CN201889258U - 一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，该自动喷涂系统包括有垂直升降基座、纵向伸缩臂、喷涂枪架、液压泵站和控制系统，垂直升降基座设置于集装箱涂装生产线上，纵向伸缩臂的一端固定于垂直升降基座上，纵向伸缩臂的另一端固定有所述的喷涂枪架；可折叠的喷涂枪架上设置有多个喷枪，液压泵站为垂直升降基座的升降、纵向伸缩臂的伸缩和喷涂枪架的折叠提供动力，所述的控制系统连接并控制液压泵站上的各个电控阀门和传感器，通过液压泵站间接控制升降座、伸缩梁和喷涂枪架。本实用新型的自动喷涂装置适合在现有流水线的基础上的改造，实现集装箱整箱箱内自动喷涂作业，用以解决集装箱箱内的自动化喷涂问题，广泛适用于油漆喷涂、水性漆喷涂和粉末喷涂，而且其在无需扩大厂房宽度就可实现。

Description

一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统

技术领域

本实用新型涉及喷涂技术，特别是涉及到一种在集装箱制造过程中用到的集装箱内部喷涂的自动喷涂装置。

背景技术

当前集装箱箱内尚采用油漆喷涂。油漆喷涂过程中会产生大量的油漆漆雾、有机废气。这些漆雾、废气中含有大量的有害物质，会影响直接接触的操作工人的身体健康。因此，集装箱表面喷涂必将朝着自动化喷涂与更加环保的方向发展。

由于厂房宽度的原因，原有的生产流水线无法使用常规的柜内自动喷漆机。因为生产流水线上不存在放置自动喷漆设备的位置，若强行添加此类自动喷涂机在生产流水线上则会导致生产线格局的重大改变，而且会影响到后续工序的作业，反而会降低生产效率。

所以，目前集装箱生产过程中，涉及到集装箱箱内油漆的喷涂作业，基本上都采用现场多名操作工人进入集装箱内部，进行手工喷涂。

采用上述现有技术中对集装箱箱内油漆的手工喷涂作业，存在如下技术缺点：①人工喷涂时会造成油漆涂层膜厚不均匀；②由于人工操作往往有很大的随意性，造成油漆损耗量大；③一个集装箱需要多个人多次进行喷涂，会造成人工成本增高；④在人工喷涂过程中，尽管戴有保护设备，喷涂时油漆中带的有机废气、漆雾等还会对施工人员的人体造成伤害。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种集装箱制造过程中用到的集装箱内部喷涂的自动喷涂装置。本实用新型的自 动喷涂装置适合在现有流水线的基础上的改造，实现集装箱整箱箱内自动喷涂作业，用以解决集装箱箱内的自动化喷涂问题，广泛适用于油漆喷涂、水性漆喷涂和粉末喷涂，而且其在无需扩大厂房宽度就可实现。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，该自动喷涂系统包括有垂直升降基座、纵向伸缩臂、喷涂枪架、液压泵站和控制系统，所述的垂直升降基座设置于生产线上，为通过液压系统实现垂直方向上、下移动的装置；所述纵向伸缩臂的一端固定于垂直升降基座上，纵向伸缩臂的另一端固定有所述的喷涂枪架；所述的喷涂枪架为一可折叠框架，在喷涂枪架上设置有多个喷枪；所述的液压泵站为垂直升降基座的升降、纵向伸缩臂的伸缩和喷涂枪架的折叠提供动力，所述的控制系统连接并控制液压泵站上的各个电控阀门和传感器，通过液压泵站间接控制垂直升降座、纵向伸缩梁和喷涂枪架。

在本实用新型的自动喷涂系统中，所述的垂直升降基座可以设置于生产线下部，在生产线下部开挖有地坑以容纳整个自动喷涂系统，此时自动喷涂系统为上伸式喷涂。另外，根据实际生产情况，垂直升降基座还可以设置于生产线上部架设的支架上，该支架承载整个自动喷涂系统，此时自动喷涂系统为下探式喷涂。

在本实用新型中，所述的喷涂枪架包括下固定枪架和上折叠枪架两部分，所述的下固定枪架固定于伸缩梁的端部，上折叠枪架铰接连接于下固定枪架上，在下固定枪架和上折叠枪架之间设置有一实现翻转折叠的折叠动力装置。

在本实用新型的进一步设计中，所述的喷涂枪架为矩形，所述的下固定枪架处于下部，上折叠枪架位于上部，所述的喷枪分别设置于矩形的上边和两侧边上，所述喷枪为喷嘴伸出长度可调节的喷枪。

在本实用新型中，若以水平面为基准“0°”面，上述的折叠枪架工作状态为90°±5°，折叠状态为0±20°。

在本实用新型中，所述的地坑开挖于集装箱生产线中集装箱喷漆房 内紧邻房体前门处，该地坑内可容纳整个折叠后的自动喷涂系统。

在本实用新型中，所述的纵向伸缩臂为多级悬臂梁，该多级悬臂梁上与升降座固定的为固定臂，与固定臂连接的为一级伸缩臂、连接于该一级伸缩臂上的为二级伸缩臂、连接于二级伸缩臂上的为三级伸缩臂、终端臂安装于三级伸缩臂内，所述的喷涂枪架固定于终端臂上，该多级悬臂梁上的固定臂和伸缩臂之间铰接有一台作为伸缩运动执行元件的多级液压油缸，该液压油缸的进出油口连接于所述液压泵站上。

在本实用新型中，所述纵向伸缩臂的一种伸缩状态为：自一级伸缩臂开始匀速伸出喷涂，单行程完成喷涂，返程快速收缩于固定臂内。

在本实用新型中，所述纵向伸缩臂的另一种伸缩状态为：伸缩整个过程均保持匀速运动，且伸缩整个过程都保持对箱内进行喷涂。

在本实用新型中，所述的液压泵站和控制系统布置于喷涂房外侧，仅有液压油管和低压信号线进入房体内与设备相连，以保证房体内的防爆要求，液压泵站输出三路液压动力分别至垂直升降基座、纵向伸缩臂和折叠动力装置。

在本实用新型中，所述的控制系统中包括有远程显示控制台，与该远程显示控制台连接有闭路监视系统，该闭路监视系统包括有安装于自动喷涂系统上的多个用于采集工作现场视频图像的摄像头；所述的远程显示控制台内集成有液压泵站的交互控制人机界面和闭路监视系统的监视器。

在本实用新型中，除了与喷枪连接的油漆管以外，其余的管线均隐藏在纵向伸缩臂空腔中，油漆管利用工程塑料拖链来布置，使其与纵向伸缩臂随行。

在本实用新型中，所述的纵向伸缩臂、喷涂枪架上还设置有传感器，该传感器采集喷涂枪架运行到指定位置的信息。

采用了上述技术方案的本实用新型相对于现有技术，具有技术优点：

1.本实用新型通过液压传动原理实现了箱体内部的自动化喷涂，降低了操作工人的劳动强度，相对于过去的多人手工作业，减少为一到两 人操控作业，降低了人力资源的成本。

2.本实用新型采用了远程监视和控制技术，避免了人员置身恶劣环境中作业给人体带来的伤害，极大地改善了操作工人的工作环境。

3.由于采用自动化设备对集装箱内部进行匀速自动喷涂，即降低了油漆消耗量，也提高了涂装的工作质量。

4.由于整个喷涂装置均可收纳入生产线上开挖的地坑中，无需拓展和改动厂房，使原厂房狭小的老式流水线也可以改造成箱内自动喷涂；另外，喷涂枪架为折叠式结构，大幅减小了地坑的深度和升降装置的行程高度，降低了设备改造成本。

附图说明

图1a为本实用新型的自动喷涂系统处于展开状态的示意图，也是其开始工作时的状态图。

图1b为本实用新型的自动喷涂系统收缩折叠后的示意图，也是工作完成以后收纳入地坑内的状态图。

图2为本实用新型纵向伸缩臂在完全伸出时的状态示意图。

图3为本实用新型纵向伸缩臂处于收缩状态的状态示意图。

图4a为本实用新型折叠式枪架，完全展开工作时的平面示意图，并反映了纵向伸缩臂的固定臂和终端臂之间与执行元件的联接。

图4b为本实用新型折叠式枪架，折叠后的平面示意图，反映了折叠式枪架收缩后在高度方向上所节省的空间。

图5a为本实用新型折叠式枪架上方的两种高低调节情况中一种情况的平面图，反应了该发明装置具备兼容各种不同高度箱体内部喷涂的能力。

图5b为本实用新型折叠式枪架上方的两种高低调节情况中另一种情况的平面图，也反应了该发明装置具备兼容各种不同高度箱体内部喷涂 的能力。

图6a为本实用新型喷涂过程中的全局示意图。

图6b为本实用新型喷涂结束后收纳入地坑中的全局示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地说明本实用新型的自动喷涂装置的结构类型和使用过程，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统结构上包括有垂直升降基座、纵向伸缩臂、喷涂枪架、液压泵站和控制系统。所述的垂直升降基座设置于集装箱生产线上，为通过液压系统实现垂直方向上、下移动的装置。在本发明的自动喷涂系统中，所述的垂直升降基座可以设置于生产线下部，在生产线下部开挖有地坑以容纳整个自动喷涂系统，此时自动喷涂系统为上伸式喷涂。另外，根据实际生产情况，垂直升降基座还可以设置于生产线上部架设的支架上，该支架承载整个自动喷涂系统，此时自动喷涂系统为下探式喷涂。这里我们以自动喷涂系统处于地坑中的情形为例来进行说明。

请看图1两幅图、图2和图3，图1a为本实用新型的自动喷涂系统处于展开状态的示意图，也是其开始工作时的状态图，图1b为本实用新型的自动喷涂系统收缩折叠后的示意图，也是工作完成以后收纳入地坑内的状态图。图2为本实用新型纵向伸缩臂在完全伸出时的状态示意图。图3为本实用新型纵向伸缩臂处于收缩状态的状态示意图。

由上面的图可知，本实用新型的自动喷涂系统用于集装箱内部表面涂装工作中。其结构包括如下几个部分，图1a中的远程显示控制台2是本实施例属于控制系统的一部分，控制系统连接并控制液压泵站上的各个电控阀门和传感器，通过液压泵站间接控制垂直升降座、纵向伸缩臂和喷涂枪架；图2中的液压泵站3、垂直升降基座4、纵向伸缩臂5、 翻折液压缸6、下固定枪架7、上折叠枪架8组成了本实施例的执行机构。闭路监视系统作为独立的系统，其附属的CCD视频摄像机安装于房体内部的四角密封护罩中，监视器集成于远程显示控制台2上，但未在图中表示。用于与喷枪连接的喷漆管和机构随行，由工程塑料拖链来布置，也未在图中表示。

图1a中的地坑1是用于垂直升降基座4以及安装于该基座体上面的机器其它部件的安装和收纳。为了避免设备本体对每个工作节拍需从其上方通过的待喷涂集装箱9的阻碍和影响，垂直升降基座4及固定在该座上的其它部件一起，收纳在地坑1中。地坑1的深度和长度尺寸根据垂直升降基座4以及其附属的其它部件的外形尺寸而定，其宽度尺寸小于集装箱箱角轮的路轨轨距。

图1a中的远程显示控制台2位于喷涂房的外侧，是一个前表面带柜门的长方体，远程显示控制台的上表面作为操作面板，相对于水平面倾斜一定角度。该远程显示控制台用于设备的远程操控和喷涂房体工况的实时监控。在远程显示控制台2的操作面板上安装有1部作为人机界面的触摸屏，用于同箱体内部装设的基于PLC的电气控制系统进行通讯，箱体内部基于PLC的电控系统则负责液压泵站马达的启停、泵站集成的各电磁阀的顺序动作和自动喷枪71、81、82等的启停控制，并且接收设备上的数个位移、压力、温度传感器的信号和数据反馈。在远程显示控制台上还集成有闭路监视系统的CRT监视器，用于实时观察现场的作业情况。人机界面可以为供漆系统的压力和流量控制提供接口，利于集中控制。

图2显示的是本实施例的本体暨执行机构，垂直升降基座4的后下方安装有液压泵站3，是带有主、辅两套油泵的液压站系统，液压油箱为中空的立方体，箱体顶盖安装有油泵马达、集成的阀岛、压力传感器、电接点温度表、风冷散热器、通风器；油泵同马达联为一体，安装于顶盖以下，没入液压油液面；箱体侧面装有液位计。液压泵站3负责提供三路液压动力输出，包括为垂直升降基座4的升降动作提供液压动力、 为纵向伸缩臂5的纵向匀速伸缩动作提供液压动力、为折叠式喷涂枪架的展开折叠动作提供液压动力。垂直升降基座4是一个立方体，采用两台双作用液压缸驱动的剪刀叉式的液压升降台，底部四角均装有限位保护撑杆，以保护内部机构和液压泵站3，上下升降的行程在一定范围内可调，并利用位置可调的两对接近开关，来控制行程极限。

垂直升降基座4在结构上采用非对称设计，充分考虑了喷涂施工过程中设备重心的变化对设备的影响，以保证喷涂动作实施的稳定性。

如图4a，本实用新型实施例中，纵向伸缩臂5的固定臂55的底部同垂直升降基座4的顶面利用六角螺栓做可拆卸的联接。纵向伸缩臂5的截面均为矩形，除固定臂55外的其它各级伸缩臂的底面，均有不连续的矩形开孔。一级伸缩臂54利用导向块和限位装置安装于固定臂55内，并可在纵轴线方向往复自由滑动，同理，二级伸缩臂53安装于一级伸缩臂54内，三级伸缩臂52安装于二级伸缩臂53内，终端臂51安装于三级伸缩臂52内，终端臂51同折叠式喷涂枪架相连。在固定臂55和终端臂51之间，采用一台多级伸缩双作用油缸10分别铰接，作为纵向伸缩臂5的纵向匀速伸缩动作的执行元件，该多级伸缩双作用油缸10由液压泵站3提供液压动力。

在本实用新型实施例中，上述的纵向伸缩臂总伸出长度可以达到18米，以分别适应长度为20英尺箱、40英尺箱、45英尺箱和53英尺箱等多种尺寸箱型的喷涂作业。

喷涂枪架的结构属于本实用新型的创新设计，其结构如图4b所示。喷涂枪架包括下固定枪架7和上折叠枪架8两部分，下固定枪架7与上折叠枪架8之间采用一对铰链连接，使上折叠枪架8以铰链中心为轴转动。翻折液压缸6可以使上折叠枪架8停留在0～(90°±5°)区间的任何位置。其中，翻折液压缸6是折叠枪架的折叠动力装置。作为折叠动力装置的翻折液压缸6是一台轻型双作用工程液压缸，该油缸尾部铰接固定于终端臂51的顶面，活塞杆头部铰接于上折叠枪架8上，使上折叠枪架8可以做0～90°翻转，用于实现上折叠枪架8的展开与折叠动 作，翻折液压缸的液压动力来自于液压泵站3。上述执行元件的相应油管和电气传感元件的信号线布均设在纵向伸缩臂5的内壁上，图中省略其表达。

对于喷涂枪架来说，若以水平面为基准“0°”面，上折叠枪架工作状态为90°±5°，折叠状态为0±20°。

如图5a、5b，下固定枪架7和上折叠枪架8上展开后大致呈矩形，喷枪分别设置于矩形的上边和两侧边上，喷枪为喷嘴伸出长度可调节的喷枪。根据喷枪的喷幅，等间距地装设有多把自动喷枪71、81、82。喷枪长度可调，以便分别调整喷嘴同集装箱内壁之间至合适的间距后，再锁紧。上折叠枪架8顶端的横梁具有不小于305mm的高度方向的调节范围，以适应不同高度的集装箱箱体内上表面的涂装。

图6a、6b所展示的是本实施例在喷涂过程中，纵向伸缩臂5匀速带动可折叠喷涂枪架7、8进入集装箱内部实现喷涂，再到喷涂结束后收纳入地坑中的全局情况。

本实用新型实施例是按照以下动作顺序流程，实现箱体内部喷涂的动作循环：

1、待喷涂的工件集装箱9被牵引装置牵引进入“待涂装”工位，牵引作业人员摘除牵引钩，并使工件停留在标识线范围内，检查集装箱门的开度是否合适后离开，关闭喷涂房门；

2、位于远程显示控制台2的涂装作业人员通过闭路监视系统确认工件集装箱9已进入“待涂装”工位，不会和涂装设备发生碰撞事故，首次操作，则启动设备电源，在人机操作界面上开启主油泵马达，开启供漆系统，初始化并调入系统参数，选择自动喷涂模式，点击“运行”软键。

3、基于PLC的电气控制系统根据预设程序，指令电磁换向阀切换油路，将液压油送至垂直升降基座4内的两台双作用液压缸的无杆腔，推动垂直升降基座4向上运行至预设高度，由接近开关反馈回到位信号后， 停止并闭锁；指令电磁换向阀切换油路，将液压油送入翻折液压缸6的无杆腔，驱动上折叠枪架8完成展开90°动作，同样由接近开关反馈到位信号，停止并闭锁；系统自行按指令，将液压油切换送入多级伸缩双作用油缸10的无杆腔，根据位移传感器的反馈，实时调控电液比例溢流阀，使多级伸缩双作用油缸10得以匀速推动可折叠喷涂枪架7、8向前运动。

4、安装于下固定枪架7侧下方的光电开关感应到集装箱体后，反馈信号给控制系统，系统指令开启自动喷枪71、81、82，进入自动喷涂过程。在本实施例中所采用的光电开关，也可采用机械触杆来完成同样的功能。

5、安装于上折叠枪架8正前方的光电开关感应到集装箱前墙板后，反馈信号给控制系统，系统指令关闭自动喷枪71、81、82，并指令电磁换向阀将液压油切换入多级伸缩双作用油缸10的有杆腔，推动可折叠喷涂枪架7、8向后退出。

6、多级伸缩双作用油缸10复位后，即纵向伸缩臂5完成收缩，由位移传感器反馈信号给系统，转而执行上折叠枪架8完成收折动作。首先解除翻折液压缸6的锁定，将液压油送入翻折液压缸6的有杆腔，无杆腔内的油回流油箱。完成收折的动作后，接近开关反馈复位信号给系统。

7、系统指令垂直升降基座4解除锁定，将液压油送至垂直升降基座4内的两台双作用液压缸的有杆腔，无杆腔回油，下降至预设位置后，系统接到接近开关的复位信号后，自动终止工作循环，进入待机状态，直至涂装作业人员再次点击“运行”软键，进入下一工作循环。

以上所述为本实用新型可行性较佳的实施例，所述实施例，并非用以限制本实用新型的专利保护范围。凡利用本实用新型的说明书及附图所作的等同形式与结构变化，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，该自动喷涂系统包括有垂直升降基座、纵向伸缩臂、喷涂枪架、液压泵站和控制系统，所述的垂直升降基座设置于生产线上，为通过液压系统实现垂直方向上、下移动的装置；所述纵向伸缩臂的一端固定于垂直升降基座上，纵向伸缩臂的另一端固定有所述的喷涂枪架；所述的喷涂枪架为一可折叠框架，在喷涂枪架上设置有多个喷枪；所述的液压泵站为垂直升降基座的升降、纵向伸缩臂的伸缩和喷涂枪架的折叠提供动力，所述的控制系统连接并控制液压泵站上的各个电控阀门和传感器，通过液压泵站间接控制垂直升降座、纵向伸缩梁和喷涂枪架。

2.根据权利要求1所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的垂直升降基座设置于生产线下部，在生产线下部开挖有地坑以容纳整个自动喷涂系统。

3.根据权利要求2所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的地坑开挖于集装箱生产线中集装箱喷漆房内紧邻房体前门处，该地坑内可容纳整个折叠后的自动喷涂系统。

4.根据权利要求1所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的喷涂枪架包括下固定枪架和上折叠枪架两部分，所述的下固定枪架固定于伸缩梁的端部，上折叠枪架铰接连接于下固定枪架上，在下固定枪架和上折叠枪架之间设置有一实现翻转折叠的折叠动力装置。

5.根据权利要求4所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的喷涂枪架为矩形，所述的下固定枪架处于下部，上折叠枪架位于上部，所述的喷枪分别设置于矩形的上边和两侧边上，所述喷枪为喷嘴伸出长度可调节的喷枪。

6.根据权利要求4所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，以水平面为基准“0°”面，所述的折叠枪架工作状态为90°±5°，折叠状态为0±20°。 

7.根据权利要求1所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的纵向伸缩臂为多级悬臂梁，该多级悬臂梁上与升降座固定的为固定臂，与固定臂连接的为一级伸缩臂、连接于该一级伸缩臂上的为二级伸缩臂、连接于二级伸缩臂上的为三级伸缩臂、终端臂安装于三级伸缩臂内，所述的喷涂枪架固定于终端臂上，该多级悬臂梁上的固定臂和伸缩臂之间铰接有一台作为伸缩运动执行元件的多级液压油缸，该多级液压油缸的进出油口连接于所述液压泵站上。

8.根据权利要求4所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的液压泵站和控制系统布置于喷涂房外侧，液压油管和低压信号线进入房体内与设备相连，液压泵站输出三路液压动力分别至垂直升降基座、纵向伸缩臂和折叠动力装置。

9.根据权利要求1所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的控制系统中包括有远程显示控制台，与该远程显示控制台连接有闭路监视系统，该闭路监视系统包括有安装于自动喷涂系统上的多个用于采集工作现场视频图像的摄像头；所述的远程显示控制台内集成有液压泵站的交互控制人机界面和闭路监视系统的监视器。

10.根据权利要求4所述的一种用于集装箱内部表面涂装的自动喷涂系统，其特征在于，所述的纵向伸缩臂、喷涂枪架上还设置有传感器，该传感器采集喷涂枪架运行到指定位置的信息。 

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