CN108405274A - 车门自动涂胶设备及其三轴补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置及包括该装置的自动涂胶设备，三轴补偿装置包括机体、安装于所述机体的位置信号开关以及安装于所述机体并分别与所述位置信号开关连接的第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴两两垂直，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴各自安装有用于与所述车门自动涂胶设备的涂胶装置接触的限位元件。该用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置旨在解决现有技术中的涂胶作业时对刀程序繁琐、容易出错、精度较低、成本高的技术问题。

Description

车门自动涂胶设备及其三轴补偿装置

技术领域

本发明涉及自动涂胶领域，尤其涉及一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置及包括该用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置的自动涂胶设备。

背景技术

随着机械自动化技术的快速发展，目前对于车门外板的折边胶的涂胶方式有：一种是机器人涂胶，这个涂胶方式控制稳定，精度较高，不但能保证车门的生产质量,而且生产效率高。另一种是用数控涂胶设备来进行涂胶。

而要想实现车门的涂胶设备的自动化，首先应该解决的问题是对刀，对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对于数控涂胶设备，即确定胶枪的枪口(出胶端点)在机床坐标系中的位置。目前的对刀方式主要有：

1、手动对刀方式：对刀部分数值需要人工读取，手动写入坐标系，精度低并存在输入错误风险；

2、自动对刀方式：自动对刀仪投资成本较高。

因此，以上两种现有对刀方式都存在不足。

鉴于此，有必要提供一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，以克服或至少缓解上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，旨在解决现有技术中的涂胶作业时对刀程序繁琐、容易出错、精度较低以及成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，其中，所述用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置包括机体、安装于所述机体的位置信号开关以及安装于所述机体并分别与所述位置信号开关连接的第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴两两垂直，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴各自安装有用于与所述车门自动涂胶设备的涂胶装置接触的限位元件。

优选地，所述第一感应轴、第二感应轴、第三感应轴分别为弹簧轴。

优选地，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴各自的限位元件分别为套装于所述第一感应轴的第一接触盘、套装于所述第二感应轴的第二接触盘、套装于所述第三感应轴的第三接触盘，所述第一接触盘、第二接触盘和第三接触盘各自的盘面用于与所述涂胶装置接触，且所述第一接触盘的盘面与所述第一感应轴垂直，所述第二接触盘的盘面与所述第二感应轴垂直，所述第三接触盘的盘面与所述第三感应轴垂直。

本发明还提供一种车门自动涂胶设备，包括工作台、电控装置、第一导轨、可移动地安装于所述第一导轨的第二导轨、可移动地安装于所述第二导轨的第三导轨、可移动地安装于所述第三导轨的涂胶装置以及前述任意一项的用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，所述机体安装于所述工作台，所述第一导轨与所述第一感应轴平行，所述第二导轨与所述第二感应轴平行，所述第三导轨与所述第三感应轴平行，所述工作台的工作面与所述第三感应轴垂直，且所述工作面位于所述涂胶装置的运动范围内，所述位置信号开关与所述电控装置连接。

优选地，所述用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置包括与所述电控装置连接的第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置，所述第二导轨通过第一驱动装置驱动，所述第三导轨通过第二驱动装置驱动，所述涂胶装置通过第三驱动装置驱动，所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置分别与所述电控装置连接。

优选地，所述第一导轨上设置有第一齿条，所述第二导轨上设置有第二齿条，所述涂胶装置通过第三齿条可移动地安装于所述第三导轨，所述第一驱动装置为设置在所述第二导轨上的第一电机，所述第二驱动装置为设置在所述第三导轨上的第二电机，所述第三驱动装置为设置在所述第三导轨上的第三电机，所述第一电机的输出轴上安装有与所述第一齿条啮合的齿轮，所述第二电机的输出轴上安装有与所述第二齿条啮合的齿轮，所述第三电机的输出轴上安装有与所述第三齿条啮合的齿轮。

优选地，所述第二导轨可滑动地卡合在所述第一导轨上，所述第三导轨可滑动地卡合在所述第二导轨上，所述第三导轨上设置有导向槽，所述第三齿条安装于所述导向槽。

优选地，所述涂胶装置为安装在所述第三齿条上的胶枪，所述胶枪的枪口用于与所述限位元件接触。

优选地，所述电控装置包括彼此连接的数控柜和数控操作台。

优选地，所述第一导轨的数量为两个，两个所述第一导轨彼此平行间隔设置，所述第二导轨的两端分别对应架设在两个所述第一导轨上。

本发明的技术方案中，由于所述用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置包括位置信号开关以及分别与所述位置信号开关连接的两两垂直的第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴，且各感应轴安装有限位元件，所以将该三轴补偿装置应用到数控涂胶设备中时，可以使第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴分别与数控涂胶设备(或类似的其他电控涂胶设备)的X向、Y向和Z向的进给方向平行，通过使数控涂胶设备的胶枪枪口触碰各感应轴的限位元件并使各感应轴触发位置信号开关以传递X向、Y向和Z向的位置信号，从而确定程序原点(即出胶端点)在机床坐标系中的位置数据，以实现对刀，并能够与机床原始数据进行比较得到差值，实现数据补偿，解决了人工对刀程序繁琐、容易出错、精度较低的问题，并且采用感应轴、位置信号开关等结构简单的元件即可实现自动化对刀，相比使用自动对刀仪，成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的三轴补偿装置的立体图；

图2为本发明实施例的自动涂胶设备的立体图；

图3为本发明实施例的自动涂胶设备的局部示意图；

图4为本发明实施例的自动涂胶设备的另一局部示意图。

图5为本发明实施例的自动涂胶设备的部分零部件视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	第一位置信号开关	30	第三位置信号开关
11	第一感应轴	31	第三感应轴
				12	第一接触盘	32	第三接触盘
20	第二位置信号开关	40	机体
				21	第二感应轴	400	三轴补偿装置
22	第二接触盘	310	第二接触盘
				100	电控装置	311	第一驱动装置
110	数控操作台	312	第一齿条
				120	数控柜	320	第二导轨
200	工作台	321	第二驱动装置
				313	第一驱动齿轮	322	第二齿条
314	第一输出轴	330	第三导轨
				340	涂胶装置	331	第三驱动装置
332	第三齿条

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通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方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1，本发明提出的一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置400，包括机体40、安装于机体40的第一位置信号开关10、第二位置信号开关20、第三位置信号开关30。第一位置信号开关10、第二位置信号开关20、第三位置信号开关30各自连接第一感应轴11、第二感应轴21和第三感应轴31，三个感应轴两两垂直并安装在机体40上，第一感应轴11、第二感应轴21和第三感应轴31还各自安装有用于与车门自动涂胶设备的涂胶装置(例如胶枪的枪口)接触的第一限位元件、第二限位元件、第三限位元件。其中第一位置信号开关10、第二位置信号开关20、第三位置信号开关30可以分别为位移传感器。

本发明的技术方案中，由于用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置包括位置信号开关以及分别与位置信号开关连接的两两垂直的第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴，且各感应轴安装有限位元件，所以将该三轴补偿装置应用到数控涂胶设备中时，可以使第一感应轴11、第二感应轴21和第三感应轴31分别与数控涂胶设备(或类似的其他电控涂胶设备)的X向、Y向和Z向的进给方向平行，通过使数控涂胶设备的胶枪枪口触碰各感应轴的限位元件并使各感应轴触发位置信号开关以传递X向、Y向和Z向的位置信号，从而确定程序原点(即出胶端点)在机床坐标系中的位置数据，以实现对刀，并能够与机床原始数据进行比较得到差值，实现数据补偿，解决了人工对刀程序繁琐、容易出错、精度较低的问题，并且采用感应轴、位置信号开关等结构简单的元件即可实现自动化对刀，相比使用自动对刀仪，成本更低。

此外，根据本发明的具体实施方式，第一感应轴11、第二感应轴21和第三感应轴31分别为弹簧轴，弹簧轴本身具有弹性，因此可以更为灵敏地传递位移，且各自的限位元件分别为套装于第一感应轴11的第一接触盘12、套装于第二感应轴21的第二接触盘22、套装于第三感应轴31的第三接触盘32，第一接触盘12、第二接触盘22和第三接触盘32各自的盘面用于与涂胶装置接触，且第一接触盘12的盘面与第一感应轴11垂直，第二接触盘22的盘面与第二感应轴21垂直，第三接触盘的盘面32与所述第三感应轴垂直31。以检测X轴数值(此时第一感应轴11平行于自动涂胶设备的X向的进给方向)为例，涂胶装置自平行于第一感应轴11的方向靠近三轴补偿装置400，触碰到第一接触盘12的盘面，以可通过第一感应轴11的弹性放大作用将接触力迅速传递给第一位置信号开关10，第一位置信号开关10将位置信息输出，例如输出给随后将提到的自动涂胶设备的电控装置。

参见图2至图4，本发明还提供一种自动涂胶设备，包括工作台200、电控装置100、第一导轨310、可移动地安装于第一导轨310的第二导轨320、可移动地安装于第二导轨320的第三导轨330、可移动地安装于第三导轨330的涂胶装置340以及上述的用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置400，机体040安装于工作台200上，第一导轨310与第一感应轴011平行，第二导轨320与第二感应轴021平行，第三导轨330与第三感应轴032平行，工作台200的工作面与第三感应轴032垂直，涂胶装置340相对于工作面垂直升降，且工作面位于涂胶装置340的运动范围内。这里提到的第一导轨310与第一感应轴11平行，第二导轨320与第二感应轴21平行，第三导轨330与第三感应轴32平行应理解为第一导轨310的导向与第一感应轴11平行，第二导轨320的导向与第二感应轴21平行，第三导轨330的导向与第三感应轴32平行。

根据本发明的具体实施方式，第二导轨320通过第一驱动装置311驱动，第三导轨330通过第二驱动装置321驱动，涂胶装置340通过第三驱动装置331驱动，第一驱动装置311、第二驱动装置321、第三驱动装置331以及涂胶装置340分别与电控装置100连接，以能够通过电控装置100对它们发出电控信号来控制第一驱动装置311、第二驱动装置321、第三驱动装置331以及涂胶装置340动作。

本发明的技术方案中，由于自动涂胶设备包括电控装置100、第一导轨310、第二导轨320、第三导轨330、涂胶装置340以及三轴补偿装置400，在获取对刀点位置数据与原始数据的差值后，电控装置100可以根据差值在控制第二导轨320、第三导轨330和涂胶装置340的过程中进行数据补偿，从而可以实现精准的连续涂胶轨迹，保证了稳定的高质量涂胶作业，也提高了车间设备的自动化率。三个导轨两两垂直的空间结构一方面可以保证涂胶装置340能够在三个导轨行程覆盖的三维空间内的任意位置进行涂胶作业，另一方面可以提高作业车间的空间利用率，同时不影响员工在设备旁辅助作业。

根据本发明的优选实施方式，第一导轨310上设置有第一齿条312，第二导轨320上设置有第二齿条322，涂胶装置340通过第三齿条332可移动地安装于第三导轨330，第一驱动装置311为设置在第二导轨320上的第一电机，第二驱动装置321为设置在第三导轨330上的第二电机，第三驱动装置331为设置在第三导轨330上的第三电机，第一电机的输出轴上安装有与第一齿条312啮合的齿轮，第二电机的输出轴上安装有与第二齿条322啮合的齿轮，第三电机的输出轴上安装有与第三齿条332啮合的齿轮。本方案特别使用电机驱动齿轮齿条机构来完成设备的动作，齿轮齿条机构相比常用的滚珠丝杠传动具有成本低，设备重量更轻的特点。

第一导轨310、第二导轨320、第三导轨330和涂胶装置340之间的连接方式并不受特别地限制，例如，在本发明的优选实施方式中，第二导轨320可滑动地卡合在第一导轨310上，第三导轨330可滑动地卡合在第二导轨320上。第三导轨330上设置有导向槽，第三齿条332安装于导向槽。涂胶装置340为安装在第三齿条332上的胶枪，胶枪的枪口用于与各限位元件接触。根据本发明的具体实施方式，电控装置100可以包括彼此连接的数控柜120和数控操作台110。操作者在数控操作台110输入操作信号，操作信号通过数控柜120传递至第一驱动装置311、第二驱动装置321、第三驱动装置331以及涂胶装置340，以对它们进行控制。

从附图2可以看出，第一导轨310的数量可以为两个，两个第一导轨310彼此平行间隔设置，第二导轨320的两端分别对应架设在两个第一导轨310上。参照附图5可知，第一驱动装置(第一电机)311的输出轴(即第一输出轴314)上固定安装两个齿轮(即第一驱动齿轮313)，两个第一驱动齿轮313分别与两个第一导轨310各自的第一齿条312啮合。本方案中采用了单电机串联输出双齿轮齿条机构的传动方式，第二导轨320两侧同时在两个齿轮齿条机构的作用上进给，保证了第二导轨320运动时的平行度。

此外，工作台200上还可以设有车门限位柱(未图示)。车门限位柱能够防止车门从工作台200脱出。

除了以上提到的部件，自动涂胶设备还可以包括安装于涂胶装置340并用于控制涂胶装置340启闭的电磁阀，电控装置100与电磁阀连接。涂胶完成时，电控装置100通过控制程序提前关闭胶枪电磁阀，实现工艺断胶，保证整体涂胶质量。

另外，自动涂胶设备还可以包括用于监测安全工作区域以外的光电开关，光电开关连接至电控装置100。当光电开关检测到工作人员位于安全工作区域以外，将检测信号传递至电控装置100控制设备停止运转，保障工作人员的人身安全。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，其特征在于，所述三轴补偿装置包括机体、安装于所述机体的位置信号开关以及安装于所述机体并分别与所述位置信号开关连接的第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴两两垂直，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴各自安装有用于与所述车门自动涂胶设备的涂胶装置接触的限位元件。

2.根据权利要求1所述的三轴补偿装置，其特征在于，所述第一感应轴、第二感应轴、第三感应轴分别为弹簧轴。

3.根据权利要求1或2所述的三轴补偿装置，其特征在于，所述第一感应轴、第二感应轴和第三感应轴各自的限位元件分别为套装于所述第一感应轴的第一接触盘、套装于所述第二感应轴的第二接触盘、套装于所述第三感应轴的第三接触盘，所述第一接触盘、第二接触盘和第三接触盘各自的盘面用于与所述涂胶装置接触，且所述第一接触盘的盘面与所述第一感应轴垂直，所述第二接触盘的盘面与所述第二感应轴垂直，所述第三接触盘的盘面与所述第三感应轴垂直。

4.一种车门自动涂胶设备，其特征在于，包括工作台、电控装置、第一导轨、可移动地安装于所述第一导轨的第二导轨、可移动地安装于所述第二导轨的第三导轨、可移动地安装于所述第三导轨的涂胶装置以及根据权利要求1至3中任意一项所述的用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置，所述机体安装于所述工作台，所述第一导轨与所述第一感应轴平行，所述第二导轨与所述第二感应轴平行，所述第三导轨与所述第三感应轴平行，所述工作台的工作面与所述第三感应轴垂直，且所述工作面位于所述涂胶装置的运动范围内，所述位置信号开关与所述电控装置连接。

5.根据权利要求4所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述用于车门自动涂胶设备的三轴补偿装置包括与所述电控装置连接的第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置，所述第二导轨通过所述第一驱动装置驱动，所述第三导轨通过所述第二驱动装置驱动，所述涂胶装置通过所述第三驱动装置驱动。

6.根据权利要求5所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述第一导轨上设置有第一齿条，所述第二导轨上设置有第二齿条，所述涂胶装置通过第三齿条可移动地安装于所述第三导轨，所述第一驱动装置为设置在所述第二导轨上的第一电机，所述第二驱动装置为设置在所述第三导轨上的第二电机，所述第三驱动装置为设置在所述第三导轨上的第三电机，所述第一电机的输出轴上安装有与所述第一齿条啮合的齿轮，所述第二电机的输出轴上安装有与所述第二齿条啮合的齿轮，所述第三电机的输出轴上安装有与所述第三齿条啮合的齿轮。

7.根据权利要求6所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述第二导轨可滑动地卡合在所述第一导轨上，所述第三导轨可滑动地卡合在所述第二导轨上，所述第三导轨上设置有导向槽，所述第三齿条安装于所述导向槽。

8.根据权利要求7所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述涂胶装置为安装在所述第三齿条上的胶枪，所述胶枪的枪口用于与所述限位元件接触。

9.根据权利要求4-8中任意一项中所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述电控装置包括彼此连接的数控柜和数控操作台。

10.根据权利要求4-8中任意一项所述的车门自动涂胶设备，其特征在于，所述第一导轨的数量为两个，两个所述第一导轨彼此平行间隔设置，所述第二导轨的两端分别对应架设在两个所述第一导轨上。