遥控器接收端31包括相连接的信号接收单元310、CAN总线模块单元311；所述信号接收单元310用于接收遥控器发射端30发送的信号；所述CAN总线模块单元311用于接收到的信号通过CAN总线发送给喷漆作业模块单元4。
具体地，请参考图2，所述喷漆作业模块单元4包括喷漆控制单元40、喷漆执行机构单元41；所述喷漆控制单元40与喷漆执行机构单元41连接；所述喷漆控制单元40用于根据输入的指令信号控制喷漆执行机构单元41运动以及对自动喷枪21通断输出控制信号；所述喷漆执行机构单元41用于根据控制信号进行运动及喷漆作业；所述喷漆控制单元40包括CAN总线模块单元400、信号运算控制单元401、IO输入输出单元402；所述CAN总线模块单元400与信号运算控制单元401相连接、信号运算控制单元401与IO输入输出单元402相连接；所述CAN总线模块单元400用于接收遥控器接收端31发出的指令信号，并将控制信号发送给喷漆执行机构单元41；所述信号运算控制单元401用于根据指令信号按照船舶外板合拢缝喷漆工艺要求生成控制信号；所述IO输入输出单元402用于根据生成的控制信号输出DO信号控制喷漆的启停。
具体地，请参考图2，所述喷漆执行机构单元41包括驱动器410、直线电机411、滑台412、枪杆调节机构413；所述驱动器410与直线电机411相连；所述直线电机411安装在滑台412上，有效行程大于合拢缝打磨的宽度，取1m左右；所述枪杆调节机构413安装在直线电机411上；所述驱动器410用于接收控制信号并根据控制信号控制直线电机的启停及转速；所述直线电机411用于带动枪杆调节机构413运动；所述滑台412用于支撑直线电机411和枪杆调节机构413；所述枪杆调节机构413用于支撑自动喷枪21和喷嘴22以及调节喷嘴22到喷涂面的距离。
综上可知，通过使用本发明所提供的一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统进行远程遥控喷漆作业，解决了单独依靠爬壁机器人喷漆漆膜厚度偏厚的问题，减少工人的工作量，降低漆雾对人体的伤害。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，包括爬壁机器人(1)、喷漆工艺设备单元(2)、遥控控制单元(3)、喷漆作业模块单元(4)，所述爬壁机器人(1)、喷漆工艺设备单元(2)均与喷漆作业模块单元(4)连接，爬壁机器人(1)、喷漆作业模块单元(4)均与遥控控制单元(3)无线连接，其中：
所述爬壁机器人(1)用于搭载喷漆作业模块单元(4)；
所述喷漆工艺设备单元(2)用于将液态涂料经高压输送至喷漆作业模块单元(4)；
所述遥控控制单元(3)一方面用于远程控制爬壁机器人(1)前进、后退、转弯，另一方面用于远程控制喷漆作业模块单元(4)的调整；
所述喷漆作业模块单元(4)用于控制喷漆速度以满足船舶外板合拢缝喷漆漆膜厚度要求。
2.根据权利要求1所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述爬壁机器人(1)包括爬壁机器人本体(10)和控制柜(11)，所述爬壁机器人本体(10)与控制柜(11)连接，所述控制柜(11)用于安装电气控制器件。
3.根据权利要求2所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述喷漆工艺设备单元(2)包括高压无气喷涂泵(20)、自动喷枪(21)和喷嘴(22)；所述高压无气喷涂泵(20)与自动喷枪(21)通过油漆管连接；所述自动喷枪(21)安装在喷漆作业模块单元(4)上，自动喷枪(21)接收控制信号控制喷漆的启停；所述喷嘴(22)安装在自动喷枪(21)上，用于控制油漆喷到船舶外板后的形状。
4.根据权利要求3所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述遥控控制单元(3)包括遥控器发射端(30)和遥控器接收端(31)；所述遥控器发射端(30)用于人工手持将指令信号以无线信号发送出去；所述遥控器接收端(31)安装在控制柜(11)中，用于接收无线信号并且发送给喷漆作业模块单元(4)。
5.根据权利要求4所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述遥控器发射端(30)包括操作面板单元(300)、信号处理单元(301)、信号发射单元(302)；所述操作面板单元(300)、信号处理单元(301)、信号发射单元(302)互相连接；所述操作面板单元(300)包括开关、旋钮，用于人工操作输入；所述信号处理单元(301)用于对操作面板单元(300)上的开关、旋钮信号进行处理；所述信号发射单元(302)将处理过的输入信号以无线信号的形式发射出去。
6.根据权利要求4所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述遥控器接收端(31)包括相连接的信号接收单元(310)、第一CAN总线模块单元(311)；所述信号接收单元(310)用于接收遥控器发射端(30)发送的信号；所述第一CAN总线模块单元(311)用于将接收到的信号通过CAN总线发送给喷漆作业模块单元(4)。
7.根据权利要求4所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述喷漆作业模块单元(4)包括喷漆控制单元(40)、喷漆执行机构单元(41)；所述喷漆控制单元(40)与喷漆执行机构单元(41)连接；所述喷漆控制单元(40)用于根据输入的指令信号对喷漆执行机构单元(41)运动以及对自动喷枪(21)通断输出控制信号；所述喷漆执行机构单元(41)用于根据控制信号进行运动及喷漆作业。
8.根据权利要求7所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述喷漆控制单元(40)包括第二CAN总线模块单元(400)、信号运算控制单元(401)、IO输入输出单元(402)；所述第二CAN总线模块单元(400)与信号运算控制单元(401)相连接、信号运算控制单元(401)与IO输入输出单元(402)相连接；所述第二CAN总线模块单元(400)用于接收遥控器接收端(31)发出的指令信号，并将控制信号发送给喷漆执行机构单元(41)；所述信号运算控制单元(401)用于根据指令信号按照船舶外板合拢缝喷漆工艺要求生成控制信号；所述IO输入输出单元(402)用于根据生成的控制信号输出DO信号控制喷漆的启停。
9.根据权利要求7所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统，其特征在于，所述喷漆执行机构单元(41)包括驱动器(410)、直线电机(411)、滑台(412)、枪杆调节机构(413)；所述驱动器(410)与直线电机(411)相连；所述直线电机(411)安装在滑台(412)上；所述枪杆调节机构(413)安装在直线电机(411)上；所述驱动器(410)用于接收控制信号并根据控制信号控制直线电机(411)的启停及转速；所述直线电机(411)用于带动枪杆调节机构(413)运动；所述滑台(412)用于支撑直线电机(411)和枪杆调节机构(413)；所述枪杆调节机构(413)用于支撑自动喷枪(21)和喷嘴(22)以及调节喷嘴(22)到喷涂面的距离。
10.一种使用如权利要求1～9所述的面向船舶外板合拢缝的喷漆系统进行自动喷漆的方法，其特征在于，根据油漆的成分及漆膜厚度要求，确定喷漆速度及喷嘴到喷涂面的距离，通过遥控控制单元(3)向喷漆作业模块单元(4)发送控制信号，喷漆作业模块单元(4)根据控制信号控制电机的转速，实现喷漆速度实时控制。
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