CN107744895B - 自动喷漆机及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动喷漆机及方法，包括机架，设于机架上的横向延伸的导向装置、控制器和报警器，设于机架左侧的支撑杆，设于支架右侧的180度旋转气缸，设于180度旋转气缸的连接杆两端的两个打击板夹具；每个打击板夹具内均设有压力传感器，导向装置上设有固定块，固定块上设有可上下移动的自动静电喷漆枪；支撑杆上设有与两个打击板夹具分别对应的两个球杆末端定位结构。本发明具有结构简单，占用空间小，操作简单，喷漆效率高的特点。

Description

自动喷漆机及方法
技术领域
本发明涉及球杆喷漆技术领域，尤其是涉及一种占用空间小，操作简单，设备费用低，喷漆效率高的自动喷漆及方法。
背景技术
目前，大部分是采用纯手工方式给球杆喷漆，部分采用大型自动喷漆机。
现有球杆喷漆机主要缺陷在于：设备体积大，制作费用高，使用成本高，厂房空间要求高。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的球杆喷漆机存在设备体积大，制作费用高，使用成本高，厂房空间要求高的不足，提供了一种占用空间小，操作简单，设备费用低，喷漆效率高的自动喷漆机及方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种自动喷漆机，包括机架，设于机架上的横向延伸的导向装置、控制器和报警器，设于机架左侧的支撑杆，设于支架右侧的180度旋转气缸，设于180度旋转气缸的连接杆两端的两个打击板夹具；每个打击板夹具内均设有压力传感器，导向装置上设有固定块，固定块上设有可上下移动的自动静电喷漆枪；支撑杆上设有与两个打击板夹具分别对应的两个球杆末端定位结构；气动脚踩开关与180度旋转气缸电连接，控制器分别与导向装置、2个压力传感器、报警器、自动静电喷漆枪和气动脚踩开关电连接。
导向装置用于给自动静电喷漆枪的往复运动提供导向，控制器用于控制自动静电喷漆枪、导向装置、两个打击板夹具和气动脚踩开关的工作；180度旋转气缸用于将两个冰球棍的位置互换，从而实现边更换冰球棍边喷漆的功能，换冰球棍不需占用时间，提高了喷漆的效率。
两个打击板夹具用于分别夹住2个冰球棍的打击板部位，两个球杆末端定位结构分别用于给两个冰球棍末端提供定位功能，从而将冰球棍两端都稳定固定，为提高喷漆质量提供了保证。
两支冰球棍180度旋转，交替喷漆和装夹冰球棍，结构简单，效率高。通过180度反转，实现边喷漆边装夹，大大简化设备结构，同时提高了喷漆效率。
本发明结构简单，占用空间小，操作简单，设备成本低；冰球棍喷漆作业，可从两人操作减至一人操作，降低了用人成本。
作为优选，还包括设于支撑杆上的两个第一电机，两个第一电机的转轴分别与两个球杆末端定位结构连接，两个第一电机均与控制器电连接；两个打击板夹具分别与连接杆两端转动连接。
两个第一电机可以带动冰球棍自转，从而使自动静电喷漆枪可以为冰球棍的外周面自动喷漆。
作为优选，所述导向装置包括设于机架上的第二电机和与第二电机的转轴连接的皮带，所述固定块与皮带固定连接。
第二电机工作时，皮带顺时针或逆时针旋转，从而使固定块可以带动自动静电喷漆枪左右移动。
作为优选，所述打击板夹具包括固定框架，设于固定框架上的两个伸缩气缸和设于固定框架中的两块夹板；两个伸缩气缸的伸缩杆分别与两块夹板连接。
两个伸缩气缸分别用于带动两块夹板移动，从而改变两块夹板之间的间距，当两块夹板挤压打击板的时候，两块夹板将打击板夹住。
作为优选，所述打击板夹具包括固定框架，设于固定框架上的两个伸缩气缸和设于固定框架中的两块夹板；两个伸缩气缸的伸缩杆分别与两块夹板连接；所述固定框架包括与连接杆一端转动连接的矩形板，分别与矩形板两侧垂直连接的长方形板和设于两个长方形板上的连接板；两个伸缩气缸分别位于两个长方形板的外侧面上，两个伸缩气缸的伸缩杆分别伸入两个长方形板内侧面外，两条伸缩杆端部分别与两块夹板连接。
作为优选，两块夹板相对的表面上均设有与冰球打击板的形状相配合的凹槽，每个压力传感器均位于凹槽中。凹槽的设置既能够使打击板被夹住，又不会损伤打击板。
作为优选，所述支撑杆呈几字形，支撑杆的凸起部位与支架连接；球杆末端定位结构包括横截面呈矩形的横杆，横杆上设有塑料套，塑料套上设有若干个弹性突起。
作为优选，所述固定块上设有横向连接板，横向连接板上设有竖杆，竖杆下端设于固定块，固定块与自动静电喷漆枪连接，竖杆上设有若干个间隔排列的弹性突起。横杆可***冰球棍末端中，从而将冰球棍末端固定。
一种自动喷漆机的方法，包括如下步骤：
(8-1)使自动静电喷漆枪上移；
(8-2)将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
(8-3)控制器控制180度旋转气缸工作，使180度旋转气缸带动两个打击板夹具及支撑杆旋转180度；
(8-4)将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
(8-5)使自动静电喷漆枪下移，自动静电喷漆枪靠近机架后侧的冰球棍，控制器控制支架后侧的第一电机工作，使机架后侧冰球棍自转；
(8-6)控制器控制第二电机带动皮带移动，并控制自动静电喷漆枪左右移动，开始喷漆操作；
(8-7)喷漆完成后，使自动静电喷漆枪上移；
(8-8)控制器控制180度旋转气缸工作，使喷漆完成的冰球棍转到支架前侧，同时控制自动静电喷漆给支架后侧的冰球棍喷漆；
(8-9)将喷漆完成的冰球棍拆卸下来，转入步骤(8-2)。
作为优选，还包括如下步骤：还包括打击板夹具的故障检测过程：
(9-1)控制器中设有j的初始值为1，i的初始值为1，设有故障阈值E；
(9-2)控制器计算压力传感器的检测信号u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t)；
(9-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t)；
(9-4)定义平均包络m1(t)＝[uup(t)+ulow(t)]/2；
(9-5)利用公式hj(t)＝u(t)-mj(t)计算差值hj(t)；
(9-6)若hj(t)不满足IMF筛分停止条件，使u(t)＝hj(t)，j值增加1，返回步骤(9-2)对hj(t)继续进行分解；当hj(t)满足IMF筛分停止条件，则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)＝hj(t)；
(9-7)利用公式ri(t)＝u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t)；
(9-8)当ri(t)不满足分解停止条件时，使u(t)＝ri(t)，使i值增加1，返回步骤(9-2)对ri(t)继续分解；当满足筛分停止条件时，设n1＝i，得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t)，u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k)，k＝1，2，...，N；
(9-9)控制器利用公式计算u(t)的各个分量能量，比较u(t)的各分量能量Emax，选取E1，E2，...，En中最大值Emax，当Emax＞E时，控制器做出打击板夹具故障的判断，控制器控制打击板夹具停止工作，报警器发出报警信息；
当Emax≤E时，转入步骤(8-1)；
其中，(9-6)、(9-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则，当SD＜ε时筛分停止，ε通常介于0.2与0.3之间，T为设定的常数；分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
压力传感器的设置可以检测压力信号，并通过对压力信号的处理，确定打击板夹具是否出现故障，有效防止打击板被夹坏的情况的发生。
因此，本发明具有如下有益效果：结构简单，占用空间小，操作简单，设备成本低，降低了用人成本，喷漆效率高，安全性好。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的打击板夹具的一种结构示意图；
图3是本发明的图1的局部放大图；
图4是本发明的一种流程图。
图中：机架1、导向装置2、控制器3、支撑杆4、180度旋转气缸5、打击板夹具6、固定块7、自动静电喷漆枪8、气动脚踩开关9、第一电机10、底板11、竖板12、第二电机21、皮带22、球杆末端定位结构41、连接杆51、固定框架61、伸缩气缸62、夹板63、横向连接板71、竖杆72、固定块73、矩形板611、长方形板612、连接板613、冰球棍1001。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示的实施例是一种自动喷漆机，包括机架1，设于机架上的横向延伸的导向装置2、控制器3和报警器，设于机架左侧的支撑杆4，设于支架右侧的180度旋转气缸5，设于180度旋转气缸的连接杆51两端的两个打击板夹具6；每个打击板夹具内均设有压力传感器，导向装置上设有固定块7，固定块上设有可上下移动的自动静电喷漆枪8；支撑杆上设有与两个打击板夹具分别对应的两个球杆末端定位结构41；气动脚踩开关9与180度旋转气缸电连接，控制器分别与导向装置、2个压力传感器、报警器、自动静电喷漆枪和气动脚踩开关电连接。
还包括设于支撑杆上的两个第一电机10，两个第一电机的转轴分别与两个球杆末端定位结构连接，两个第一电机均与控制器电连接；两个打击板夹具分别与连接杆两端转动连接。
导向装置包括设于机架上的第二电机21和与第二电机的转轴连接的皮带22，固定块与皮带固定连接。
如图2所示，打击板夹具包括固定框架61，设于固定框架上的两个伸缩气缸62和设于固定框架中的两块夹板63；两个伸缩气缸的伸缩杆分别与两块夹板连接；固定框架包括与连接杆一端转动连接的矩形板611，分别与矩形板两侧垂直连接的长方形板612和设于两个长方形板上的连接板613；两个伸缩气缸分别位于两个长方形板的外侧面上，两个伸缩气缸的伸缩杆分别伸入两个长方形板内侧面外，两条伸缩杆端部分别与两块夹板连接。
两块夹板相对的表面上均设有与冰球打击板的形状相配合的凹槽，每个压力传感器均位于2个凹槽中。
支撑杆呈几字形，支撑杆的凸起部位与支架连接；球杆末端定位结构包括横截面呈矩形的横杆，横杆上设有塑料套，塑料套上设有5个弹性突起。
如图3所示，固定块上设有横向连接板71，横向连接板上设有竖杆72，竖杆下端设于固定块73，固定块与自动静电喷漆枪连接，竖杆上设有若干个间隔排列的弹性突起。
如图4所示，一种自动喷漆机的方法，包括如下步骤：
步骤100，使自动静电喷漆枪上移；
步骤200，将冰球棍装夹在支架前侧的球杆末端定位结构和打击板夹具中
将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
步骤300，180度旋转支撑杆和2个打击板夹具
控制器控制180度旋转气缸工作，使180度旋转气缸带动两个打击板夹具及支撑杆旋转180度；
步骤400，装夹另一条冰球棍
将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
步骤500，使需要喷漆的冰球棍自转
使自动静电喷漆枪下移，自动静电喷漆枪靠近机架后侧的冰球棍，控制器控制支架后侧的第一电机工作，使机架后侧冰球棍自转；
步骤600，自动静电喷漆枪左右移动并喷漆
控制器控制第二电机带动皮带移动，并控制自动静电喷漆枪左右移动，开始喷漆操作；
步骤700，喷漆完成后，使自动静电喷漆枪上移；
步骤800，两条冰球棍交换位置，继续喷漆
控制器控制180度旋转气缸工作，使喷漆完成的冰球棍转到支架前侧，同时控制自动静电喷漆给支架后侧的冰球棍喷漆；
步骤900，拆卸冰球棍
将喷漆完成的冰球棍拆卸下来，转入步骤200。
还包括打击板夹具的故障检测过程：
(9-1)控制器中设有j的初始值为1，i的初始值为1，设有故障阈值E；
(9-2)控制器计算压力传感器的检测信号u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t)；
(9-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t)；
(9-4)定义平均包络m1(t)＝[uup(t)+ulow(t)]/2；
(9-5)利用公式hj(t)＝u(t)-mj(t)计算差值hj(t)；
(9-6)若hj(t)不满足IMF筛分停止条件，使u(t)＝hj(t)，j值增加1，返回步骤(9-2)对hj(t)继续进行分解；当hj(t)满足IMF筛分停止条件，则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)＝hj(t)；
(9-7)利用公式ri(t)＝u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t)；
(9-8)当ri(t)不满足分解停止条件时，使u(t)＝ri(t)，使i值增加1，返回步骤(9-2)对ri(t)继续分解；当满足筛分停止条件时，设n1＝i，得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t)，u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k)，k＝1，2，...，N；
(9-9)控制器利用公式计算u(t)的各个分量能量，比较u(t)的各分量能量Emax，选取E1，E2，...，En中最大值Emax，当Emax＞E时，控制器做出打击板夹具故障的判断，控制器控制打击板夹具停止工作，报警器发出报警信息；
当Emax≤E时，转入步骤(8-1)；
其中，(9-6)、(9-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则，当SD＜ε时筛分停止，ε通常介于0.2与0.3之间，T为设定的常数；分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种自动喷漆机，其特征是，包括机架(1)，设于机架上的横向延伸的导向装置(2)、控制器(3)和报警器，设于机架左侧的支撑杆(4)，设于支架右侧的180度旋转气缸(5)，设于180度旋转气缸的连接杆(51)两端的两个打击板夹具(6)；每个打击板夹具内均设有压力传感器，导向装置上设有固定块(7)，固定块上设有可上下移动的自动静电喷漆枪(8)；支撑杆上设有与两个打击板夹具分别对应的两个球杆末端定位结构(41)；气动脚踩开关(9)与180度旋转气缸电连接，控制器分别与导向装置、2个压力传感器、报警器、自动静电喷漆枪和气动脚踩开关电连接；所述打击板夹具包括固定框架(61)，设于固定框架上的两个伸缩气缸(62)和设于固定框架中的两块夹板(63)；两个伸缩气缸的伸缩杆分别与两块夹板连接；所述固定框架包括与连接杆一端转动连接的矩形板(611)，分别与矩形板两侧垂直连接的长方形板(612)和设于两个长方形板上的连接板(613)；两个伸缩气缸分别位于两个长方形板的外侧面上，两个伸缩气缸的伸缩杆分别伸入两个长方形板内侧面外，两条伸缩杆端部分别与两块夹板连接。
2.根据权利要求1所述的自动喷漆机，其特征是，还包括设于支撑杆上的两个第一电机(10)，两个第一电机的转轴分别与两个球杆末端定位结构连接，两个第一电机均与控制器电连接；两个打击板夹具分别与连接杆两端转动连接。
3.根据权利要求1所述的自动喷漆机，其特征是，所述导向装置包括设于机架上的第二电机(21)和与第二电机的转轴连接的皮带(22)，所述固定块与皮带固定连接。
4.根据权利要求3所述的自动喷漆机，其特征是，两块夹板相对的表面上均设有与冰球打击板的形状相配合的凹槽，每个压力传感器均位于凹槽中。
5.根据权利要求1所述的自动喷漆机，其特征是，所述支撑杆呈几字形，支撑杆的凸起部位与支架连接；球杆末端定位结构包括横截面呈矩形的横杆，横杆上设有塑料套，塑料套上设有若干个弹性突起。
6.根据权利要求1所述的自动喷漆机，其特征是，所述固定块上设有横向连接板(71)，横向连接板上设有竖杆(72)，竖杆下端设于固定块(73)，固定块与自动静电喷漆枪连接，竖杆上设有若干个间隔排列的弹性突起。
7.一种基于权利要求2的自动喷漆机的方法，其特征是，包括如下步骤：
(7-1)使自动静电喷漆枪上移；
(7-2)将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
(7-3)控制器控制180度旋转气缸工作，使180度旋转气缸带动两个打击板夹具及支撑杆旋转180度；
(7-4)将支架前侧的球杆末端定位结构的横杆***冰球棍的末端中，将冰球棍的打击板放到支架前侧的打击板夹具中，通过控制器控制打击板夹具夹紧打击板；
(7-5)使自动静电喷漆枪下移，自动静电喷漆枪靠近机架后侧的冰球棍，控制器控制支架后侧的第一电机工作，使机架后侧冰球棍自转；
(7-6)控制器控制第二电机带动皮带移动，并控制自动静电喷漆枪左右移动，开始喷漆操作；
(7-7)喷漆完成后，使自动静电喷漆枪上移；
(7-8)控制器控制180度旋转气缸工作，使喷漆完成的冰球棍转到支架前侧，同时控制自动静电喷漆给支架后侧的冰球棍喷漆；
(7-9)将喷漆完成的冰球棍拆卸下来，转入步骤(7-2)。
8.根据权利要求7的自动喷漆机的方法，其特征是，还包括如下步骤：还包括打击板夹具的故障检测过程：
(8-1)控制器中设有j的初始值为1，i的初始值为1，设有故障阈值E；
(8-2)控制器计算压力传感器的检测信号u(t)的局部极大值并通过三次样条插值获得上包络线uup(t)；
(8-3)计算信号u(t)的局部极小值并通过三次样条插值获得下包络线ulow(t)；
(8-4)定义平均包络m1(t)＝[uup(t)+ulow(t)]/2；
(8-5)利用公式hj(t)＝u(t)-mj(t)计算差值hj(t)；
(8-6)若hj(t)不满足I MF筛分停止条件，使u(t)＝hj(t)，j值增加1，返回步骤(8-2)对hj(t)继续进行分解；当hj(t)满足IMF筛分停止条件，则得到u(t)信号的第1个IMF分量c1(t)＝hj(t)；
(8-7)利用分式ri(t)＝u(t)-ci(t)计算剩余分量ri(t)；
(8-8)当ri(t)不满足分解停止条件时，使u(t)＝ri(t)，使i值增加1，返回步骤(8-2)对ri(t)继续分解；当满足筛分停止条件时，设n1＝i，得到n1个IMF分量ci(t)和1个剩余分量rn(t)，u(t)则可以表示为抽取ci(t)的N个抽样值ci(k)，k＝1，2，...，N；
(8-9)控制器利用公式计算u(t)的各个分量能量，比较u(t)的各分量能量Emax，选取E1，E2，...，En中最大值Emax，当Emax＞E时，控制器做出打击板夹具故障的判断，控制器控制打击板夹具停止工作，报警器发出报警信息；
当Emax≤E时，转入步骤(7-1)；
其中，(8-6)、(8-8)的筛分停止条件采用仿柯西收敛准则，当SD＜ε时筛分停止，ε通常介于0.2与0.3之间，T为设定的常数；分解停止条件为剩余信号ri(t)变为单调函数。
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