CN115722375A - 一种喷涂机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能机器人技术领域，尤其涉及一种喷涂机器人及其控制方法，该喷涂机器人包括竖直的支撑柱、水平的固定杆以及顶板；固定杆一端与支撑柱连接，另一端与顶板连接，顶板的下表面设有传动部；传动部包括安装于顶板上表面的电机和安装于顶板下表面的第一旋杆，第一旋杆转动连接于顶板下表面；电机的传动轴穿过顶板后通过第一皮带与第一旋杆连接；第一皮带上安装有喷涂装置，顶板的四周侧壁均安装有挡板，通过顶板、挡板与运输太之间形成一个闭合腔室，电机驱动第一皮带上的喷涂装置在闭合腔室内沿皮带运动的方向有规律的进行匀速运动，从而对物料进行有效的喷涂，并对飘散与空气中的材料进行利用，提高工作效率的同时也降低了成本与材料的浪费。

Description

一种喷涂机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及功能机器人技术领域，更具体的是涉及一种喷涂机器人。

背景技术

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，其由计算机和相应的控制系统配合机械臂灵活的对所需进行喷涂的部件进行多方位的喷涂工作；

而现有的部分针对若干物料表面同时进行喷涂工作的喷涂机器人，需要在同一水平面上多条横向与纵向的水平线上多次往复移动，以此保证流水线上所有的部件表面均覆盖喷涂机器人所喷出的颜料，而此种方式在喷涂过程时，只能针对某一直线方向上部件表面进行喷涂，无法同时针对部件其他位置以及其他未被喷涂的部件，需要对其他位置进行喷涂时，需等正在喷涂的位置喷涂完毕，此种喷涂方式较为繁琐，且效率低下，故此会耗费大量时间，同时，喷涂机器人工作期间，喷涂材料则是持续不断被喷出，此时会有大量的喷涂材料在空气中飘散而无法进行二次利用，致使喷涂材料浪费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种喷涂机器人，用以解决现有的部分喷涂机器人，其需要在同一水平面上多条横向以及纵向水平线上往复移动数次，而此种方式在喷涂时只能针对某一直线方向上部件表面进行喷涂，无法同时针对部件其他位置以及其他未被喷涂的部件，使得此种喷涂方式较为繁琐，且效率低下，同时在喷涂机器人工作期间，喷涂材料被持续不断被喷出，而造成大量喷涂材料在空气中飘散而无法二次利用，致使喷涂材料浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种喷涂机器人，包括竖直的支撑柱、水平的固定杆以及顶板；所述顶板的四周侧壁均安装有挡板，所述固定杆一端与支撑柱连接，另一端与顶板连接，所述顶板的下表面设有传动部；所述传动部包括安装于顶板上表面的电机和安装于顶板下表面的第一旋杆，第一旋杆转动连接于顶板下表面；电机的传动轴穿过顶板后通过第一皮带与第一旋杆连接；所述第一皮带上安装有喷涂装置；

所述喷涂机器人还包括设于支撑柱上的控制器，所述固定杆与顶板之间通过电动伸缩杆连接，所述控制器与电动伸缩杆电连接，所述电机与控制器电连接，所述喷涂装置内设有压力泵，压力泵与控制器电连接。

进一步的，所述传动部还包括固接于传动轴上的第一齿轮，所述第一齿轮的两侧分别设有一个第二齿轮，每个第二齿轮与第一齿轮之间啮合有第三齿轮，每个第二齿轮上通过一根第一连接杆转动连接于顶板的下表面，每个第三齿轮上转动连接有一根第二连接杆，每根第二连接杆顶端与顶板下表面固接。

进一步的，所述喷涂机器人还包括转动连接于顶板下表面的两根第二旋杆，每根第一连接杆分别通过一根第二皮带与一个第二旋杆连接，每个所述第二皮带上分别安装有喷涂装置。

进一步的，所述传动轴穿设第一齿轮且突出所述第一齿轮表面，所述第一连接杆穿设第二齿轮且突出所述第二齿轮表面。

进一步的，所述喷涂装置包括安装于第一皮带/第二皮带上的一根空心管；空心管的顶端连接有输料管，末端固接有若干传输管，每根传输管的下表面均安装有与传输管内部相连通的喷头，输料管与外界的供漆容器相连接，压力泵安装于空心管内。

进一步的，所述第一皮带与第二皮带的内表面开设有若干凹槽，所述传动轴、第一连接杆、第二连接杆、第一旋杆、第二旋杆的侧壁均设有与凹槽对应的凸起。

进一步的，每根第二旋杆的末端和每个第三齿轮的下表面均固接有扇叶。

进一步的，本发明还提供一种喷涂机器人的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在进行喷涂作业前，控制器通过预设好的程序控制电动伸缩杆带动顶板、挡板、传动部及喷涂装置下移，至挡板与顶板将物料覆盖后，控制器控制电动伸缩杆关停；

步骤二、控制器控制电机与压力泵开始工作，此时传动轴驱动第一皮带带动喷涂装置沿第一皮带移动方向匀速移动，同时喷涂装置对顶板与挡板所覆盖的物料表面进行喷涂作业；在电机驱动传动轴沿一个方向旋转数圈后，控制器通过预设好的程序控制电机反转，此时喷涂装置继续对物料表面进行喷涂工作；在喷涂装置工作的过程中，控制器通过预设好的程序针对不同的物料控制压力泵的出料量；

步骤三、喷涂完毕后，控制器控制电机与压力泵停止工作，随后控制电动伸缩杆向上回收，至此完成对顶板下方物料表面的喷涂作业。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、通过电机转动使皮带带动喷涂装置进行有规律的运动，以此节省喷涂时间，有效的提高了工作效率；

2、在顶板的四周侧壁增设挡板，使的喷涂机器人在工作时，喷涂材料在挡板遮挡的作用下，在有限的活动空间内飘散，并增大喷涂材料附着于进行喷涂作业的部件表面，从而提高工作效率和喷涂材料的利用率；

3、扇叶可有效的辅助喷涂材料附着于被喷涂的部件上，以此在提高喷涂机器人的工作效率。

附图说明

图1是本发明的主体图；

图2是本发明传动部和喷涂装置相配合的仰视图；

图3是本发明图2的A处放大图；

图4是本发明传动轴、第一旋杆和第一皮带相配合的侧视图。

图中：固定杆1、电动伸缩杆2、顶板3、传动部4、传动轴401、第一连接杆402、第一齿轮403、第二齿轮404、第一旋杆405、第一皮带406、第二皮带407、喷涂装置5、空心管6、传输管7、挡板8。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种喷涂机器人，包括竖直的支撑柱、水平的固定杆1以及顶板3；所述顶板3的四周侧壁均安装有挡板8，所述固定杆1一端与支撑柱连接，另一端与顶板3连接，所述顶板3的下表面设有传动部4；所述传动部4包括安装于顶板3上表面的电机和安装于顶板3下表面的第一旋杆405，第一旋杆405转动连接于顶板3下表面；电机的传动轴401穿过顶板3后通过第一皮带406与第一旋杆405连接；所述第一皮带406上安装有喷涂装置5；

所述喷涂机器人还包括设于支撑柱上的控制器，所述固定杆1与顶板3之间通过电动伸缩杆2连接，所述控制器与电动伸缩杆2电连接，所述电机与控制器电连接，所述喷涂装置5内设有压力泵，压力泵与控制器电连接。

作为本发明的一种具体实施方式，所述传动部4还包括固接于传动轴401上的第一齿轮403，所述第一齿轮403的两侧分别设有一个第二齿轮404，每个第二齿轮404与第一齿轮403之间啮合有第三齿轮，每个第二齿轮404上通过一根第一连接杆402转动连接于顶板3的下表面，每个第三齿轮上转动连接有一根第二连接杆，每根第二连接杆顶端与顶板3下表面固接。

作为本发明的一种具体实施方式，所述喷涂机器人还包括转动连接于顶板3下表面的两根第二旋杆，每根第一连接杆402分别通过一根第二皮带407与一个第二旋杆连接，每个所述第二皮带407上分别安装有喷涂装置5。

当流水线上将所需进行喷涂作业的物料运输至该喷涂机器人的顶板3下方时，流水线停止运行，随即控制器控制电动伸缩杆2带动顶板3及顶板3上安装的传动部4和喷涂装置5开始向下运动，直至挡板8与流水线的台面相接触，此时，顶板3、挡板8与流水线的台面之间形成一个闭合腔室，随后控制器控制电机与喷涂装置5均开始工作，电机下端的传动轴401驱动第一皮带406带动喷涂装置5沿皮带运动方向移动，喷涂装置5在移动的过程中对物料的外表面进行喷涂工作，当喷涂装置5旋转数圈后，控制器控制电机驱动传动轴401反向旋转，进一步对物料进行喷涂工作；当对物料表面的喷涂工作结束后，喷涂装置5与电机均停止工作，随后控制器控制电动伸缩杆向上回收，以此完成对物料表面的喷涂工作。

而第一旋杆405与顶板3之间转动连接则降低了第一皮带406与第一旋杆405间的摩擦，以此提高了第一皮带406与第一旋杆405的使用寿命，同时降低了第一皮带406在运动时来自第一旋杆405的阻力。

相较于现有的喷涂机器人在喷涂作业时，需在物料上方横向及纵向的水平线上往复移动数次方可对物料的某一直线位置完成喷涂作业，而本发明通过传动部4与喷涂装置5相配合，可针对所有物料的表面进行喷涂工作，降低喷涂所需时间，提高了喷涂效率，同时顶板3、挡板8以及流水线台面之间形成闭合腔室，使得喷涂装置5喷出的喷涂材料只在闭合腔室中飘散，在第一皮带406携带喷涂装置5移动的过程中，可搅动闭合腔室内的空气，使飘散于空气中的喷涂材料在搅动的过程中附着于物料表面，同时喷涂装置5在移动并对物料喷涂的过程中，可将空气中飘散的部分喷涂材料一并通过喷出的喷涂材料携带并喷涂于物料表面，从而增加了空气中外溢的喷涂材料附着物料表面的几率，提高了喷涂材料的使用率，降低了喷涂材料的浪费；同时通过空心管6内设置的压力泵，并经由控制器预先设置好的程序对压力泵进行控制，以此对从而针对不同的物料表面进行有效的喷涂；而多根传输管7则增大了喷涂装置5在针对物料表面进行喷涂时的喷涂面积，进一步提高了该喷涂机器人的工作效率。

当电机驱动传动轴401旋转时，第一齿轮403驱动第三齿轮带动第二齿轮404旋转，同时第一连接杆402带动第二皮带407移动，并带动第二皮带407伤安装的喷涂装置5沿第二皮带407的旋转方向进行匀速移动，从而配合第一皮带406上的喷涂装置5对物料进行喷涂工作；

作为本实施例中一种可选的实施方式，喷涂装置5安装于第一皮带406与第二皮带407的外表面位置，当第一皮带406和第二皮带407分别带动其外表面安装的喷涂装置5进行移动时，喷涂装置5不会与传动轴401、第一连接杆402、第一旋杆405及第二旋杆产生碰撞而致使喷涂工作无法正常展开，提高了喷涂时的工作效率。

作为本发明的一种具体实施方式，所述传动轴401穿设第一齿轮403且突出所述第一齿轮403表面，所述第一连接杆402穿设第二齿轮404且突出所述第二齿轮404表面。

作为本发明的一种具体实施方式，所述第一皮带406套设于突出所述第一齿轮403表面传动轴401的侧壁，第二皮带407套设于突出所述第二齿轮404表面第一连接杆402的侧壁。

第一皮带406设于第一齿轮403下方，第二皮带407设于第二齿轮404的下方，避免了喷涂装置5与第一齿轮403及第二齿轮404产生碰撞致使喷涂装置5损坏，延长了喷涂装置5的使用寿命，降低了该喷涂机器人的维修率。

作为本发明的一种具体实施方式，所述喷涂装置5包括安装于第一皮带406/

第二皮带407上的一根空心管6；空心管6的顶端连接有输料管，末端固接有若干传输管7，每根传输管7的下表面均安装有与传输管7内部相连通的喷头，输料管与外界的供漆容器相连接，压力泵安装于空心管内。

供漆容器为喷头持续提供喷涂材料，喷漆材料依次通过输料管和空心管6，进入传输管7内，并经由喷头喷出，每根传输管7的底部均安装喷头则进一步增大对物料的喷涂面积，提高了工作效率

作为本发明的一种具体实施方式，所述第一皮带406与第二皮带407的内表面开设有若干凹槽，所述传动轴401、第一连接杆、第二连接杆、第一旋杆、第二旋杆的侧壁均设有与凹槽对应的凸起。

凸起与凹槽相互配合，使第一皮带406与第二皮带407在工作时可以更加的稳定，降低了第一皮带406与第二皮带407在工作时发生位移或脱落的可能。

作为本发明的一种具体实施方式，每根第二旋杆的末端和每个第三齿轮的下表面均固接有扇叶。

第二旋杆与第三齿轮旋转的过程中，带动下端固接的扇叶旋转，以此搅动顶板3、挡板8和流水线的台面所形成闭合腔室内的空气，并带动空气中飘散的喷涂材料重新附着于物料的外表面上，进一步提高了喷涂材料的利用率。

本发明提供一种喷涂机器人的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、在进行喷涂作业前，控制器通过预设好的程序控制电动伸缩杆2带动顶板3、挡板8、传动部4及喷涂装置5下移，至挡板8与顶板3将物料覆盖后，控制器控制电动伸缩杆2关停；

步骤二、控制器控制电机与压力泵开始工作，此时传动轴驱401动第一皮带406带动喷涂装置5沿第一皮406带移动方向匀速移动，同时喷涂装置5对顶板3与挡板8所覆盖的物料表面进行喷涂作业；在电机驱动传动轴401沿一个方向旋转数圈后，控制器通过预设好的程序控制电机反转，此时喷涂装置5继续对物料表面进行喷涂工作；在喷涂装置5工作的过程中，控制器通过预设好的程序针对不同的物料控制压力泵的出料量；

步骤三、喷涂完毕后，控制器控制电机与压力泵停止工作，随后控制电动伸缩杆2向上回收，至此完成对顶板下方物料表面的喷涂作业。

工作原理：

当流水线将所需进行喷涂作业的物料运输至该喷涂机器人的顶板3下方时，流水线停止运行，随即控制器控制电动伸缩杆2向下延伸，直至挡板8与流水线的台面相接触，此时，顶板3、挡板8与流水线台面之间之间形成一个闭合腔室，随即电机通过传动轴401驱动第一齿轮403带动第二齿轮404与第三齿轮旋转，此时，传动轴401和第一旋杆405上套设的第一皮带406开始转动，第一连接杆402和其相对应第二旋杆上套设的第二皮带407也开始转动，第一皮带406余第二皮带407上的喷涂装置5跟随移动，此方式使得该喷涂机器人在工作时可将喷出的喷涂材料有效的附着于物料表面，从而提高了该喷涂设备的工作效率；

在该喷涂设针对物料进行喷涂作业的过程中，因第一皮带406与第二皮带407带动喷涂装置移动时，可将闭合空间内的空气进行搅动，并与工作中的喷涂装置5相互配合，加速了闭合空间内空气中飘散的喷涂材料的移动速率，同时，第一连接杆与第三齿轮上的扇叶也配合着对闭合空间内的空气进行搅动，以此使空气中的喷涂材料重新附着于物料的外表面，在喷涂装置5移动的过程中，飘散于空气中的喷涂材料被喷头处喷出的喷涂材料带动，从而附着于物料的外表面，进一步提高喷涂效率的同时，也对空气中飘散的喷涂材料进行了利用，降低了成本损耗；而在每个空心管6末端设置多根传输管7，每个传输管7底部安装喷头，则增大了对物料表面喷涂时喷涂材料的覆盖面积，从而提升该喷涂机器人的工作效率。

在电机驱动喷涂装置5移动数圈后，控制器控制电机反转，此时第一皮带406与第二皮带407带动喷涂装置5反向移动，此种方式可避免输料管因过多的扭转而致使输料管打结或损坏而致使喷涂机器人无法正常工作的情况发生；

作为本实施例中一种可选的实施方式，第一皮带406与第二皮带407上的喷涂装置均设于第一皮带406与第二皮带407同一侧，同时在该喷涂及机器人未开始工作时，喷涂装置5安装于第一皮带406及第二皮带407的右侧，当电机启动时，喷涂装置5将进行有规律的移动，使得若干喷涂装置5之间不会产生碰撞或摩擦，降低了该喷涂机器人发生损坏的情况，进一步提高了该喷涂机器人的工作效率。

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。

Claims (9)

1.一种喷涂机器人，其特征在于：包括竖直的支撑柱、水平的固定杆(1)以及顶板(3)；所述顶板(3)的四周侧壁均安装有挡板(8)，所述固定杆(1)一端与支撑柱连接，另一端与顶板(3)连接，所述顶板(3)的下表面设有传动部(4)；所述传动部(4)包括安装于顶板(3)上表面的电机和安装于顶板(3)下表面的第一旋杆(405)，第一旋杆(405)转动连接于顶板(3)下表面；电机的传动轴(401)穿过顶板(3)后通过第一皮带(406)与第一旋杆(405)连接；所述第一皮带(406)上安装有喷涂装置(5)；

所述喷涂机器人还包括设于支撑柱上的控制器，所述固定杆(1)与顶板(3)之间通过电动伸缩杆(2)连接，所述控制器与电动伸缩杆(2)电连接，所述电机与控制器电连接，所述喷涂装置(5)内设有压力泵，压力泵与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述传动部(4)还包括固接于传动轴(401)上的第一齿轮(403)，所述第一齿轮(403)的两侧分别设有一个第二齿轮(404)，每个第二齿轮(404)与第一齿轮(403)之间啮合有第三齿轮，每个第二齿轮(404)上通过一根第一连接杆(402)转动连接于顶板(3)的下表面，每个第三齿轮上转动连接有一根第二连接杆，每根第二连接杆顶端与顶板(3)下表面固接。

3.根据权利要求2所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述喷涂机器人还包括转动连接于顶板(3)下表面的两根第二旋杆，每根第一连接杆(402)分别通过一根第二皮带(407)与一个第二旋杆连接，每个所述第二皮带(407)上分别安装有喷涂装置(5)。

4.根据权利要求3所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述传动轴(401)穿设第一齿轮(403)且突出所述第一齿轮(403)表面，所述第一连接杆(402)穿设第二齿轮(404)且突出所述第二齿轮(404)表面。

5.根据权利要求4所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述第一皮带(406)套设于突出所述第一齿轮(403)表面传动轴(401)的侧壁，第二皮带(407)套设于突出所述第二齿轮(404)表面第一连接杆(402)的侧壁。

6.根据权利要求1或5所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述喷涂装置(5)包括安装于第一皮带(406)/第二皮带(407)上的一根空心管(6)；空心管(6)的顶端连接有输料管，末端固接有若干传输管(7)，每根传输管(7)的下表面均安装有与传输管(7)内部相连通的喷头，输料管与外界的供漆容器相连接，压力泵安装于空心管内。

7.根据权利要求5所述的一种喷涂机器人，其特征在于：所述第一皮带(406)与第二皮带(407)的内表面开设有若干凹槽，所述传动轴(401)、第一连接杆、第二连接杆、第一旋杆、第二旋杆的侧壁均设有与凹槽对应的凸起。

8.根据权利要求3所述的一种喷涂机器人，其特征在于：每根第二旋杆的末端和每个第三齿轮的下表面均固接有扇叶。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的喷涂机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、在进行喷涂作业前，控制器通过预设好的程序控制电动伸缩杆(2)带动顶板(3)、挡板(8)、传动部(4)及喷涂装置(5)下移，至挡板(8)与顶板(3)将物料覆盖后，控制器控制电动伸缩杆(2)关停；

步骤二、控制器控制电机与压力泵开始工作，此时传动轴驱(401)动第一皮带(406)带动喷涂装置(5)沿第一皮(406)带移动方向匀速移动，同时喷涂装置(5)对顶板(3)与挡板(8)所覆盖的物料表面进行喷涂作业；在电机驱动传动轴(401)沿一个方向旋转数圈后，控制器通过预设好的程序控制电机反转，此时喷涂装置(5)继续对物料表面进行喷涂工作；在喷涂装置(5)工作的过程中，控制器通过预设好的程序针对不同的物料控制压力泵的出料量；

步骤三、喷涂完毕后，控制器控制电机与压力泵停止工作，随后控制电动伸缩杆(2)向上回收，至此完成对顶板下方物料表面的喷涂作业。

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