CN212120557U - 一种用于汽车的智能环保涂装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车涂装技术领域，尤其公开了一种用于汽车的智能环保涂装系统，涂装装置包括封闭涂装室，位于封闭涂装室内的龙门桁架，活动设置在龙门桁架的六轴机械手，设置于六轴机械手的工业相机、激光扫描仪及喷枪；工业相机对汽车拍照，工控机将工业相机拍摄的图像拼接成整车图像；工控机根据整车图像上的选定区域调控激光扫描仪移动扫描汽车，并将扫描数据转换成涂装路径，喷枪按照涂装路径对汽车进行涂装；实现汽车涂装的自动化作业，提升汽车的涂装效率及涂装质量的稳定性；工控机调控废气净化装置抽出封闭涂装室内的废气并滤除废气中的涂料，避免废气直接排放入空气中而产生污染，符合环保的行业发展趋势。

Description

一种用于汽车的智能环保涂装系统

技术领域

本实用新型涉及汽车涂装技术领域，尤其公开了一种用于汽车的智能环保涂装系统。

背景技术

汽车是人们日常使用的出行代步工具之一，汽车由许许多多零部件组合而成，其中钣金件就是常用的汽车零部件之一，在汽车的生产过程中或使用过程中，往往需要对汽车的钣金件进行涂装作业，现有技术中汽车生产商均配置有大型的自动涂装流水线，大型的自动涂装流水线构造复杂，涂装成本非常高。

现有技术中也有利用作业人员手持喷枪对钣金件进行涂装，此种方式涂装效率低下，且涂装质量不稳定，作业人员长期接触涂料亦会对作业人员的身体健康造成一定危害。此外，在汽车的使用过程中，汽车也会因为碰撞或刮擦而导致涂料脱落，现有技术中主要是作业人员经由手动喷涂对汽车上脱落的涂料进行修补，涂装效率低下，且涂装质量不稳定。另外，现有技术中对汽车喷涂后产生的废气直接排放，严重污染空气，不能满足环保部门对气体排放的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种用于汽车的智能环保涂装系统，实现汽车涂装的自动化作业，提升汽车的涂装效率及涂装质量的稳定性；喷涂废气进行过滤处理后排放，符合环保节能排放要求。

为实现上述目的，本实用新型的一种用于汽车的智能环保涂装系统，包括涂装装置、废气净化装置及工控机，工控机分别与涂装装置及废气净化装置电性连接；涂装装置包括封闭涂装室，位于封闭涂装室内的龙门桁架，活动设置在龙门桁架的六轴机械手，设置于六轴机械手末端的工业相机、激光扫描仪及喷枪；废气净化装置、工控机均位于涂装装置外侧，废气净化装置与涂装装置连通；封闭涂装室用于容设待涂装的汽车，工控机调控六轴机械手带动工业相机对封闭涂装室内的汽车的不同部位分别拍照，工控机将工业相机拍摄的汽车不同部位的多个图像拼接成汽车的整车图像；工控机根据整车图像上的选定区域调控六轴机械手带动激光扫描仪移动，使得激光扫描仪扫描汽车上的涂装区域，工控机将激光扫描仪的扫描数据转换成涂装路径，工控机调控六轴机械手驱动喷枪按照涂装路径对汽车上的涂装区域进行涂装；工控机调控废气净化装置抽出封闭涂装室内的废气并滤除废气中的涂料。

其中，用于汽车的智能环保涂装系统还包括位于封闭涂装室内的发热机构，发热机构与工控机电性连接，工控机调控发热机构发出热量以烘干喷枪涂装到汽车上的涂料。

进一步地，废气净化装置包括风机、过滤网棉、喷淋塔，风机用于抽取封闭涂装室内的废气，过滤网棉用于吸附滤除风机所抽取的废气中的涂料，风机所抽取的封闭涂装室内的废气经由过滤网棉过滤后进入喷淋塔内，喷淋塔对进入喷淋塔内的气体进行喷水净化处理。

其中，废气净化装置还包括水泵、过滤器、喷淋头及除雾件，水泵抽取过滤器过滤后的水并经由喷淋头喷入喷淋塔内，除雾件用于滤除排出喷淋塔的气体中的水雾。

进一步地，龙门桁架包括第一立架、与第一立架平行设置的第二立架、连接第一立架与第二立架的加强杆、滑动设置于第一立架及第二立架的载架、用于驱动载架移动的第一驱动件、滑动设置于载架的吊板、用于驱动吊板移动的第二驱动件，六轴机械手的基座安装在吊板上，汽车位于第一立架与第二立架之间，汽车位于加强杆与载架的下方。

其中，第一立架、第二立架均设有齿条，齿条沿立架的长度方向延伸设置，第一驱动件包括转动设置于载架的轴体件、设置于轴体件的两个齿轮、用于驱动轴体件转动的第一电机，轴体件的两个齿轮分别啮合两个立架的齿条。

进一步地，第一立架与载架之间设有第一拉簧，第一拉簧用于消除齿轮与齿条之间的啮合间隙。

其中，第二驱动件包括转动设置于载架的滚珠丝杆、螺接套设于滚珠丝杆外侧的丝杆螺母、用于驱动滚珠丝杆转动的第二电机，吊板与丝杆螺母连接；吊板与载架之间设有第二拉簧，第二拉簧用于消除滚珠丝杆与丝杆螺母之间的螺纹间隙。

进一步地，第一立架设有第一导轨，载架滑动设置于第一导轨，载架设有卡槽，卡槽内容设有抵触第一导轨的吸油件，吸油件用于吸附润滑油，吸油件所吸附的润滑油用于润滑第一导轨与载架之间的相对滑动。

其中，废气净化装置还包括UV光解设备及活性炭吸附设备，除雾件滤除水雾后的气体进入UV光解设备内，UV光解设备发出紫外线光对进入UV光解设备内的气体进行净化处理，UV光解设备净化处理后的气体进入活性炭吸附设备，活性炭吸附设备利用活性炭对气体进行净化吸附，活性炭吸附设备处理后的气体排放入空气中。

有益效果：当待涂装的汽车进入封闭涂装室内之后，工控机调控六轴机械手带动工业相机对汽车的不同部位分别拍照，工控机将汽车不同部位的多个图像拼接成汽车的整车图像；工控机根据整车图像上的选定区域调控六轴机械手带动激光扫描仪移动扫描汽车上的涂装区域，工控机将激光扫描仪的扫描数据转换成涂装路径，工控机调控六轴机械手驱动喷枪按照涂装路径对汽车上的涂装区域进行涂装；实现汽车涂装的自动化作业，提升汽车的涂装效率及涂装质量的稳定性；工控机调控废气净化装置抽出封闭涂装室涂装后的废气，并对废气进行过滤处理，然后将废气过滤处理后再排放入空气中，符合环保节能排放要求。

附图说明

图1为本实用新型的构造图。

图2为本实用新型的废气净化装置的构造图。

图3为本实用新型的龙门桁架的左视图。

图4为本实用新型的龙门桁架的主视图。

图5为本实用新型的龙门桁架的局部图。

图6为本实用新型的智能涂装系统的涂装流程图。

附图标记包括：

1—涂装装置 2—废气净化装置 3—工控机

4—封闭涂装室 5—龙门桁架 6—六轴机械手

7—工业相机 8—激光扫描仪 9—喷枪

11—发热机构 12—风机 13—过滤网棉

14—喷淋塔 15—水泵 16—过滤器

17—喷淋头 18—第一立架 19—第二立架

21—加强杆 22—载架 23—吊板

24—齿条 25—齿轮 26—第一拉簧

27—第一导轨 28—吸油件 29—UV光解设备

31—活性炭吸附设备。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的说明。

参照图1-图6，本实用新型的一种用于汽车的智能环保涂装系统，包括涂装装置1、废气净化装置2及工控机3，工控机3分别与涂装装置1及废气净化装置2电性连接，工控机3用于调控设置涂装装置1的实际运行参数及废气净化装置2的实际运行参数。

涂装装置1包括封闭涂装室4，位于封闭涂装室4内的龙门桁架5，活动设置在龙门桁架5上的六轴机械手6，安装设置在六轴机械手6末端上的工业相机7、激光扫描仪8及喷枪9，龙门桁架5驱动六轴机械手6沿平行水平面移动。

废气净化装置2、工控机3均位于涂装装置1的封闭涂装室4的外侧，避免封闭涂装室4内的涂料污染废气净化装置2及工控机3，废气净化装置2与涂装装置1连通。

封闭涂装室4用于容设待涂装的汽车，实际使用时，封闭涂装室4设有感应器及蜂鸣器，当待涂装的汽车进入封闭涂装室4内的正确位置后，汽车触发感应器，感应器触发工控机3使得蜂鸣器报警，然后将汽车停止在封闭的涂装室内。

而后工控机3调控六轴机械手6带动工业相机7对封闭涂装室4内的汽车的不同部位分别拍照，然后工控机3再将工业相机7拍摄的汽车不同部位的多个图像拼接成汽车的整车图像。

作业人员经由工控机3在整车图像上选出汽车所需涂装的选定区域，选定区域可以是汽车整体，也可以是汽车的某一个钣金件，当然也可以是某一个钣金件的局部部位，工控机3根据整车图像上的选定区域调控六轴机械手6带动激光扫描仪8移动，使得激光扫描仪8扫描汽车上对应整车图像的选定区域的涂装区域，工控机3将激光扫描仪8的扫描数据转换成涂装路径，然后工控机3再调控六轴机械手6驱动喷枪9按照涂装路径对汽车上的涂装区域进行自动涂装作业。

当汽车的涂装作业完成后，工控机3调控废气净化装置2抽出封闭涂装室4内的废气并滤除废气中的涂料，利用废气净化装置2净化所抽出的废气，然后将净化后的废气排出。实现汽车涂装的自动化作业，提升汽车的涂装效率及涂装质量的稳定性；封闭涂装室4内的废气经由废气净化装置2过滤处理后再排放，符合环保行业要求。

用于汽车的智能环保涂装系统还包括位于封闭涂装室4内的发热机构11，发热机构11与工控机3电性连接，工控机3调控发热机构11发出热量以烘干喷枪9涂装到汽车上的涂料。待封闭涂装室4内的汽车完成涂装作业后，工控机3调控发热机构11发热，利用发热机构11发出的热量使得汽车上的涂料快速干燥固化，进一步提升汽车的涂装效率。

废气净化装置2包括风机12、过滤网棉13、喷淋塔14，风机12用于抽取封闭涂装室4内的废气，过滤网棉13用于吸附滤除风机12所抽取的废气中的涂料，利用过滤网棉13吸附风机12所抽取的封闭涂装室4内的废气中的涂料，避免涂料排入大气中而污染空气；风机12所抽取的封闭涂装室4内的废气经由过滤网棉13过滤后进入喷淋塔14内，喷淋塔14对进入喷淋塔14内的气体进行喷水净化处理，进一步对气体中混有的涂料颗粒进行讲解，确保废气得到充分的净化。

废气净化装置2还包括水泵15、过滤器16、喷淋头17及除雾件，除雾件为现有技术，水泵15抽取过滤器16过滤后的水并经由喷淋头17喷入喷淋塔14内，喷淋头17喷入喷淋塔14内的水对进入喷淋塔14内的气体进行净化，除雾件用于滤除排出喷淋塔14的气体中混有的水雾，防止水雾跟随气体一起排出。

龙门桁架5包括第一立架18、与第一立架18彼此间隔且平行设置的第二立架19、连接第一立架18与第二立架19的加强杆21、滑动设置在第一立架18上及第二立架19上的载架22、用于驱动载架22沿立架来回移动的第一驱动件、滑动设置在载架22上的吊板23、用于驱动吊板23沿载架22来回移动的第二驱动件，立架与载架22相互垂直设置，加强杆21的左右两端分别固定连接在两个立架上，载架22的左右两端分别滑动设置在两个立架上，六轴机械手6的基座安装在吊板23上，汽车位于第一立架18与第二立架19之间，汽车位于加强杆21与载架22的下方。

工控机3与第一驱动件、第二驱动件电性连接，实际使用时，工控机3经由调控第一驱动件、第二驱动件使得吊板23带动六轴机械手6在平行水平面的XY区域内自动移动，移动的六轴机械手6即可带动工业相机7、线激光扫描仪8、喷枪9按照所需的需求自动移动。

第一立架18、第二立架19均设有齿条24，齿条24呈直线条状，齿条24沿立架的长度方向延伸设置，第一驱动件包括转动设置在载架22上的轴体件、安装设置在轴体件上的两个齿轮25、用于驱动轴体件转动的第一电机，轴体件的两个齿轮25分别啮合两个立架的齿条24。

当需要载架22连带吊板23及六轴机械手6移动时，工控机3调控第一电机转动，第一电机驱动轴体件使得两个齿轮25转动，借助齿轮25与齿条24的啮合，转动的齿轮25即可驱动载架22沿齿条24的长度方向(即立架的长度方向移动)。

经由两个齿轮25与两个立架的齿条24的啮合，确保载架22的两端受到的驱动力大致均衡，避免载架22两端受力不均而在移动过程中发生歪斜。利用同一轴体件驱动两个齿轮25同步转动，避免两个齿轮25不同步而造成使用不良。

第一立架18与载架22之间设有第一拉簧26，利用第一拉簧26的弹性力消除齿轮25与齿条24之间的啮合间隙。当第一驱动件驱动载架22移动时，避免齿轮25与齿条24之间的啮合间隙造成载架22的移动发生行程误差，提升载架22移动行程的准确性。

第二驱动件包括转动设置在载架22上的滚珠丝杆、螺接套设在滚珠丝杆外侧的丝杆螺母、用于驱动滚珠丝杆转动的第二电机，吊板23与丝杆螺母固定连接。第二电机驱动滚珠丝杆转动，转动滚珠丝杆经由丝杆螺母驱动吊板23沿载架22移动，移动的吊板23即可带动六轴机械手6一起移动。

吊板23与载架22之间设有第二拉簧，第二拉簧用于消除滚珠丝杆与丝杆螺母之间的螺纹间隙。在第二驱动件驱动吊板23移动的过程中，利用第二拉簧消除滚珠丝杆与丝杆螺母之间的螺纹间隙，避免吊板23的移动行程误差而导致六轴机械手6、工业相机7、线激光扫描仪8、喷枪9的移动行程误差，提升汽车的涂装良率。

第一立架18上安装设置有第一导轨27，第一导轨27沿第一立架18的长度方向延伸设置，载架22滑动设置在第一导轨27上，载架22上设有卡槽，卡槽自载架22的外表面凹设而成，卡槽内容设有抵触在第一导轨27上的吸油件28，吸油件28用于吸附润滑油，吸油件28所吸附的润滑油用于润滑第一导轨27与载架22之间的相对滑动。

在第一导轨27与载架22的滑动过程中，利用吸油件28吸附的润滑油润滑第一导轨27及载架22，降低两者的磨损及摩擦噪音，确保两者相对滑动的平稳性。优选地，吸油件28采用海绵制成。当然，根据实际需要，第二立架19上可以安装第二导轨，载架22的两端分别滑动设置在第一导轨27与第二导轨上，同理，载架22亦可安装抵触在第二导轨上的吸油件28。

废气净化装置还包括UV(英文全称Ultraviolet Rays)光解设备29及活性炭吸附设备31，除雾件滤除水雾后的气体进入UV光解设备29内，UV光解设备29发出紫外线光对进入UV光解设备29内的气体进行光解净化处理，UV光解设备29净化处理后的气体进入活性炭吸附设备31内，活性炭吸附设备31利用活性炭对气体进行净化吸附，活性炭吸附设备31处理后的气体排放入空气中。

本实用新型的用于汽车的智能环保涂装系统的使用步骤如下：

将除尘、清洁、抛光后的待涂装的汽车移动至封闭涂装室4内，并使得汽车位于第一立架18与第二立架19之间，且汽车位于载架22、六轴机械手6的下方。

然后工控机3调控龙门桁架5、六轴机械手6驱动工业相机7移动，利用移动的工业相机7对封闭涂装室4内的汽车的不同部位分别拍照。

之后工控机3将工业相机7所拍摄的不同部位的多个图像拼接形成整车图像。

作业人员经由工控机3在整车图像上选定待涂装的选定区域，工控机3根据选定区域调控龙门桁架5、六轴机械手6驱动激光扫描仪8移动，利用移动的激光扫描仪8对汽车上对应选定区域的位置进行激光扫描。

工控机3根据激光扫描仪8的扫描数据计算出涂装路径。

工控机3根据涂装路径调控龙门桁架5、六轴机械手6驱动喷枪9按照涂装路径对汽车上待涂装的区域进行自动涂装，实现汽车的自动化涂装作业。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种用于汽车的智能环保涂装系统，包括涂装装置、废气净化装置及工控机，工控机分别与涂装装置及废气净化装置电性连接；其特征在于：涂装装置包括封闭涂装室，位于封闭涂装室内的龙门桁架，活动设置在龙门桁架的六轴机械手，设置于六轴机械手末端的工业相机、激光扫描仪及喷枪；废气净化装置、工控机均位于涂装装置外侧，废气净化装置与涂装装置连通；封闭涂装室用于容设待涂装的汽车，工控机调控六轴机械手带动工业相机对封闭涂装室内的汽车的不同部位分别拍照，工控机将工业相机拍摄的汽车不同部位的多个图像拼接成汽车的整车图像；工控机根据整车图像上的选定区域调控六轴机械手带动激光扫描仪移动，使得激光扫描仪扫描汽车上的涂装区域，工控机将激光扫描仪的扫描数据转换成涂装路径，工控机调控六轴机械手驱动喷枪按照涂装路径对汽车上的涂装区域进行涂装；工控机调控废气净化装置抽出封闭涂装室内的废气并滤除废气中的涂料。

2.根据权利要求1所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：用于汽车的智能环保涂装系统还包括位于封闭涂装室内的发热机构，发热机构与工控机电性连接，工控机调控发热机构发出热量以烘干喷枪涂装到汽车上的涂料。

3.根据权利要求1所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：废气净化装置包括风机、过滤网棉、喷淋塔，风机用于抽取封闭涂装室内的废气，过滤网棉用于吸附滤除风机所抽取的废气中的涂料，风机所抽取的封闭涂装室内的废气经由过滤网棉过滤后进入喷淋塔内，喷淋塔对进入喷淋塔内的气体进行喷水净化处理。

4.根据权利要求3所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：废气净化装置还包括水泵、过滤器、喷淋头及除雾件，水泵抽取过滤器过滤后的水并经由喷淋头喷入喷淋塔内，除雾件用于滤除排出喷淋塔的气体中的水雾。

5.根据权利要求1所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：龙门桁架包括第一立架、与第一立架平行设置的第二立架、连接第一立架与第二立架的加强杆、滑动设置于第一立架及第二立架的载架、用于驱动载架移动的第一驱动件、滑动设置于载架的吊板、用于驱动吊板移动的第二驱动件，六轴机械手的基座安装在吊板上，汽车位于第一立架与第二立架之间，汽车位于加强杆与载架的下方。

6.根据权利要求5所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：第一立架、第二立架均设有齿条，齿条沿立架的长度方向延伸设置，第一驱动件包括转动设置于载架的轴体件、设置于轴体件的两个齿轮、用于驱动轴体件转动的第一电机，轴体件的两个齿轮分别啮合两个立架的齿条。

7.根据权利要求6所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：第一立架与载架之间设有第一拉簧，第一拉簧用于消除齿轮与齿条之间的啮合间隙。

8.根据权利要求5所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：第二驱动件包括转动设置于载架的滚珠丝杆、螺接套设于滚珠丝杆外侧的丝杆螺母用于驱动滚珠丝杆转动的第二电机，吊板与丝杆螺母连接；吊板与载架之间设有第二拉簧，第二拉簧用于消除滚珠丝杆与丝杆螺母之间的螺纹间隙。

9.根据权利要求5所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：第一立架设有第一导轨，载架滑动设置于第一导轨，载架设有卡槽，卡槽内容设有抵触第一导轨的吸油件，吸油件用于吸附润滑油，吸油件所吸附的润滑油用于润滑第一导轨与载架之间的相对滑动。

10.根据权利要求4所述的用于汽车的智能环保涂装系统，其特征在于：废气净化装置还包括UV光解设备及活性炭吸附设备，除雾件滤除水雾后的气体进入UV光解设备内，UV光解设备发出紫外线光对进入UV光解设备内的气体进行净化处理，UV光解设备净化处理后的气体进入活性炭吸附设备，活性炭吸附设备利用活性炭对气体进行净化吸附，活性炭吸附设备处理后的气体排放入空气中。

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