CN115646701A - 一种大中型铸件的喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大中型铸件的喷涂装置，涉及喷涂装置技术领域。该大中型铸件的喷涂装置，包括龙门行车、工业机器人、3D视觉识别定位系统、涂料喷涂系统、索夹喷涂轨迹规划系统、自动化控制系统、数据采集系统，所述龙门行车包括龙门架，所述龙门架上端固定设置有导轨。通过龙门行车配合3D视觉识别定位系统和索夹喷涂轨迹规划系统等应用，3D识别定位系统拍完照片，传输好数据以后，喷涂轨迹规划系统进行智能化分析，从而得到机器人工作轨迹，最后自动化控制系统给与指令，开始让喷涂装置进行作业，使得该装置系统可自动完成铸件的喷涂，改变了传统人工处理方式，降低了人员的劳动强度，增加了效率，减少了企业成本，并且能保证质量。

Description

一种大中型铸件的喷涂装置

技术领域

本发明涉及喷涂装置技术领域，具体为一种大中型铸件的喷涂装置。

背景技术

目前,涂刷涂料是获得铸件良好表面质量的主要手段，常用的涂料施涂方式有喷涂、刷涂、浸涂等，喷涂常用于局部施涂，对涂料质量和喷涂设备要求较高，现有的涂料喷涂方式通常是人工使用喷枪将涂料喷在铸件的表面，由于工人的操作水平不同，会出现喷涂不均匀的现象，使得铸件表面出现色差，降低产品质量，而且喷涂工作中，涂料会扩散出来对工人的身体造成损害。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大中型铸件的喷涂装置，能够对铸件进行自动化喷涂，解决了传统人工处理问题，降低了人员的劳动强度，身体健康，增加了效率，减少了企业成本，并且能保证质量。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大中型铸件的喷涂装置，包括龙门行车、工业机器人、3D视觉识别定位系统、涂料喷涂系统、索夹喷涂轨迹规划系统、自动化控制系统、数据采集系统，所述龙门行车包括龙门架，所述龙门架上端固定设置有导轨，所述导轨上滑动设置有行走小车，所述工业机器人上端固定连接于行走小车下端，所述工业机器人下端固定连接有喷料喷涂系统和3D视觉识别定位系统。

优选的，所述龙门架用于安装工业机器人和工件扫描识别相机，利用相机对工件轮廓尺寸、类型进行识别定位，带动工业机器人对工件进行准确喷涂作业，为了实现准确和可靠定位控制，X方向运动采用齿轮齿条副配合伺服电机利用滚轮和轨道进行传动，Y方向运动采用齿轮齿条副配合伺服电机利用直线导轨进行传动，所述龙门架设计尺寸为：6000×8500×3250mm，安装固定于现喷漆活动房的内侧，并随活动房移动。

优选的，所述工业机器人主要使用六轴库卡机器人完成模拟人工喷漆的动作及姿态。

优选的，所述3D视觉识别定位系统主要由视觉相机、相机支架两部分构成，通过龙门支架的移动带动相机支架以及视觉相机移动，完成对索夹的位置、外形尺寸等扫描工作，通过视觉程序后处理，实现对机器人空间姿态的确认以及自动喷涂程序的生成，为保证视觉相机镜头能够进行长时间作业，提高其寿命，视觉相机安装在相机支架的自动密封盒内。

优选的，所述喷料喷涂系统由PLC喷枪工艺柜(含喷漆控制程序)、供料装置(采和喷枪系统(采用AVX喷枪)构成，实现与机器人系统的完美结合，所述PLC喷枪工艺柜是喷涂系统的核心，能够精准的实现对龙门行车系统位移的准确控制，同时控制供料系统及喷枪系统中油漆的流量以及气量，保证喷涂油漆的雾化状态。

优选的，所述索夹喷涂轨迹规划系统主要是通过C#语言进行实现，3D视觉识别定位系统扫描索夹后得到各索夹参数信息通过本系统在线自动化编程，实现喷涂工艺的设置、喷涂轨迹的生成以及与PLC的交互。

优选的，所述自动化控制系统主要采用PLC进行控制，其中主控制柜、工作台控制柜、机器人控制柜以及监控显示等放置于非防爆的活动房外面，机器人(配置防护衣)、工作台、供料装置、供料搅拌罐等放置于喷涂间内，其中机器人与工作台放置于喷涂区，所述自动化控制系统采用西门子S7-1200 作主控，操作界面程序使用组态王，PLC与机器人之间使用PROFINET通讯机器人导轨采用PLC脉冲控制伺服控制，伺服位置反馈采用485通讯，喷漆工艺参数采用模拟量进行调节和反馈，空气压力采用模拟量采集，电源能耗、温湿度采用485通讯采集。

优选的，所述数据采集系统由我公司自主研发而成，其具有三大功能：

第一，可以随时监控设备的状态，设备处于工作、待机、故障状态一目了然，有助于管理者远程进行生产管理；

第二、可以将生产过程中的工艺数据(如：电流电压、压力、电机转速等)通过网线上传至云端，随时可从后台查看，有助于工艺的改善；

第三、可以通过收集的数据在后台生成报表文件，有利于管理者进行生产统计(包括产能、消耗、效率等)。

工作原理：该大中型铸件的喷涂装置使用时，操作者依据索夹的大小调整安放索夹(工件)喷涂支架，然后吊运摆放索夹(工件)至喷涂支架上，顺序安装摆放至满足布满一次喷漆房的索夹(或摆放完当期需喷涂工件)，开动活动房覆盖至待喷涂区域，选择确认摆放索夹(工件)的大中小类别，启动扫描系统，逐个对索夹(工件)进行扫描识别和和定位确认，扫描完成后，关闭喷漆房活动门，此时控制系统逐个获取索夹(工件)的轮廓尺寸等信息后自动规划喷漆轨迹程序和自动校准索夹(工件)的准确位置(通过3D 识别定位系统拍完照片，传输好数据以后，喷涂轨迹规划系统进行智能化分析，从而得到机器人工作轨迹)，选择产品喷涂工艺，如A产品，跳转标号: *1，确认喷涂系统正常后启动喷涂开始按钮，系统执行*1工艺，进行喷涂作业，喷涂完成后，机器人回到待机位，发出执行结束信号，操作者打开喷漆房活动门，喷漆活动房移动至下一个喷漆位。

(三)有益效果

本发明提供了一种大中型铸件的喷涂装置。具备以下有益效果：

1、本发明提供了一种大中型铸件的喷涂装置，该装置供漆系统随机器人一起移动，选用优质柱塞泵、调压器、喷枪等喷涂设备，保证喷涂质量及设备运行的可靠性，控制系统自带油漆出漆量调节系统，保证喷涂时不同工件使用不同出漆量，减少油漆用量，系统自带喷枪成型、雾化调节系统，保证工件外观达到最佳状态，通过自动化龙行车配合3D视觉识别定位系统带动喷涂喷料系统对工件进行喷涂，改变了传统人工处理方式，降低了人员的劳动强度，身体健康，增加了效率，减少了企业成本，并且能保证质量。

2、本发明提供了一种大中型铸件的喷涂装置，该3D视觉识别定位系统定位精度可控制在±10mm范围，相机设置可开关密封罩，主要保护相机和配件在喷漆时不会被污染或损坏，仅在相机识别工件时密封罩打开，相机进行工件数据采集，采用可视化设计；喷漆房内增加摄像头，方便操作人员随时观察喷漆房内情况，喷涂系统由PLC喷枪工艺柜(含喷漆控制程序)、供料装置(采用中国台湾CNSOO BRY-20A隔膜泵)和喷枪系统(采用CNSOO AFM-191 喷枪)构成，实现与机器人系统的完美结合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的布局示意图；。

其中，100、龙门行车；200、工业机器人；300、3D视觉识别定位系统； 400、喷料喷涂系统；101、龙门架；102、导轨；103、行走小车。

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。

如图1-2所示，本发明实施例提供一种大中型铸件的喷涂装置，包括龙门行车100、工业机器人200、3D视觉识别定位系统300、涂料喷涂系统400、索夹喷涂轨迹规划系统、自动化控制系统、数据采集系统，龙门行车100包括龙门架101，龙门架101上端固定设置有导轨102，导轨102上滑动设置有行走小车103，工业机器人200上端固定连接于行走小车103下端，工业机器人200下端固定连接有喷料喷涂系统400和3D视觉识别定位系统300；

通过自动化龙行车配合3D视觉识别定位系统带动喷涂喷料系统对工件进行喷涂，改变了传统人工处理方式，降低了人员的劳动强度，身体健康，增加了效率，较少了企业成本，并且能保证质量。

3D视觉识别定位系统300主要由视觉相机、相机支架两部分构成，通过龙门支架的移动带动相机支架以及视觉相机移动，完成对索夹的位置、外形尺寸等扫描工作，通过视觉程序后处理，实现对机器人空间姿态的确认以及自动喷涂程序的生成，为保证视觉相机镜头能够进行长时间作业，提高其寿命，视觉相机安装在相机支架的自动密封盒内，喷料喷涂系统400由PLC喷枪工艺柜(含喷漆控制程序)、供料装置(采和喷枪系统(采用AVX喷枪) 构成，实现与机器人系统的完美结合，PLC喷枪工艺柜是喷涂系统的核心，能够精准的实现对龙门行车系统位移的准确控制，同时控制供料系统及喷枪系统中油漆的流量以及气量，保证喷涂油漆的雾化状态，索夹喷涂轨迹规划系统主要是通过C#语言进行实现，3D视觉识别定位系统300扫描索夹后得到各索夹参数信息通过本系统在线自动化编程，实现喷涂工艺的设置、喷涂轨迹的生成以及与PLC的交互，自动化控制系统主要采用PLC进行控制，其中主控制柜、工作台控制柜、机器人控制柜以及监控显示等放置于非防爆的活动房外面，机器人(配置防护衣)、工作台、供料装置、供料搅拌罐等放置于喷涂间内，其中机器人与工作台放置于喷涂区，自动化控制系统采用西门子 S7-1200作主控，操作界面程序使用组态王，PLC与机器人之间使用PROFINET 通讯机器人导轨采用PLC脉冲控制伺服控制，伺服位置反馈采用485通讯，喷漆工艺参数采用模拟量进行调节和反馈，空气压力采用模拟量采集，电源能耗、温湿度采用485通讯采集，数据采集系统由我公司自主研发而成，其具有三大功能：

第一，可以随时监控设备的状态，设备处于工作、待机、故障状态一目了然，有助于管理者远程进行生产管理；

第二、可以将生产过程中的工艺数据(如：电流电压、压力、电机转速等)通过网线上传至云端，随时可从后台查看，有助于工艺的改善；

第三、可以通过收集的数据在后台生成报表文件，有利于管理者进行生产统计(包括产能、消耗、效率等)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种大中型铸件的喷涂装置，包括龙门行车(100)、工业机器人(200)、3D视觉识别定位系统(300)、涂料喷涂系统(400)、索夹喷涂轨迹规划系统、自动化控制系统、数据采集系统，其特征在于：所述龙门行车(100)包括龙门架(101)，所述龙门架(101)上端固定设置有导轨(102)，所述导轨(102)上滑动设置有行走小车(103)，所述工业机器人(200)上端固定连接于行走小车(103)下端，所述工业机器人(200)下端固定连接有喷料喷涂系统(400)和3D视觉识别定位系统(300)。

2.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述龙门架(101)用于安装工业机器人(200)和工件扫描识别相机，利用相机对工件轮廓尺寸、类型进行识别定位，带动工业机器人(200)对工件进行准确喷涂作业，为了实现准确和可靠定位控制，X方向运动采用齿轮齿条副配合伺服电机利用滚轮和轨道进行传动，Y方向运动采用齿轮齿条副配合伺服电机利用直线导轨进行传动，所述龙门架(101)设计尺寸为：6000×8500×3250mm，安装固定于现喷漆活动房的内侧，并随活动房移动。

3.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述工业机器人(200)主要使用六轴库卡机器人完成模拟人工喷漆的动作及姿态。

4.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述3D视觉识别定位系统(300)主要由视觉相机、相机支架两部分构成，通过龙门支架的移动带动相机支架以及视觉相机移动，完成对索夹的位置、外形尺寸等扫描工作，通过视觉程序后处理，实现对机器人空间姿态的确认以及自动喷涂程序的生成，为保证视觉相机镜头能够进行长时间作业，提高其寿命，视觉相机安装在相机支架的自动密封盒内。

5.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述喷料喷涂系统(400)由PLC喷枪工艺柜(含喷漆控制程序)、供料装置(采和喷枪系统(采用AVX喷枪)构成，实现与机器人系统的完美结合，所述PLC喷枪工艺柜是喷涂系统的核心，能够精准的实现对龙门行车系统位移的准确控制，同时控制供料系统及喷枪系统中油漆的流量以及气量，保证喷涂油漆的雾化状态。

6.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述索夹喷涂轨迹规划系统主要是通过C#语言进行实现，3D视觉识别定位系统(300)扫描索夹后得到各索夹参数信息通过本系统在线自动化编程，实现喷涂工艺的设置、喷涂轨迹的生成以及与PLC的交互。

7.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述自动化控制系统主要采用PLC进行控制，其中主控制柜、工作台控制柜、机器人控制柜以及监控显示等放置于非防爆的活动房外面，机器人(配置防护衣)、工作台、供料装置、供料搅拌罐等放置于喷涂间内，其中机器人与工作台放置于喷涂区，所述自动化控制系统采用西门子S7-1200作主控，操作界面程序使用组态王，PLC与机器人之间使用PROFINET通讯机器人导轨采用PLC脉冲控制伺服控制，伺服位置反馈采用485通讯，喷漆工艺参数采用模拟量进行调节和反馈，空气压力采用模拟量采集，电源能耗、温湿度采用485通讯采集。

8.根据权利要求1所述的一种大中型铸件的喷涂装置，其特征在于：所述数据采集系统由我公司自主研发而成，其具有三大功能：

第一，可以随时监控设备的状态，设备处于工作、待机、故障状态一目了然，有助于管理者远程进行生产管理；

第二、可以将生产过程中的工艺数据(如：电流电压、压力、电机转速等)通过网线上传至云端，随时可从后台查看，有助于工艺的改善；

第三、可以通过收集的数据在后台生成报表文件，有利于管理者进行生产统计(包括产能、消耗、效率等)。

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