CN114939490A - 一种基于机器视觉的喷涂自动化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，包括机体，所述机体的内部设置有驱动模块，所述机体的内表面固定连接有抽气管，所述抽气管的顶部设置有电机，本发明涉及喷涂技术领域，本发明通过设置夹持设备，当设备使用时，转轴受电机的驱动，在电机的带动下，转轴转动，伸缩杆收缩，套环互相靠近，活动杆挤压倾斜，受活动杆的推挤，支撑装置远离转轴，支撑装置向外扩张，通过改变支撑装置的位置，从而适应不同内径管材的固定，解决了传统的自动化喷涂设备结构固定，只能夹持固定尺寸管材的问题。

Description

一种基于机器视觉的喷涂自动化设备
技术领域
本发明涉及喷涂技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的喷涂自动化设备。
背景技术
目前，随着工业自动化水平的不断提升，为了提高生产效率，确保批量产品的生产一致性，在工业生产过程中，许多需要喷涂的环节使用了自动喷涂设备。传统的自动喷涂设备是在空间坐标系统中通过数控编程，按预设的轨迹喷涂。
现有技术中，如中国专利号为：CN109290088A的一种基于机器视觉的喷涂智能控制系统与自动化设备，属于喷涂技术领域。通过与计算机连接的机器视觉机构与运动控制器，进行视觉喷涂控制与运动控制；视觉机构拍摄产品图像，将图像数据传输到计算机，识别图像位置，自动修改喷涂轨迹，生成新的运动控制数据，发送到运动控制器；从而由运动控制器对任意形状、任意摆放的工件进行喷涂。本发明的优点在于，无需夹具定位，解决了传统喷涂设备需要对产品使用固定位置的夹具定位的问题。极大地降低了生产成本，提高了生产效率。
但现有技术中，传统的自动化喷涂设备结构固定，设备的适应性和灵活性较差，喷漆完毕的工件待固化后，需要取出进行人工检测，反复拆装，影响生产，并且操作人员直接与工件接触，不利于健康。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，包括机体，所述机体的内部设置有驱动模块，所述机体的内表面固定连接有抽气管，所述抽气管的顶部设置有电机，管状工件从机体的右侧进入外罩的内部，将管状工件套在夹持设备的外表面，液压系统控制夹持设备抵住工件的内腔，随后电机带动夹持设备转动，翻转设备保持静止，工件相对翻转设备转动，所述电机的顶部设置有外罩，所述外罩的内部设置有翻转设备，所述翻转设备的底部设置有夹持设备，所述翻转设备包括转盘，所述转盘的外表面固定连接有滑杆，所述滑杆的外表面滑动连接有摄像头，所述摄像头的内表面螺纹连接有螺杆，转盘固定不动，使得导杆朝下，螺杆带动驱动轮和皮带转动，滑块内部的螺杆转动，螺纹迫使滑块沿着卡条和导杆的外表面滑动，所述螺杆的左端固定连接有驱动轮，所述驱动轮的外表面转动连接有皮带，所述皮带的底部设置有导杆，所述导杆的上表面固定连接有卡条，所述卡条的外表面滑动连接有滑块，所述滑块的下表面固定连接有喷嘴。
优选的，所述转盘的外表面与机体的内表面转动连接，所述转盘的外表面与导杆的左端固定连接，所述摄像头底部的螺杆的外表面与滑块的内表面螺纹连接，喷嘴左右移动，将工件的外表面完成喷漆，随后转盘翻转，使得滑杆朝下，螺杆带动摄像头水平移动检测，检测符合要求后，将工件取出，所述导杆的外表面与滑块的内表面滑动连接，所述驱动轮的外表面与转盘的外表面转动连接。
优选的，所述电机的外表面与机体的外表面固定连接，随后，翻转设备水平移动，工件的外表面被喷射上油漆，待喷射完毕后，翻转设备转动，设备进行光学检测，若检测出有错喷或漏喷，翻转设备继续转动，喷头向工件的外表面喷涂，直至符合要求，所述机体的上表面与外罩的下表面固定连接，所述翻转设备的外表面与机体的内表面转动连接，所述夹持设备的外表面与电机的内表面固定连接，所述夹持设备的外表面与机体的内表面转动连接。
优选的，所述夹持设备包括转轴，所述转轴的外表面固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的外表面固定连接有套环，转轴受电机的驱动，在电机的带动下，转轴转动，伸缩杆收缩，套环互相靠近，活动杆挤压倾斜，所述套环的外表面转动连接有活动杆，所述活动杆的顶端转动连接有支撑装置。
优选的，所述转轴的左端与电机的内表面固定连接，所述转轴的外表面与机体的内表面转动连接，受活动杆的推挤，支撑装置远离转轴，支撑装置向外扩张，通过改变支撑装置的位置，从而适应不同内径管材的固定，所述转轴的外表面与套环的内表面滑动连接，所述套环对称安装在伸缩杆的两侧。
优选的，所述支撑装置包括压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端固定连接有活塞杆，随着支撑装置的互相远离，活动杆的外表面挤压活塞杆，活塞杆互相靠近，压缩弹簧拉伸，吸盘内部的气压减小，由于弧形板和吸盘的上表面与工件的内表面接触挤压，所述活塞杆的外表面滑动连接有密封筒，所述密封筒的上表面固定连接有吸盘，所述吸盘的外表面固定连接有弧形板。
优选的，所述弧形板的下表面与活动杆的顶端转动连接，弧形板支撑工件，密封筒内部的气压降低，在内外气压差的作用下，工件被牢牢固定，防止在高速旋转时脱落，所述吸盘的内部与密封筒的内部相连通。
优选的，所述驱动模块包括夹持模块和翻转模块，其中：
驱动模块：喷涂自动化设备的动力源，负责整个设备的动力输出，确保工件在加紧固定后能够旋转喷涂，待旋转喷涂完毕后翻转检测，检查工件外部是否喷涂均匀；
夹持模块：在驱动模块的带动下，液压系统推动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，夹持模块抵住工件的内腔，通过内部支撑，将工件定心固定，灵活的夹持模块能够适应不同内径工件的夹持固定；
翻转模块：包括喷射模块和视觉检测模块，喷射模块在工件旋转的过程中，水平只有移动，将工件的外表面喷涂，随后翻转模块在驱动模块的带动下旋转换位，视觉检测模块通过光学检测，观察喷涂是否均匀，是否存在错喷和漏喷的现象。
驱动模块带动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，从而抵住工件的内腔，此时的工件被固定，随后翻转模块内部的喷射模块水平移动，夹持模块带动工件旋转，喷射完毕后，视觉检测模块与喷射模块位置上下互换，朝下的视觉检测模块水平移动，检测工件外表面的喷涂效果，若发现喷涂瑕丝，翻转模块再次换位，喷射模块朝下，夹持模块带动工件继续转动，进行瑕丝处的喷涂修补，如此循环，直至符合要求，系统停止，相较于传统的人工检测，具有高效、高精度的优势。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置机体，当设备使用时，管状工件从机体的右侧进入外罩的内部，将管状工件套在夹持设备的外表面，液压系统控制夹持设备抵住工件的内腔，随后电机带动夹持设备转动，翻转设备保持静止，工件相对翻转设备转动，随后，翻转设备水平移动，工件的外表面被喷射上油漆，待喷射完毕后，翻转设备转动，设备进行光学检测，若检测出有错喷或漏喷，翻转设备继续转动，喷头向工件的外表面喷涂，直至符合要求，抽气管将悬浮的油漆颗粒抽出，防止附着在摄像头的外表面，解决了传统的自动化喷涂设备工作效率较低的问题。
2.本发明通过设置翻转设备，当设备使用时，转盘固定不动，使得导杆朝下，螺杆带动驱动轮和皮带转动，滑块内部的螺杆转动，螺纹迫使滑块沿着卡条和导杆的外表面滑动，喷嘴左右移动，将工件的外表面完成喷漆，随后转盘翻转，使得滑杆朝下，螺杆带动摄像头水平移动检测，检测符合要求后，将工件取出，解决了传统的自动化喷涂设备无法视觉检测的问题。
3.本发明通过设置夹持设备，当设备使用时，转轴受电机的驱动，在电机的带动下，转轴转动，伸缩杆收缩，套环互相靠近，活动杆挤压倾斜，受活动杆的推挤，支撑装置远离转轴，支撑装置向外扩张，通过改变支撑装置的位置，从而适应不同内径管材的固定，解决了传统的自动化喷涂设备结构固定，只能夹持固定尺寸管材的问题。
4.本发明通过设置支撑装置，当设备使用时，随着支撑装置的互相远离，活动杆的外表面挤压活塞杆，活塞杆互相靠近，压缩弹簧拉伸，吸盘内部的气压减小，由于弧形板和吸盘的上表面与工件的内表面接触挤压，弧形板支撑工件，密封筒内部的气压降低，在内外气压差的作用下，工件被牢牢固定，防止在高速旋转时脱落，解决了传统的机械式固定固定效果较差，压力较大容易损伤工件，压力较小工件容易脱落的问题。
5.本发明通过设置驱动模块、翻转模块和夹持模块，当设备使用时，驱动模块带动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，从而抵住工件的内腔，此时的工件被固定，随后翻转模块内部的喷射模块水平移动，夹持模块带动工件旋转，喷射完毕后，视觉检测模块与喷射模块位置上下互换，朝下的视觉检测模块水平移动，检测工件外表面的喷涂效果，若发现喷涂瑕丝，翻转模块再次换位，喷射模块朝下，夹持模块带动工件继续转动，进行瑕丝处的喷涂修补，如此循环，直至符合要求，系统停止，相较于传统的人工检测，具有高效、高精度的优势。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的剖视图；
图3是本发明翻转设备的结构示意图；
图4是本发明夹持设备的结构示意图；
图5是本发明支撑设备的结构示意图；
图6是本发明的系统框图。
图中：1、机体；2、抽气管；3、电机；4、外罩；5、翻转设备；6、夹持设备；10、转盘；11、滑杆；12、摄像头；13、螺杆；14、驱动轮；15、皮带；16、导杆；17、卡条；18、滑块；19、喷嘴；20、转轴；21、伸缩杆；22、套环；23、活动杆；24、支撑装置；30、压缩弹簧；31、活塞杆；32、密封筒；33、吸盘；34、弧形板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例一：
请参阅图1－图6，本发明提供一种技术方案：一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，包括机体1，机体1的内部设置有驱动模块，机体1的内表面固定连接有抽气管2，抽气管2的顶部设置有电机3，电机3的顶部设置有外罩4，外罩4的内部设置有翻转设备5，翻转设备5的底部设置有夹持设备6，翻转设备5包括转盘10，转盘10的外表面固定连接有滑杆11，滑杆11的外表面滑动连接有摄像头12，摄像头12的内表面螺纹连接有螺杆13，螺杆13的左端固定连接有驱动轮14，驱动轮14的外表面转动连接有皮带15，皮带15的底部设置有导杆16，导杆16的上表面固定连接有卡条17，卡条17的外表面滑动连接有滑块18，滑块18的下表面固定连接有喷嘴19。转盘10的外表面与机体1的内表面转动连接，转盘10的外表面与导杆16的左端固定连接，摄像头12底部的螺杆13的外表面与滑块18的内表面螺纹连接，导杆16的外表面与滑块18的内表面滑动连接，驱动轮14的外表面与转盘10的外表面转动连接。电机3的外表面与机体1的外表面固定连接，机体1的上表面与外罩4的下表面固定连接，翻转设备5的外表面与机体1的内表面转动连接，夹持设备6的外表面与电机3的内表面固定连接，夹持设备6的外表面与机体1的内表面转动连接。
夹持设备6包括转轴20，转轴20的外表面固定连接有伸缩杆21，伸缩杆21的外表面固定连接有套环22，套环22的外表面转动连接有活动杆23，活动杆23的顶端转动连接有支撑装置24。转轴20的左端与电机3的内表面固定连接，转轴20的外表面与机体1的内表面转动连接，转轴20的外表面与套环22的内表面滑动连接，套环22对称安装在伸缩杆21的两侧。
支撑装置24包括压缩弹簧30，压缩弹簧30的两端固定连接有活塞杆31，活塞杆31的外表面滑动连接有密封筒32，密封筒32的上表面固定连接有吸盘33，吸盘33的外表面固定连接有弧形板34。弧形板34的下表面与活动杆23的顶端转动连接，吸盘33的内部与密封筒32的内部相连通。
使用时，管状工件从机体1的右侧进入外罩4的内部，将管状工件套在夹持设备6的外表面，液压系统控制夹持设备6抵住工件的内腔，随后电机3带动夹持设备6转动，翻转设备5保持静止，工件相对翻转设备5转动，随后，翻转设备5水平移动，工件的外表面被喷射上油漆，待喷射完毕后，翻转设备5转动，设备进行光学检测，若检测出有错喷或漏喷，翻转设备5继续转动，喷头向工件的外表面喷涂，直至符合要求。
转盘10固定不动，使得导杆16朝下，螺杆13带动驱动轮14和皮带15转动，滑块18内部的螺杆13转动，螺纹迫使滑块18沿着卡条17和导杆16的外表面滑动，喷嘴19左右移动，将工件的外表面完成喷漆，随后转盘10翻转，使得滑杆11朝下，螺杆13带动摄像头12水平移动检测，检测符合要求后，将工件取出。
转轴20受电机3的驱动，在电机3的带动下，转轴20转动，伸缩杆21收缩，套环22互相靠近，活动杆23挤压倾斜，受活动杆23的推挤，支撑装置24远离转轴20，支撑装置24向外扩张，通过改变支撑装置24的位置，从而适应不同内径管材的固定。
随着支撑装置24的互相远离，活动杆23的外表面挤压活塞杆31，活塞杆31互相靠近，压缩弹簧30拉伸，吸盘33内部的气压减小，由于弧形板34和吸盘33的上表面与工件的内表面接触挤压，弧形板34支撑工件，密封筒32内部的气压降低，在内外气压差的作用下，工件被牢牢固定，防止在高速旋转时脱落。
实施例二：
请参阅图1－图6，本发明提供一种技术方案：在实施例一的基础上，驱动模块包括夹持模块和翻转模块，其中：
驱动模块：喷涂自动化设备的动力源，负责整个设备的动力输出，确保工件在加紧固定后能够旋转喷涂，待旋转喷涂完毕后翻转检测，检查工件外部是否喷涂均匀；
夹持模块：在驱动模块的带动下，液压系统推动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，夹持模块抵住工件的内腔，通过内部支撑，将工件定心固定，灵活的夹持模块能够适应不同内径工件的夹持固定；
翻转模块：包括喷射模块和视觉检测模块，喷射模块在工件旋转的过程中，水平只有移动，将工件的外表面喷涂，随后翻转模块在驱动模块的带动下旋转换位，视觉检测模块通过光学检测，观察喷涂是否均匀，是否存在错喷和漏喷的现象。
使用时，驱动模块带动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，从而抵住工件的内腔，此时的工件被固定，随后翻转模块内部的喷射模块水平移动，夹持模块带动工件旋转，喷射完毕后，视觉检测模块与喷射模块位置上下互换，朝下的视觉检测模块水平移动，检测工件外表面的喷涂效果，若发现喷涂瑕丝，翻转模块再次换位，喷射模块朝下，夹持模块带动工件继续转动，进行瑕丝处的喷涂修补，如此循环，直至符合要求，系统停止，相较于传统的人工检测，具有高效、高精度的优势。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)的内部设置有驱动模块，所述机体(1)的内表面固定连接有抽气管(2)，所述抽气管(2)的顶部设置有电机(3)，所述电机(3)的顶部设置有外罩(4)，所述外罩(4)的内部设置有翻转设备(5)，所述翻转设备(5)的底部设置有夹持设备(6)，所述翻转设备(5)包括转盘(10)，所述转盘(10)的外表面固定连接有滑杆(11)，所述滑杆(11)的外表面滑动连接有摄像头(12)，所述摄像头(12)的内表面螺纹连接有螺杆(13)，所述螺杆(13)的左端固定连接有驱动轮(14)，所述驱动轮(14)的外表面转动连接有皮带(15)，所述皮带(15)的底部设置有导杆(16)，所述导杆(16)的上表面固定连接有卡条(17)，所述卡条(17)的外表面滑动连接有滑块(18)，所述滑块(18)的下表面固定连接有喷嘴(19)。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述转盘(10)的外表面与机体(1)的内表面转动连接，所述转盘(10)的外表面与导杆(16)的左端固定连接，所述摄像头(12)底部的螺杆(13)的外表面与滑块(18)的内表面螺纹连接，所述导杆(16)的外表面与滑块(18)的内表面滑动连接，所述驱动轮(14)的外表面与转盘(10)的外表面转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述电机(3)的外表面与机体(1)的外表面固定连接，所述机体(1)的上表面与外罩(4)的下表面固定连接，所述翻转设备(5)的外表面与机体(1)的内表面转动连接，所述夹持设备(6)的外表面与电机(3)的内表面固定连接，所述夹持设备(6)的外表面与机体(1)的内表面转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述夹持设备(6)包括转轴(20)，所述转轴(20)的外表面固定连接有伸缩杆(21)，所述伸缩杆(21)的外表面固定连接有套环(22)，所述套环(22)的外表面转动连接有活动杆(23)，所述活动杆(23)的顶端转动连接有支撑装置(24)。
5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述转轴(20)的左端与电机(3)的内表面固定连接，所述转轴(20)的外表面与机体(1)的内表面转动连接，所述转轴(20)的外表面与套环(22)的内表面滑动连接，所述套环(22)对称安装在伸缩杆(21)的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述支撑装置(24)包括压缩弹簧(30)，所述压缩弹簧(30)的两端固定连接有活塞杆(31)，所述活塞杆(31)的外表面滑动连接有密封筒(32)，所述密封筒(32)的上表面固定连接有吸盘(33)，所述吸盘(33)的外表面固定连接有弧形板(34)。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述弧形板(34)的下表面与活动杆(23)的顶端转动连接，所述吸盘(33)的内部与密封筒(32)的内部相连通。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的喷涂自动化设备，其特征在于：所述驱动模块包括夹持模块和翻转模块，其中：
驱动模块：喷涂自动化设备的动力源，负责整个设备的动力输出，确保工件在加紧固定后能够旋转喷涂，待旋转喷涂完毕后翻转检测，检查工件外部是否喷涂均匀；
夹持模块：在驱动模块的带动下，液压系统推动夹持模块向外扩张，夹持模块的体积增大，夹持模块抵住工件的内腔，通过内部支撑，将工件定心固定，灵活的夹持模块能够适应不同内径工件的夹持固定；
翻转模块：包括喷射模块和视觉检测模块，喷射模块在工件旋转的过程中，水平只有移动，将工件的外表面喷涂，随后翻转模块在驱动模块的带动下旋转换位，视觉检测模块通过光学检测，观察喷涂是否均匀，是否存在错喷和漏喷的现象。
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