CN108940691A - 一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，在喷涂生产线上有喷涂传送带，喷涂传送带上设有长滚筒和短滚筒相结合的传送带，传送带中间设有一套旋转升降装置，本发明仅采用一套旋转升降装置和与喷涂机器人结合的喷涂方法，便可对中型组装类家具进行喷涂，有助于降低家具喷涂成本，并提高家具喷涂效率。

Description

一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工 位装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置。

背景技术

家具是人们在日常生活中必不可少的物品，且需求量极大。现今大多数的家具喷涂都采用传统有气或无气喷枪，在固定场地人工手动喷涂的作业方式，人工喷涂涂膜质量不易控制、环境污染大、工人劳动强度高、生产效率低且人工喷涂对工人的身体健康危害较大。虽然少数企业已经使用工业机器人代替部分人工喷涂，但其自动化喷涂生产线成本高，占用场地大及其生产效率低等问题仍未得到解决。

许多传统的家具喷涂生产线及其喷涂方法都有着成本高，效率低的问题，生产线上往往都是一个工件配备一套旋转装置或升降旋转装置，一条生产线上有许多旋转升降平台，大大增加了生产线的复杂程度及其成本。

如申请号为CN201710323063.4的发明专利提出了一种自动旋转式喷涂机构及喷涂方法，但该发明只能应用于小型工件的简单喷涂且发明的上下料不方便，不利于自动化生产线的生产效率。申请号为CN201210102314.3的发明专利提出了一种全自动喷涂机构，该发明只使用于小型可悬挂式工件的喷涂，无法适用于中型组装类家具之类的工件。在已公布的发明专利中，还未出现关于中型组装类家具的流水线自动化喷涂作业的专利。

发明内容 本发明的目的是提供一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，以解决现有技术中型组装类家具喷涂生产线的自动化程度低，成本高及其生产效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：包括依次首尾相连的上料机构、喷涂传送带、UV固化***、下料机构，其中喷涂传送带设置在喷涂房内，喷涂传送带为滚筒传送带形式，上料机构一端进入喷涂房内并承接于喷涂传送带一端，UV固化***的进口端进入喷涂房内并承接于喷涂传送带另一端，下料机构一端承接UV固化***的出口端，喷涂房内位于喷涂传送带一侧设有喷涂机器人形成喷涂工位，喷涂传送带中间对应喷涂工位位置设有挖空形式的矩形空间，并在矩形空间对应的喷涂房地面上设有旋转升降装置；中型家具通过上料机构运输至喷涂房内的喷涂传送带中间矩形空间位置，由喷涂机器人对中型家具进行喷涂，同时由旋转升降装置带动中型家具升降运动，喷涂完成后中型家具由喷涂传送带运输至UV固化***进口端，在UV固化***中实现UV固化，UV固化后的中型家具由UV固化***运输至下料机构下料。

所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述上料机构为滚筒传送带。

所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述喷涂传送带包括一对呈左右对称且相互平行的传送带长导轨，两传送带长导轨前段之间、后段之间分别转动安装有多个传送带长滚筒，由前、后段的传送带长滚筒分别对应构成前、后段传送带长工作面，前、后段传送带长工作面中其中一段的端部承接上料机构，前、后段传送带长工作面中另一段的端部承接UV固化***的进口端，前、后段传送带长工作面之间的空间中设有一对呈左右对称且相互平行的传送带短导轨，每个传送带短导轨与前、后段传送带长工作面之间空间中同侧的传送带长导轨之间分别转动安装有多个短滚筒，由每侧多个短滚筒分别构成传送带短工作面，传送带短导轨及传送带长滚筒之间围成的空间即为矩形空间，旋转升降装置设置在该矩形空间下方的喷涂房地面上。

所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：每个传送带长滚筒、传送带短滚筒分别各自通过中心转轴转动安装在对应位置，中心转轴转动安装在每侧传送带长导轨的一端分别固定有滚筒链轮，各个中心转轴同侧方向一端的滚筒链轮之间通过滚筒链条传动连接。

所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述旋转升降装置包括升降机构、旋转平台及托盘，其中旋转平台为伺服旋转平台，升降机构为伺服电动升降台，旋转平台整体安装在升降机构的升降运动件上，托盘安装在旋转平台的旋转运动件上，由升降机构带动旋转平台、托盘整体升降，并且升降机构可带动旋转平台、托盘整体上升至托盘穿过矩形空间并位于矩形空间上方，由旋转平台带动托盘旋转。

本发明包括上料机构、喷涂传送带、喷涂房、UV固化***和下料机构。上料机构1、喷涂传送带、喷涂室、UV固化***和下料机构连接成首尾相连的喷涂生产线。

喷涂生产线的上料机构为简单的滚筒传送带模式，由搬运机器人将家具搬运至上料滚筒传送带上，上料机构传送带由单一的长滚筒组成。

喷涂传送带的一端与上料机构相连，家具由上料机构的传送带进入喷涂传送带，随着喷涂传送带进入喷涂房。喷涂传送带由两段长滚筒传送带和两段短滚筒传送带组成。两段长滚筒传送带位于喷涂房的进出两侧，分别与上料机构传送带和下料机构传送带相连，两段短滚筒传送带位于两段长滚筒传送带之间，两段短滚筒传送带并排平行安放，且短滚筒传送带的位置位于喷涂传送带的中间，正对着喷涂机器人的喷涂工位。由于短滚筒传送带与长滚筒传送带的长短差距，两段短滚筒传送带之间留下一段矩形空间，在矩形空间内安置一个旋转升降装置，用于配合喷涂机器人进行家具的喷涂作业。

旋转升降装置由升降机构，旋转平台及托盘组成，托盘与旋转平台固定相连，旋转平台底座使用螺栓联接于升降机构的升降平台上。升降机构为伺服电动升降台，配备有步进电机和标准RS232接口，配合运动控制器可实现自动控制。工作台面水平放置，驱动力在台面中心，周边四导轨过定位配置，解决了平移台垂直使用带来的偏载问题。驱动方式采用涡轮副驱动，承载大，且具有自锁功能，导轨为线性轴承导轨，精度高，升降量可定位控制，升降机构可平稳控制旋转平台及家具的升降。旋转平台为PR系列伺服旋转平台，集高工作效率、高精度、高刚性、高性价比于一身。旋转升降装置可以与喷涂机器人相互配合，可实现家具的高质量，高效率的全工位喷涂。

喷涂传送带使用滚筒传动，滚筒之间通过链轮与链条相连接，链传动由安置于传送带滚筒下的传送带架子上的步进电机驱动，可平稳控制传送带的启停状态，配合喷涂机器人的喷涂工作。由于喷涂的环境影响，将步进电机和链轮链条的传动装置安置于密闭的箱体内，防止喷涂对传动的精度及运行状态造成影响。

本发明将喷涂过程应用于生产线之间，且仅利用一套旋转升降装置与喷涂机器人结合的方法，适用于中型家具的自动化生产线，可提高生产效率。本发明将喷涂传送带与旋转升降装置结合使用，实现了工件喷涂的流水线自动化生产。本发明将传送带，旋转升降装置与喷涂机器人相结合，很好的实现了工件的自动化喷涂作业

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1．本发明的喷涂自动生产线将上料，喷涂以及烘干固化的生产线连在一块，提高了喷涂生产线的自动化程度和生产效率。

2．本发明的喷涂传送带采用了长滚筒与短滚筒的配合传动，使传送带中间留有一定空间安置升降旋转机构，这使得整个自动化喷涂生产线只需要一套升降旋转机构便可以对各种型号的工件进行喷涂作业，使得工件在上下料及传送带运输变得简单快捷，这大大降低了喷涂过程中的生产成本并提高了生产效率。

3．本发明的升降旋转机构与喷涂机器人相互配合工作，使得一条生产线上只需要一台喷涂机器人，通过机构的旋转与升降动作，喷涂机器人可以实现工件的全方位喷涂，能够一次性完成整个工件的喷涂作业，降低了生产成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明的喷涂传送带的整体结构示意图。

图2是本发明的喷涂传送带的结构示意图。

图3是本发明的旋转升降装置的结构示意图。

图4是本发明的喷涂生产线的总体结构示意图。

图5是本发明的喷涂生产线工作流程图。

图中标号：上料机构1、喷涂传送带2、喷涂房3、UV固化通道4、下料机构5、喷涂机器人2100、传送带2200、柜子工件2300、柜子工件2400、椅子工件2500、旋转升降机构2600、链传动密闭箱2201、传送带长导轨2202、传送带长滚筒2203、传送带短导轨2204、传送到短导轨保护壳2205、传送带短滚筒2206、滚筒固定架2207、滚筒链轮2208、滚筒链条2209、喷涂传送带架子2210、长导轨保护壳2211、升降机构连接底座2601、升降机构底座支撑架2602、升降机构底座2603、升降机构导轨底座2604、升降机构导轨外壳2605、升降机构导轨移动轴套2606、旋转机构支撑底座2607、旋转机构驱动电机2608、升降旋转机构托盘2609、旋转机构输出轴2610、旋转机构外部保护壳2611、旋转机构连接底座2612、旋转机构底座支撑架2613、升降机构移动导轨2614、升降机构驱动主轴2615、升降机构传动箱2616、升降机构驱动电机2617。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参考图1至图4，本发明的一种家具自动喷涂生产线，主要是其喷涂传送带2的旋转升降装置2600及其喷涂方法。包括：上料机构1、喷涂传送带2、喷涂房3、UV固化***4与下料机构5。

自动喷涂生产线中，由搬运机器人将家具搬运到上料机构1上，经由传送带依次通过上料机构1、喷涂传送带2、UV固化通道4、下料机构5，再由搬运机器人将喷涂完成的家具搬运到相关位置进行后续处理。

上料机构1位于喷涂房外，工作环境良好，由一排简单的长滚筒与传送带架组成。

喷涂传送带位于喷涂室3内，由喷涂机器人2100、传送带2200、柜子工件2300、柜子工件2400、椅子工件2500、旋转升降机构2600等机构组成。

传送带2200安置于喷涂房地面上，旋转升降机构2600安置于传动带2200中间位置，正对喷涂机器人2100的工位以方便喷涂。本发明以柜子2300、柜子2400、椅子2500为式样表示本发明的喷涂对象的大致规格。

传送带包括链传动密闭箱2201、传送带长导轨2202、传送带长滚筒2203、传送带短导轨2204、传送带短导轨保护壳2205、传送带短滚筒2206、滚筒固定架2207、滚筒链轮2208、滚筒链条2209、喷涂传送带架子2210、长导轨保护壳2211。

滚筒固定架2207使用螺栓连接固定于传送带架子2210两侧的长导轨2202及短导轨2204上，长滚筒2203使用轴承连接，固定于架子两侧的导轨之间。在传送带的中间（喷涂工作的区域）另外安置两段短导轨，短滚筒2206传送到安置于长导轨与短导轨之间。在滚筒固定架与滚筒的滚筒部位之间安置有小型链轮2208，使用键联接与滚筒轴固连在一块。在各个滚筒之间使用链条2209与链轮2208联接在一块，位于链传动密闭箱2201内的步进电机通过减速器，链轮传动来驱动链条带动滚筒进行匀速旋转运动，链传动密闭箱安置于滚筒传送带的下方。传送带两侧导轨各安置有一条链条链轮传动链，一是为了驱动中间两侧的短滚筒进行运动，二是为了增加传动***的刚性与平稳性。

喷涂生产线的喷涂房3由于喷漆环境恶劣，为防止长时间工作后影响传动效果，传送带的长导轨2202，短导轨2204及链条链轮外分别设有长导轨防护外壳2211和短导轨保护壳2205，链轮链条的驱动装置也安置于密闭箱2201内。

旋转升降装置包括升降机构连接底座2601、升降机构底座支撑架2602、升降机构底座2603、升降机构导轨底座2604、升降机构导轨外壳2605、升降机构导轨移动轴套2606、旋转机构支撑底座2607、旋转机构驱动电机2608、升降旋转机构托盘2609、旋转机构输出轴2610、旋转机构外部保护壳2611、旋转机构连接底座2612、旋转机构底座支撑架2613、升降机构移动导轨2614、升降机构驱动主轴2615、升降机构传动箱2616、升降机构驱动电机2617。

旋转升降装置2600位于传送带中间两排短滚筒传送带的中间位置，升降台的底座2603通过螺栓固定于地面上，以增加运动的平稳性。整个升降台由电机2617驱动，驱动电机工作时，通过主轴2615控制工作台的升降，升降台四周对称布置了四根滑动导轨2614，在滑动导轨的辅助运动下，整个旋转升降装置的运动非常平稳。

旋转平台整个安置于升降台的顶端，由支撑底座2607和支撑架2613固定于升降台上，工件托盘2609与旋转平台的输出轴2610固定在一块。驱动电机2608部分位于保护壳2611内，旋转平台工作时，电机通过减速传动装置带动输出主轴2610运动，主轴与托盘相连，带动工件进行缓慢稳定的旋转运动。

整个旋转升降装置位于传送带架子两排短导轨之间，不工作时，整个旋转升降装置位于传送带下方。工作时，由升降机构带动旋转平台运动，将工件托起一定高度，喷涂工作完成时，整个装置下降至喷涂传动带的下方并与工件分离。

UV固化***4由远红外流平通道，传送皮带及一排LED灯组成。皮带位于远红外流通道的底部，LED灯位于远红外流平通道的顶部，工件喷涂完毕，经由喷涂传送带输送至UV固化***的皮带上，通过远红外流通道，完成涂层的烘干固化，然后经由下料机构5完成家具的喷涂。

下料机构5由于位于喷涂房外，工作环境良好，由一排简单的长滚筒与传送带架组成。

参见图5，本发明的喷涂生产线的家具喷涂方法，以柜子工件2400为案例，其特征在于包括以下步骤：

1．首先将已经进行过前处理的家具通过上料机构1将工件传送至喷涂房3内的喷涂传送带2上，采用2~3•m/min的流水线速度来输送工件。

2．等工件到达短滚筒传送带的中间指定位置时，传送带停止运动。

3．中间的电动升降机构开始运作，将旋转平台跟工件托盘2609缓慢抬起，当托盘底部接触工件2400时，减缓升降台2600的运行速度，使工件的提升更加的平稳，当工件到达指定位置时，电动升降机停止运动。

4．喷涂机器人2100开始工作，机器人的喷枪对工件进行上下往复喷涂。

5．当工件一面喷涂完毕时，机器人2100的喷枪后退一步，旋转平台带动工件缓慢旋转一个90度工位，然后机器人继续对工件进行往复喷涂，如此往复4个工位，家具的四个侧面皆喷涂完毕。根据工件喷涂要求，可自行设定工件往复喷涂次数。

6．喷涂完毕后，升降台开始工作，缓慢下降知道托盘与工件脱离。

7．再次启动传动带，两排短滚筒2206带动工件运动，传送至长滚筒传送带，再经由喷涂传送带2传出喷涂房3，进入UV固化通道4进行烘干固化。

8．在下料传送机构5上直接冷却，通过搬运机器人搬运至相关位置，完成后续的处理工作。

柜子2300和椅子2500等的喷涂方法类似柜子2400的喷涂方法，此处不再赘述。

Claims (5)

1.一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：包括依次首尾相连的上料机构、喷涂传送带、UV固化***、下料机构，其中喷涂传送带设置在喷涂房内，喷涂传送带为滚筒传送带形式，上料机构一端进入喷涂房内并承接于喷涂传送带一端，UV固化***的进口端进入喷涂房内并承接于喷涂传送带另一端，下料机构一端承接UV固化***的出口端，喷涂房内位于喷涂传送带一侧设有喷涂机器人形成喷涂工位，喷涂传送带中间对应喷涂工位位置设有挖空形式的矩形空间，并在矩形空间对应的喷涂房地面上设有旋转升降装置；中型家具通过上料机构运输至喷涂房内的喷涂传送带中间矩形空间位置，由喷涂机器人对中型家具进行喷涂，同时由旋转升降装置带动中型家具升降运动，喷涂完成后中型家具由喷涂传送带运输至UV固化***进口端，在UV固化***中实现UV固化，UV固化后的中型家具由UV固化***运输至下料机构下料。

2.根据权利要求1所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述上料机构为滚筒传送带。

3.根据权利要求1所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述喷涂传送带包括一对呈左右对称且相互平行的传送带长导轨，两传送带长导轨前段之间、后段之间分别转动安装有多个传送带长滚筒，由前、后段的传送带长滚筒分别对应构成前、后段传送带长工作面，前、后段传送带长工作面中其中一段的端部承接上料机构，前、后段传送带长工作面中另一段的端部承接UV固化***的进口端，前、后段传送带长工作面之间的空间中设有一对呈左右对称且相互平行的传送带短导轨，每个传送带短导轨与前、后段传送带长工作面之间空间中同侧的传送带长导轨之间分别转动安装有多个短滚筒，由每侧多个短滚筒分别构成传送带短工作面，传送带短导轨及传送带长滚筒之间围成的空间即为矩形空间，旋转升降装置设置在该矩形空间下方的喷涂房地面上。

4.根据权利要求3所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：每个传送带长滚筒、传送带短滚筒分别各自通过中心转轴转动安装在对应位置，中心转轴转动安装在每侧传送带长导轨的一端分别固定有滚筒链轮，各个中心转轴同侧方向一端的滚筒链轮之间通过滚筒链条传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种面向中型组装类家具的机器人自动化喷涂生产线转移工位装置，其特征在于：所述旋转升降装置包括升降机构、旋转平台及托盘，其中旋转平台为伺服旋转平台，升降机构为伺服电动升降台，旋转平台整体安装在升降机构的升降运动件上，托盘安装在旋转平台的旋转运动件上，由升降机构带动旋转平台、托盘整体升降，并且升降机构可带动旋转平台、托盘整体上升至托盘穿过矩形空间并位于矩形空间上方，由旋转平台带动托盘旋转。