CN209813432U - 一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，包括机械手臂、传动装置、位置检测装置、控制器及喷标总成；机械手臂包括底座、第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂；喷标总成包括喷标头及喷标头测距传感器，喷标头固定在第三活动臂上，喷标头测距传感器设置于喷标头处，用于在喷标头进行喷标作业时实时检测喷标头和钢管的间距；位置检测装置用于测量机械手臂与钢管的间距；控制器与位置检测装置、喷标头测距传感器连接，用于控制机械手臂移动至指定位置，以及用于根据喷标头测距传感器的检测结果实时修订喷标时机械手臂的预设的喷标时运动轨迹。本实用新型能够根据钢管实际形状调整喷标轨迹，以保证喷标的距离固定，具有喷标效果佳的优点。

Description

一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备

技术领域

本新型涉及喷标装置领域，尤其涉及一种为钢管喷标的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备。

背景技术

喷标机可以被应用在钢管行业中，可以实现对钢管的喷标，在使用喷标机对钢管喷标的过程中，若喷标机与钢管的间距发生变化，则会影响喷标的效果。

现有手持式钢管喷标机是通过手持的方式使用，在使用手持式钢管喷标机对钢管的曲面进行喷标时，则需要通过人对喷标机与钢管的间距进行控制，这样难以保证在进行喷标过程中，喷标机与钢管壁始终保持同样的间距。

现有通过机械控制喷标头移动的喷标机，该喷标机只能根据预设轨迹带动喷标头移动，然而实际的钢管的形状均存在差异，因而在使用该喷标机进行钢管喷标时，依旧无法保证喷标过程中喷标机与钢管壁始终保持同样的间距。

实用新型内容

为此，需要提供一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备,以解决现有技术中的喷标机无法适应不同弧度的钢管，导致喷标效果深浅不一的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，包括机械手臂、传动装置、位置检测装置、控制器及喷标总成，所述传动装置用于传输钢管；

所述机械手臂包括底座、第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂；所述第一活动臂的一端铰接于底座上，第一活动臂的另一端与第二活动臂的一端铰接，第二活动臂的另一端与第三活动臂铰接；

所述喷标总成包括喷标头及喷标头测距传感器，所述喷标头固定在第三活动臂上，所述喷标头测距传感器设置于喷标头处，用于在喷标头进行喷标作业时实时检测喷标头和钢管的间距；

所述位置检测装置设置于第三活动臂上，用于测量机械手臂与钢管的间距；

所述控制器与位置检测装置、喷标头测距传感器连接，用于根据预设的喷标前运动轨迹和位置检测装置的检测结果控制机械手臂移动至指定位置，以及用于根据喷标头测距传感器的实时检测结果，实时修订喷标时机械手臂的预设的喷标时运动轨迹。

进一步地，所述喷标头包括喷标头本体、墨水柜、供墨管及供墨泵，所述供墨管的一端与喷标头本体的进墨口连接，所述供墨管的另一端与供墨泵的出墨口连接，供墨泵通过供墨管与墨水柜的出墨口连接。

进一步地，所述传动装置包括至少两个传动辊，所述传动辊水平排列并传动连接，传动辊中部设有倒锥形的传动开口。

进一步地，所述控制器为PLC可编程控制器或单片机。

进一步地，所述喷标总成还包括控制柜，所述控制柜包括工控机、显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮，所述工控机与显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮电连接。

进一步地，所述工控机为PLC可编程控制器或单片机。

进一步地，所述位置检测装置为雷达或测距传感器。

区别于现有技术，上述技术方案通过设置传送装置对钢管进行传送，使得钢管可以在传送装置的驱动下正向运动或者逆向运动，进而使钢管靠近或远离喷标总成。通过设置机械手臂、控制器及位置检测传感器，使得控制器可以根据预设的喷标前运动轨迹和测距传感器的检测结果控制机械手臂移动，直至喷标总成至指定位置处。通过喷标头及喷标头测距传感器，且控制器与喷标头测距传感器连接，可以在喷标头进行喷标作业时实时检测喷标头和钢管的间距，然后通过控制器实时修订喷标时机械手臂的预设的喷标时运动轨迹，则可以实现喷标过程中，喷标头沿着钢管壁等间距移动，保持每个喷标处的喷标效果均为最佳。

附图说明

图1为本实用新型一实施例涉及的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例涉及的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备的侧视图；

图3为本实用新型一实施例涉及的喷标头的移动轨迹的示意图。

附图标记说明：

1、机械手臂；

10、底座；

11、第一活动臂；

12、第二活动臂；

13、第三活动臂；

14、控制器；

2、传动装置；

20、传动辊；

3、喷标总成；

30、喷标头；

31、油漆喷头；

32、气动除水装置；

33、墨水柜；

34、油漆柜；

35、控制柜；

36、喷标头测距传感器；

4、钢管；

5、预设的喷标时运动轨迹；

6、修订后的预设的运动轨迹。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图3，本新型提供了一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，适用于钢管喷标，尤其是适用于椭圆度各不一样的钢管。所述通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备包括机械手臂1、传动装置2、位置检测传感器、控制器及喷标总成3，其中，喷标总成固定设置在机械手臂上，机械手臂用于带动喷标总成移动，使得喷标总成可以在需要使用时，位于相应的位置处，所述喷标总成包括喷标头及喷标头测距传感器36，所述喷标头固定在第三活动臂上，用于喷标，所述喷标头测距传感器36设置于喷标头处，用于在喷标头进行喷标作业时实时检测喷标头和钢管的间距。传送装置用传输钢管，使得钢管可以正向或逆向运动，进而与喷标总成配合进行喷标。所述位置检测装置设置于第三活动臂上，用于测量机械手臂与钢管的间距。所述控制器与位置检测装置、喷标头测距传感器36连接，用于根据预设的喷标前运动轨迹和位置检测装置的检测结果控制机械手臂移动至指定位置，以及用于根据喷标头测距传感器36的实时检测结果，实时修订喷标时机械手臂的预设的喷标时运动轨迹。

在进一步的实施例中，所述位置检测装置为雷达或测距传感器。其中，所述测距传感器可以为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或24GHZ雷达传感器。机械手臂在控制器根据预设的喷标前运动轨迹控制下移动至指定位置(所述指定位置即可为喷标时的预设运动轨迹的起点处) 后，位置检测装置检测第三活动臂与钢管的间距，由于喷标总成设置在第三活动臂处，因此，控制器则可以通过位置检测装置获知第三活动臂和喷标总成与钢管的间距，即可获知机械手臂和喷标总成相对于钢管的所处位置，根据位置检测装置的测量结果，则可以确认机械手臂是否运动至指定位置处。

请参阅图3，由于需要喷标的钢管的横截面不一定为圆形，也可能为椭圆形，也可能钢管的实际的各个位置弧度不一，因而，预设的喷标时的预设轨迹与实际的钢管形状可能存在偏差，如图3所示的预设的喷标时的预设轨迹5，通过喷标头测距传感器36的实时测量，再将喷标头测距传感器36的实时测量结果传送至控制器处，控制器则可以根据喷标头测距传感器36的实时测量结果，实时对预设的喷标时的预设轨迹进行修订，并控制机械手臂按照如图3 所示的修订后的预设的喷标时的预设轨迹6进行移动，即可以保证喷标头的移动轨迹是根据实际的钢管形状来移动的，可以保证喷标头始终与喷标管等间距进行喷标，使得各个喷标处的深浅一致，从而可以使喷标效果达到最佳。

在具体的实施例中，所述机械手臂1包括底座10、第一活动臂11、第二活动臂12及第三活动臂13，所述底座用于支撑第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂。所述第一活动臂的一端铰接于底座上，使得第一活动臂可以与底座连接，并可以以铰接点旋转，且第一活动臂在竖直平面内旋转，第一活动臂的另一端与第二活动臂的一端铰接，使得第二活动臂可以连接在第一活动臂上，并以铰接点为旋转点旋转，且第二活动臂也在竖直平面内旋转。这样的设置使得喷标总成可以在第一活动臂和第二活动臂根据预设轨迹和测距传感器的检测结果在控制器的控制下相互配合运动，使之靠近或远离钢管，或者带动喷标总成沿着钢管的圆周做圆周运动。第二活动臂的另一端与第三活动臂铰接，使得第三活动臂可以与第二活动臂连接，并于铰接点为旋转点旋转，且第三活动臂在水平面内旋转，便于将喷标总成旋于钢管的管内。因此第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂分别可以以铰接点为中心做圆周运动。

机械手臂还设置有电机等驱动装置，用于带动第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂做圆周运动。为了控制机械手臂的运动，所述电机与控制器14 电连接，控制器可以是PLC可编程控制器或单片机，这样的设置使得机械手臂可以在控制器根据预设轨迹和测距传感器的检测结果的控制下运动，预设轨迹即为用户根据钢管的尺寸以及喷标所处位置，在控制器内输入数据控制机械手臂的运动路径。

在进一步的实施例中，所述喷标头30包括喷标头本体、墨水柜33、供墨管及供墨泵，所述供墨管的一端与喷标头本体的进墨口连接，所述供墨管的另一端与供墨泵的出墨口连接，供墨泵的进墨口与墨水柜的出墨口连接。墨水柜用于装墨水，供墨管用于连通墨水柜及喷标头本体，供墨泵用于提供动力，将墨水从墨水柜抽出至供墨管内，并通过供墨管输送到喷标头本体内，喷标头本体用于将墨水喷出至钢管上，为干燥且喷漆的钢管喷标。

为了实现对喷标作业的控制，在进一步的实施例中，所述喷标总成还包括控制柜35，所述控制柜包括工控机、显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮，所述工控机与显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮电连接，其中，所述工控机为PLC可编程控制器或单片机。所述喷标总成与控制柜电连接，用户可以根据需要在控制柜内输入信息，使得喷标总成按照具体的数据启动或者关闭，或者控制喷标头、油漆喷头及气动除水装置的启动顺序。

在进一步的实施例中，所述传动装置用于驱动钢管4的移动，驱动装置与机械手臂相对且并列，使得钢管的传送方向与第一活动臂的旋转平面垂直。具体的传送装置包括至少两个传动辊20，所述传动辊水平排列并传动连接，传动辊中部设有倒锥形的传动开口，这样的设置使得钢管在被传送的过程中钢管不易偏移或脱离传送装置。

在进一步的实施例中，所述喷标总成还包括油漆喷头31及气动除水装置32，所述油漆喷头及气动除水装置也固定在第三活动臂上。所述油漆喷头用于对钢管喷漆，所述气动除水装置用于对钢管除水。

在进一步的实施例中，所述气动除水装置32包括装置外壳、风叶及电动机，所述装置外壳设有扁平的开口，扁平的开口使得风叶产生的风经过开口后，变成扁平的风力，更好地将水分从钢管的管口吹走或吹干。所述电动机与风叶设置在装置外壳内，风叶与开口相对设置，电动机与风叶传动连接，用于驱动风叶旋转。在电动机的驱动下风叶高速旋转，高速旋转的风叶产生风，风经过开口吹向钢管，使得钢管口处的风被吹干或吹走。

在进一步的实施例中，所述油漆喷头31包括油漆喷头本体、油漆柜34、供漆管及供漆泵，所述供漆管的一端与油漆喷头本体的进漆口连接，所述供漆管的另一端与供漆泵的出漆口连接，供漆泵的进漆口与油漆柜的出漆口连接。油漆柜用于装油漆，供漆管用于连通油漆柜及油漆喷头本体，供漆泵用于提供动力，将油漆从油漆柜抽出至供漆管内，并通过供漆管输送到油漆喷头本体内，油漆喷头本体用于将油漆喷出至钢管上，为干燥后的钢管喷漆。

在进一步的实施例中，所述控制柜还与供漆泵、电动机连接，还用于控制喷标头、油漆喷头的启动或关闭。

在具体的实施例中，基于使用上述通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备时的方法包括以下步骤：

根据预设的喷标前运动轨迹控制机械手臂移动使得喷标总成移动至钢管的管口处；

控制传送装置正向移动，使钢管靠近喷标总成，直至喷标总成处于钢管的管口的内壁处；

启动气动除水装置并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁干燥，同时控制传送装置正向移动；

关闭气动除水装置，启动油漆喷头并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁喷漆；

关闭油漆喷头，启动喷标头并控制机械手臂根据喷标头检测传感器的检测结果移动，对钢管的内壁打标；

完成打标，关闭喷标头。

在步骤启动气动除水装置并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁干燥，同时控制传送装置正向移动中，气动除水装置可以将钢管管口四周的水分清除干净，防止后期喷标时，墨水无法黏附在钢管上，出现模糊不清晰的问题。

在步骤关闭气动除水装置，启动油漆喷头并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁喷漆中，油漆喷头可以对钢管管口的四周进行喷漆，防止后期喷标时，由于钢管的表面粗糙，出现标码断线的问题，甚至由于钢管的表面存在铁锈，标码会随着铁锈脱落而脱落。这样的设置可以保持钢管内壁平整且不会脱落。

在步骤关闭油漆喷头，启动喷标头并控制机械手臂根据喷标头检测传感器的检测结果移动，对钢管的内壁打标中，喷标头可以对钢管管口的四周进行等间距喷标，标识的方向则为钢管的圆周方向。

在进一步的实施例中，在步骤启动气动除水装置并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁干燥，同时控制传送装置正向移动中，气动除水装置与钢管内壁的夹角为45度至60度，这样的设置使得钢管内的水更容易地沿着钢管的另一端运动，直至水气远离喷标总成所在处，甚至吹干。另外，控制传送装置传送的传送距离为1500mm，使得气动除水装置的干燥距离为钢管一端至钢管中部1500mm，这样能够保证喷标的宽度内不会出现水分。

在进一步的实施例中，在步骤关闭气动除水装置，启动油漆喷头并控制机械手臂按照预设的喷标时运动轨迹移动，对钢管的内壁喷漆中，油漆喷头进行喷漆可以防止钢管的铁锈脱落，导致标码也脱落，但是由于钢管的生产节奏比较快，因此应当避免在喷标上的时间消耗，所以在此步骤中的油漆喷头内所使用的油漆应当为快干漆，如过氯乙烯快干漆等可以快速干燥的油漆。另外，控制机械旋转，为控制机械手臂的第一活动臂旋转，使得油漆喷头的喷漆幅面为500mm，且单次喷幅50mm至100mm，这样可以给予喷标足够的喷标位置。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，包括机械手臂、传动装置、位置检测装置、控制器及喷标总成，所述传动装置用于传输钢管；

所述机械手臂包括底座、第一活动臂、第二活动臂及第三活动臂；所述第一活动臂的一端铰接于底座上，第一活动臂的另一端与第二活动臂的一端铰接，第二活动臂的另一端与第三活动臂铰接；

所述喷标总成包括喷标头及喷标头测距传感器，所述喷标头固定在第三活动臂上，所述喷标头测距传感器设置于喷标头处，用于在喷标头进行喷标作业时实时检测喷标头和钢管的间距；

所述位置检测装置设置于第三活动臂上，用于测量机械手臂与钢管的间距；

所述控制器与位置检测装置、喷标头测距传感器连接，用于根据预设的喷标前运动轨迹和位置检测装置的检测结果控制机械手臂移动至指定位置，以及用于根据喷标头测距传感器的实时检测结果，实时修订喷标时机械手臂的预设的喷标时运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述喷标头包括喷标头本体、墨水柜、供墨管及供墨泵，所述供墨管的一端与喷标头本体的进墨口连接，所述供墨管的另一端与供墨泵的出墨口连接，供墨泵通过供墨管与墨水柜的出墨口连接。

3.根据权利要求1所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述传动装置包括至少两个传动辊，所述传动辊水平排列并传动连接，传动辊中部设有倒锥形的传动开口。

4.根据权利要求1所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述控制器为PLC可编程控制器或单片机。

5.根据权利要求1所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述喷标总成还包括控制柜，所述控制柜包括工控机、显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮，所述工控机与显示屏、喷标控制器、外部I\O接线端及外部控制按钮电连接。

6.根据权利要求5所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述工控机为PLC可编程控制器或单片机。

7.根据权利要求1所述的通过测量自适应钢管椭圆度的喷标设备，其特征在于，所述位置检测装置为雷达或测距传感器。