CN219525923U

CN219525923U - 一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置

Info

Publication number: CN219525923U
Application number: CN202320401713.3U
Authority: CN
Inventors: 陶蕾; 徐江敏; 崔杰; 徐唯佳; 王帅
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2023-03-07
Filing date: 2023-03-07
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2033-03-07

Abstract

本实用新型公开了一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，包括：卷收结构，包括与电机输出轴连接的卷收芯轴；卷收结构固定在底板上；卷收半径测量结构，固定在空心电线连接板上；卷收半径测量结构和空心电线连接板设置在卷收结构和底板之间；导向结构，设置在底板上；导向结构设置在卷收结构和卷收半径测量结构的前方；断电锁扣结构，固定在空心电线连接板上；断电锁扣结构设置在卷收芯轴的镂空洞对应位置；驱动电机，固定在控制室保护罩中；控制室保护罩固定在底板上；空心电线连接板与控制室保护罩固定连接。通过喷砂管张力的PLC自动控制系统，根据喷砂管张力调节卷收速度，保证卷带过程的平稳性，减少对喷砂管的损耗。

Description

一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置

技术领域

本实用新型涉及喷涂机器人技术领域，具体涉及一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置。

背景技术

喷涂机器人能满足环保、效率和柔性生产的需要，因而在现代化的喷涂线上有望全部替代人工操作。涂层的厚度、均匀度、光泽度和丰满度等是评价涂装表面质量的重要指标。而在工业领域,特别是机械表面的涂装，则对厚度和均匀度提出了更为严格的要求。喷涂机器人容易满足安全环保、高效和高质量的喷涂要求,是未来自动化涂装发展的必然趋势。

目前，天车式喷涂机器人通过机械臂连接喷砂管工作时，人工无法卷收喷砂管，或采用电动机卷收速度与机械臂运动轨迹不一致，造成卷收过程中喷砂管卷收速度不均匀、喷砂管易受拉扯磨损、喷砂管卷收杂乱缠绕等问题。主要原因是喷砂管卷收长度与机械臂运动轨迹不同步，机械臂拖拽喷砂管进行工作时，因现场喷涂运动轨迹复杂，几乎不同时刻需要的喷砂管长度也不同，传统卷收装置不能及时完成当下的卷收工作。当喷砂管长度过短，机械臂拖拽喷砂管造成其磨损；当喷砂管长度过长，多余喷砂管易发生堆积。同时存在喷砂管卷收不规则缠绕、喷砂管相互挤压拉扯，并随着卷带层数的增加，直径会越来越大，外围线速度会增加，导致喷砂管张力不平衡，易对芯轴产生冲击情况，增加卷收电机的负荷，影响卷收装置的正常工作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，以解决现有技术中针对喷涂机器人连接喷砂管工作时，喷砂管卷收方面存在打结、磨损以及电机负荷大的问题。

本实用新型实施例提供了一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，包括：

卷收结构，包括与电机输出轴连接的卷收芯轴；卷收结构固定在底板上；

卷收半径测量结构，固定在空心电线连接板上；卷收半径测量结构和空心电线连接板设置在卷收结构和底板之间；

导向结构，设置在底板上；导向结构设置在卷收结构和卷收半径测量结构的前方；

断电锁扣结构，固定在空心电线连接板上；断电锁扣结构设置在卷收芯轴的镂空洞对应位置；

驱动电机，固定在控制室保护罩中；控制室保护罩固定在底板上；空心电线连接板与控制室保护罩固定连接。

可选地，卷收结构还包括导向筒和张力测量筒；其中，卷收结构通过一对第一支撑架固定在底板上；导向筒用于使喷砂管穿入后绕过张力测量筒。

可选地，还包括：至少两个张力检测传感器，设置在张力测量筒的两侧。

可选地，卷收半径测量结构包括：卸荷筒、第一卸荷弹簧和第一压力传感器；其中，第一卸荷弹簧的一端与卸荷筒连接；第一卸荷弹簧的另一端与第一压力传感器连接；第一压力传感器固定在空心电线连接板上。

可选地，导向结构包括：上导向轮、下导向轮、卸荷板、第二卸荷弹簧、第二压力传感器和滚珠丝杆；其中，上导向轮通过第二支架固定在卸荷板上；下导向轮固定在卸荷板的上方；卸荷板通过第二卸荷弹簧固定在滚珠丝杆的支撑座上；第二压力传感器固定在第二卸荷弹簧之下。

可选地，断电锁扣结构包括：电磁铁、衔铁、弹簧、锁扣、锁扣支架和电磁铁-衔铁支架；其中，电磁铁-衔铁支架固定在第一支撑架上；电磁铁固定在电磁铁-衔铁支架下方；衔铁与电磁铁-衔铁转动连接；衔铁还通过弹簧与电磁铁-衔铁支架连接；锁扣与锁扣支架转动连接；锁扣支架固定在第一支撑架上。

本实用新型实施例的有益效果：

本实用新型实施例应用模块化和集成化理念，对喷砂管的张力和卷收半径进行实时测量，实现喷砂管与喷涂机器人作业的同步卷收工作。同时，为提高安全性，将卷收装置在保持作业稳定的前提下进行镂空，减少悬挂安装重量，并设置断电锁扣，利用电磁感应的原理，实现锁扣的自动上锁。

本实用新型实施例通过喷砂管张力的PLC自动控制系统，根据喷砂管张力调节卷收速度，保证卷带过程的平稳性，减少对喷砂管的损耗。通过喷砂管压力的PLC自动控制系统，减少芯轴冲击，避免芯轴卷收过载，造成电机发热过大甚至烧毁电动机，从而实现对电动机的过载保护。通过设置导向装置，测量不同型号喷砂管的直径，并自动计算出喷砂管下一圈缠绕芯轴的位移距离，从而实现均匀卷收喷砂管，防止喷砂管打结、磨损。当本装置突发断电时，喷砂管芯轴固定急停，保护作业现场安全。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的结构图；

图2示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的卷收结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的卷收半径测量结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的导向结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的断电锁扣结构示意图；

图6示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的断电锁扣结构原理图；

图7示出了本实用新型实施例中一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置的PLC总集成电机控制室示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，包括：卷收结构1，卷收半径测量结构2，导向结构3，断电锁扣结构4、驱动电机和可编程逻辑控制器(ProgrammableLogic Controller，PLC)总集成电机控制室5组成。其中，卷收结构1主要由卷收芯轴6、导向筒7、张力测量筒8、一对第一支撑架9等组成。卷收结构的主要功能是卷收喷砂管，喷砂管从导向筒下方穿入，绕过张力测量筒后规律缠绕在卷收芯轴上，张力检测传感器主要布置在张力测量筒的两侧，通过实际喷砂管对张力测量筒的压力间接测量出喷砂管的内部张力。

如图3所示，卷收半径测量结构2主要由卸荷筒10、第一卸荷弹簧11、第一压力传感器12等组成。卷收半径测量结构的主要功能是测量卷收芯轴上的卷收半径，压力传感器主要布置在卸荷筒的弹簧的下方，主要用于测量收卷半径引起的实际线性张力变化。喷砂管绕过张力测量筒8后，穿过卷收芯轴6和卸荷筒10之间再缠绕在卷收芯轴6上，通过卸荷筒10下方的第一卸荷弹簧11，测量收卷半径引起的实际线性张力变化。随着卷带层数的增加，直径会越来越大，外围线速度会增加，导致喷砂管张力不平衡，易对芯轴产生冲击情况，增加卷收电机的负荷，影响卷收装置的正常工作。针对以上问题，通过测量对下方的卸荷轮的压力，来表征卷收半径的变化，调整电机的速度，解决喷砂管磨损和喷砂管对芯轴的冲击力。

如图4所示，导向结构3主要由上导向轮13、下导向轮14、卸荷板15、第二卸荷弹簧16、第二压力传感器17、滚珠丝杆18等组成。导向结构的主要功能是测量并自动收紧通过不同直径类型的喷砂管。其中测量功能实现原理为：第二压力传感器位于卸荷板下的第二卸荷弹簧下，测量不同类型的喷砂管直径，将数据传输给PLC控制器进行处理，PLC控制器控制滚珠丝杆的电机转速，从而根据喷砂管直径长度进行精准位移，防止喷砂管卷收重叠。其中自动收紧功能实现原理为：固定上导向轮，将下导向轮固定在卸荷板上，将卸荷板与卸荷弹簧连接。当喷砂管直径小时，两个导向轮的形状可以保持喷砂管收卷方向固定；当喷砂管直径大时，弹簧受到压力带动下导向轮自动贴合喷砂管。

如图5所示，断电锁扣结构4主要由电磁铁19、衔铁20、弹簧21、锁扣22、锁扣支架23、电磁铁-衔铁支架24等组成。断电锁扣结构的主要功能是装置断电时，自动扣紧卷收芯轴，防止喷砂管滑落下坠，造成人员仪器事故。通电时，电磁铁根据电磁感应原理，将吸引下方衔铁上台，从而控制锁扣不自动下落；断电时，衔铁归位，锁扣自动下落扣住卷收芯轴的镂空洞，如图6所示。

如图7所示，PLC总集成电机控制室5主要由控制室保护罩25、底板26、空心电线连接板27等组成。PLC总集成电机控制室包括卷收电机控制模块、滚珠丝杆控制模块、断电锁扣供电模块，根据压力传感器、张力传感器实时测量数据，利用PLC控制器处理后，控制变频器对电机进行PI控制。同时设计交流变直流电路，当作业通电时，为断电锁扣装置供电。在具体实施例中，针对市面上各种型号的喷砂管，预先在PLC控制器中设置好对应的卷收参数，实现灵活卷收作业。需要说明的是，PLC总集成电机控制室的设计采用现有技术，本实施例仅仅对其进行组合应用，并未对控制方法进行改进。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims

1.一种用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，包括：

卷收结构，包括与电机输出轴连接的卷收芯轴；所述卷收结构固定在底板上；

卷收半径测量结构，固定在空心电线连接板上；所述卷收半径测量结构和所述空心电线连接板设置在所述卷收结构和所述底板之间；

导向结构，设置在所述底板上；所述导向结构设置在所述卷收结构和所述卷收半径测量结构的前方；

断电锁扣结构，固定在所述空心电线连接板上；所述断电锁扣结构设置在所述卷收芯轴的镂空洞对应位置；

驱动电机，固定在控制室保护罩中；所述控制室保护罩固定在所述底板上；所述空心电线连接板与所述控制室保护罩固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，所述卷收结构还包括导向筒和张力测量筒；其中，所述卷收结构通过一对第一支撑架固定在所述底板上；所述导向筒用于使喷砂管穿入后绕过所述张力测量筒。

3.根据权利要求2所述的用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，还包括：至少两个张力检测传感器，设置在所述张力测量筒的两侧。

4.根据权利要求1所述的用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，所述卷收半径测量结构包括：卸荷筒、第一卸荷弹簧和第一压力传感器；其中，所述第一卸荷弹簧的一端与所述卸荷筒连接；所述第一卸荷弹簧的另一端与所述第一压力传感器连接；所述第一压力传感器固定在所述空心电线连接板上。

5.根据权利要求1所述的用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，所述导向结构包括：上导向轮、下导向轮、卸荷板、第二卸荷弹簧、第二压力传感器和滚珠丝杆；其中，所述上导向轮通过第二支架固定在所述卸荷板上；所述下导向轮固定在所述卸荷板的上方；所述卸荷板通过所述第二卸荷弹簧固定在所述滚珠丝杆的支撑座上；所述第二压力传感器固定在所述第二卸荷弹簧之下。

6.根据权利要求2所述的用于喷涂机器人喷砂管的同步卷收装置，其特征在于，所述断电锁扣结构包括：电磁铁、衔铁、弹簧、锁扣、锁扣支架和电磁铁-衔铁支架；其中，所述电磁铁-衔铁支架固定在所述第一支撑架上；所述电磁铁固定在所述电磁铁-衔铁支架下方；所述衔铁与所述电磁铁-衔铁转动连接；所述衔铁还通过所述弹簧与所述电磁铁-衔铁支架连接；所述锁扣与所述锁扣支架转动连接；所述锁扣支架固定在所述第一支撑架上。