CN116197070A - 一种板式工件自动化往复喷涂设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷涂的技术领域，特别是涉及一种板式工件自动化往复喷涂设备，其无需人工协助，能够实现对板式工件全方位的自动喷涂，提升喷涂效率；包括：底箱，底箱上对称安装有两组支架，每组支架上均转动安装有摆臂，两个摆臂之间安装有直线往复驱动机构；直线往复驱动机构上安装有喷嘴，直线往复驱动机构用于驱动喷嘴在两个摆臂之间往复移动；每组支架上还设置有夹具，两组夹具用于对工件进行夹紧定位并且能够驱动工件水平移动，工件移动路线与喷嘴的移动路线垂直；底箱上还安装有上料机构，上料机构用于将工件升高至两组夹具之间，并且还用于调整工件的角度。

Description

一种板式工件自动化往复喷涂设备

技术领域

本发明涉及喷涂的技术领域，特别是涉及一种板式工件自动化往复喷涂设备。

背景技术

板式家具工件在出厂前均需要进行喷漆处理，例如实木门、橱柜门、工艺品、装饰板、硅酸钙板、水泥纤维板等，在喷漆处理时要对板式工件的两个平面和四个侧边进行喷涂水性油漆和氟碳漆等漆料。

现有的喷涂设备需要人工协助作业，例如在喷涂完其中一个端面后，需要人工调整工件的方位角度，再进行另一个端面的喷涂，耗时较长，导致喷涂效率低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种无需人工协助，能够实现对板式工件全方位的自动喷涂，提升喷涂效率的板式工件自动化往复喷涂设备。

本发明的一种板式工件自动化往复喷涂设备，包括：

底箱，所述底箱上对称安装有两组支架，每组支架上均转动安装有摆臂，两个摆臂之间安装有直线往复驱动机构；所述直线往复驱动机构上安装有喷嘴，所述直线往复驱动机构用于驱动喷嘴在两个摆臂之间往复移动；

每组支架上还设置有夹具，两组所述夹具用于对工件进行夹紧定位并且能够驱动工件水平移动，工件移动路线与喷嘴的移动路线垂直；所述底箱上还安装有上料机构，所述上料机构用于将工件升高至两组夹具之间，并且还用于调整工件的角度。

进一步地，所述底箱内部安装有压力罐、高压管路、空气压缩机和控制装置；压力罐用于存储喷涂用涂料；高压管路用于将涂料从压力罐中输送到喷嘴；空气压缩机用于提供空气压力将涂料由喷嘴雾化压出；控制装置用于调整喷涂的压力、涂料流量和气流。

进一步地，所述直线往复驱动机构上还安装有检测模块，所述检测模块与喷嘴同步移动，所述检测模块用于检测喷涂的厚度和均匀性。

进一步地，两组摆臂之间设置有两组直线往复驱动机构，每组直线往复驱动机构上均安装有喷嘴和安装板。

进一步地，所述支架由第一机座和第二机座组成，所述摆臂上同轴设置有轴管，所述轴管为空心轴，所述轴管转动安装在第二机座上，所述轴管上同轴套设有被动齿轮，所述第一机座上固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出端安装有主动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮啮合传动。

进一步地，所述第一机座上还固定安装有第一直线气缸，所述第一直线气缸输出端的气缸杆同轴穿过轴管伸入至两个摆臂之间，所述夹具固定安装在气缸杆上，其中两个第一直线气缸采用同一控制器进行伸缩控制。

进一步地，所述夹具包括固定安装在气缸杆上的安装架，所述安装架上滑动安装有压板，所述安装架上安装有丝杠螺母副，所述丝杠螺母副用于驱动压板移动。

进一步地，所述上料机构包括固定安装在底箱内部的第二直线气缸，所述第二直线气缸的输出端固定安装有旋转气缸，所述旋转气缸的输出端固定安装有承料板。

进一步地，所述承料板上固定设置有限位板，所述限位板的中部贯穿设置有通槽，用于供压板穿过并压紧在工件的侧端面上。

进一步地，其中所述检测模块采用辐射传感器和光学传感器搭配检测。

与现有技术相比本发明的有益效果为：上料机构将工件升高至两组夹具之间，再控制两组夹具将工件夹紧固定使工件保持水平，并控制上料机构下降；同时控制两个摆臂同步旋转，使喷嘴正好位于工件正上方；控制喷嘴往复移动的同时并对工件的上端面进行喷涂，在喷嘴单向移动行程结束后控制两组夹具带动工件纵向移动一定距离，使上端面未喷涂到部位处于喷嘴的正下方，直至将工件的上端面完全喷涂均匀；之后再控制两个摆臂同步旋转90度使喷嘴位于工件的正后方，并控制喷嘴对工件的后方侧端面进行喷涂；然后再控制两个摆臂同步旋转90度，使喷嘴位于工件的正下方并重复上述过程，完成对工件下端面的喷涂；再次控制两个摆臂同步旋转90度使喷嘴位于工件的正前方，并控制喷嘴对工件的前方侧端面进行喷涂；之后是两个摆臂转至水平，并控制上料机构升高对工件进行承托，同时带动工件旋转90度，使工件未进行喷涂的两个侧端面转至与喷嘴移动路线平行，与上述喷涂前后侧端面的步骤相同，使喷嘴对未进行喷涂的两个侧端面进行喷涂；通过上述设置，在工件单个端面的喷涂过程中，喷嘴与工件端面之间的垂直距离始终相同，从而能够保证喷涂后端面漆料厚度的均匀性；同时，本发明的喷涂设备在对工件的四个面喷涂完成后，通过上料机构对工件进行角度调节，使另外两个未喷涂的侧面裸露出来并进行喷涂，从而完成板件六个面的喷涂作业，无需人工协助，能够实现对板式工件全方位的自动喷涂，提升喷涂效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明未安装密封罩的结构示意图；

图3是丝杠与丝杠螺母等结构连接的放大示意图；

图4是喷嘴与检测模块等结构连接的放大示意图；

图5是第一机座与第二机座等结构连接的放大示意图；

图6是图5的正视图；

图7是上料机构的结构放大示意图；

图8是图7的结构仰视图；

附图中标记：1、底箱；2、密封罩；3、支架；4、摆臂；5、直线往复驱动机构；6、喷嘴；7、夹具；8、上料机构；9、工件；10、丝杠；11、丝杠螺母；12、导杆；13、第一伺服电机；14、安装板；15、检测模块；16、第一机座；17、第二机座；18、轴管；19、第一直线气缸；20、气缸杆；21、安装架；22、压板；23、丝杠螺母副；24、第二伺服电机；25、第三伺服电机；26、主动齿轮；27、被动齿轮；28、第二直线气缸；29、旋转气缸；30、承料板；31、限位板；32、通槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

如图1至图8所示，本发明的一种板式工件自动化往复喷涂设备，包括：

底箱1，底箱1上对称安装有两组支架3，每组支架3上均转动安装有摆臂4，两个摆臂4之间安装有直线往复驱动机构5；直线往复驱动机构5上安装有喷嘴6，直线往复驱动机构5用于驱动喷嘴6在两个摆臂4之间往复移动；

每组支架3上还设置有夹具7，两组夹具7用于对工件9进行夹紧定位并且能够驱动工件9水平移动，工件9移动路线与喷嘴6的移动路线垂直；底箱1上还安装有上料机构8，上料机构8用于将工件9升至两组夹具7之间，并且在工件9两个端面和前后侧端面喷涂完成后，调整工件9的角度使两个未喷涂的侧端面转至与喷嘴6移动路线平行。

具体的，底箱1内部安装有压力罐、高压管路、空气压缩机和控制装置；压力罐用于存储喷涂用涂料；高压管路用于将涂料从压力罐中输送到喷嘴6；空气压缩机用于提供稳定的空气压力，以帮助将涂料均匀喷洒；控制装置用于调整喷涂的压力、涂料流量和气流等参数，以实现最佳的喷涂效果。

底箱1上还安装有密封罩2，密封罩2将支架3与摆臂4等结构密封罩设，通过在底箱1上安装密封罩2能够避免喷涂时产生的粉尘、气体、雾霾等物质对操作人员和周围环境的危害；密封罩2可以有效地防止有害物质扩散到周围空气中，保持室内空气清新；此外，密封罩2还可以减少噪音、防止外界杂质、隔离高温等特性，提高喷涂效果，保护设备及操作人员的安全；因此，在使用喷涂设备时，使用密封罩2是非常必要的。

在本实施例中，将需要进行喷涂的工件9放置在上料机构8上，上料机构8将工件9升高至两组夹具7之间，再控制两组夹具7同步靠近将工件9夹紧固定使工件9保持水平，并控制上料机构8下降；同时控制两个摆臂4同步旋转，使两个摆臂4转至与工件9垂直，此时喷嘴6正好位于工件9正上方；控制喷嘴6往复移动的同时并对工件9的上端面进行喷涂，在喷嘴6单向移动行程结束后控制两组夹具7带动工件9纵向移动一定距离，使上端面未喷涂到部位处于喷嘴6的正下方，直至将工件9的上端面完全喷涂均匀；之后再控制两个摆臂4同步旋转90度使喷嘴6位于工件9的正后方，并控制喷嘴6对工件9的后方侧端面进行喷涂；然后再控制两个摆臂4同步旋转90度，使喷嘴6位于工件9的正下方并重复上述过程，完成对工件9下端面的喷涂；再次控制两个摆臂4同步旋转90度使喷嘴6位于工件9的正前方，并控制喷嘴6对工件9的前方侧端面进行喷涂；之后是两个摆臂4转至水平，并控制上料机构8升高对工件9进行承托，同时带动工件9旋转90度，使工件9未进行喷涂的两个侧端面转至与喷嘴6移动路线平行，与上述喷涂前后侧端面的步骤相同，使喷嘴6对未进行喷涂的两个侧端面进行喷涂；通过上述设置，在工件单个端面的喷涂过程中，喷嘴与工件端面之间的垂直距离始终相同，从而能够保证喷涂后端面漆料厚度的均匀性；同时，本发明的喷涂设备在对工件的四个面喷涂完成后，通过上料机构对工件进行角度调节，使另外两个未喷涂的侧面裸露出来并进行喷涂，从而完成板件六个面的喷涂作业，无需人工协助，能够实现对板式工件全方位的自动喷涂，提升喷涂效率。

其中，直线往复驱动机构5采用丝杠螺母副或线性电机等直线进给机构，上述直线进给机构仅仅是较为典型的驱动机构，其他能够被利用的驱动机构也均在本发明的保护范围内；下面以丝杠螺母副为例进行介绍说明，如图3所示，直线往复驱动机构5包括转动安装在两个摆臂4之间的丝杠10，其中一个摆臂4上固定安装有第一伺服电机13，用于驱动丝杠10沿自身轴线旋转；两个摆臂4之间还固定安装有导杆12，导杆12与丝杠10轴线平行，丝杠10上螺装套设有丝杠螺母11，丝杠螺母11还滑动安装在导杆12上，喷嘴6固定安装在丝杠螺母11上；在本实施例中，通过控制第一伺服电机13正反转，在丝杠螺母副的传动作用下，便于驱动喷嘴6往复移动以及控制喷嘴6的进给距离。

进一步地，为了提升喷涂的均匀性，如图4所示，安装板14上还固定安装有检测模块15，检测模块15与喷嘴6同步移动，检测模块15用于检测喷涂的厚度和均匀性；其中检测模块15采用辐射传感器或光学传感器；辐射传感器可以检测涂层的密度和厚度，光学传感器能够检测颜色和光泽度；当然两种传感器也可以结合使用，能够更加全面地检测涂层的质量；

具体的，辐射传感器可以检测被测物体表面的辐射能量，利用反射辐射的能量来计算喷涂的厚度和均匀性；光学传感器通过检测反射或透过被测物体的光，来测量其厚度和均匀性；在喷涂过程中，光学传感器通过照射喷涂后表面的光，然后检测反射的光线强度，再计算得到喷涂的厚度和均匀性。

具体如何控制摆臂4旋转的，如图5和图6所示，支架3由第一机座16和第二机座17组成，摆臂4上同轴设置有轴管18，轴管18为空心轴，轴管18转动安装在第二机座17上，轴管18上同轴套设有被动齿轮27，第一机座16上固定安装有第三伺服电机25，第三伺服电机25的输出端安装有主动齿轮26，主动齿轮26与被动齿轮27啮合传动；在本实施例中，通过控制两个第三伺服电机25同步旋转，在齿轮传动作用下，带动两个轴管18同步旋转，从而实现控制两个摆臂4同步旋转。

进一步的，第一机座16上还固定安装有第一直线气缸19，第一直线气缸19输出端的气缸杆20同轴穿过轴管18伸入至两个摆臂4之间，夹具7固定安装在气缸杆20上，其中为了保证两组夹具7相对移动的同步性，两个第一直线气缸19采用同一控制器进行伸缩控制；更为具体的，夹具7包括固定安装在气缸杆20上的安装架21，安装架21上滑动安装有压板22，压板22始终保持水平，压板22用于抵住工件9的侧端，安装架21上安装有丝杠螺母副23和第二伺服电机24，第二伺服电机24用于为丝杠螺母副23提供动力，丝杠螺母副23用于驱动压板22移动；

在本实施例中，通过控制两个第一直线气缸19同步伸长，使两个压板22将工件9夹紧固定，实现对工件9横向方向上的定位；通过控制两个第二伺服电机24同步正反转，使两组丝杠螺母副23分别带动两个压板22同步移动，从而带动工件9在纵向方向上水平移动，在对工件9上下端面喷涂时，实现对喷涂位置的纵向进给调整。

具体而言，上料机构8包括固定安装在底箱1内部的第二直线气缸28，第二直线气缸28的输出端穿过底箱1伸出至两组支架3之间，第二直线气缸28的输出端固定安装有旋转气缸29，旋转气缸29的输出端固定安装有承料板30；通过第二直线气缸28控制承料板30升降，通过旋转气缸29控制承料板30定向旋转，即可实现上料机构8对工件9的上下料，以及中途的方向调转；

更为具体的，为了保证工件9的纵向定位，如图7所示，承料板30上固定设置有限位板31，限位板31的中部贯穿设置有通槽32，用于在调转工件9方向后，供压板22穿过压紧在工件9的侧端面上；通过设置限位板31，在人工将工件9放置在承料板30上时，使工件9的贴合在限位板31上，对工件9的纵向进行定位，随后工件9被同步相对靠近的两个压板22夹紧，实现横向定位，从而完成对工件9的上料定位。

本发明的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其在工作过程中包括以下使用步骤：

S1、将工件9放置在承料板30上时，使工件9的贴合在限位板31的内壁上，对工件9进行纵向定位；

S2、控制第二直线气缸28升高，直至工件9位于两个压板22之间；

S3、同步控制两个第一直线气缸19伸长，使两个第一直线气缸19分别带动安装架21等结构相对靠近，直至两个压板22压紧在工件9的左右两侧端面上；

S4、控制第二直线气缸28下降，下降至不影响摆臂4旋转；

S5、同步控制两个第三伺服电机25启动，在齿轮传动作用下，控制两个摆臂4同步旋转90度，至喷嘴6位于工件9正上方；

S6、控制第一伺服电机13启动，带动喷嘴6移动，同时启动底箱1内部的空气压缩机，使涂料由喷嘴6喷涂在工件9的上端面，在喷嘴6移动单程结束后，控制两个第二伺服电机24同步启动，在丝杠螺母副23的带动下，使工件9纵向进给一定距离，使工件9上端面未喷涂到的部位处于喷嘴6正下方，并控制第一伺服电机13反转使喷嘴6回程，并在回程中对喷嘴6正下方的部位进行喷涂，依次重复上述过程，直至将工件9上端面完成喷涂；

S7、控制两个第三伺服电机25启动，进一步的控制两个摆臂4同步旋转90度，至喷嘴6位于工件9正后方；

S8、控制第一伺服电机13启动，带动喷嘴6移动，同时启动底箱1内部的空气压缩机，使涂料由喷嘴6喷涂在工件9的后方侧端面上，喷嘴6移动单程即可完成对侧端面的喷涂；

S9、控制两个第三伺服电机25启动，进一步的控制两个摆臂4同步旋转90度，至喷嘴6位于工件9正下方，并重复S6步骤，完成对工件9下端面的喷涂；

S10、控制两个第三伺服电机25启动，进一步的控制两个摆臂4同步旋转90度，至喷嘴6位于工件9正前方，并重复S8步骤，完成对工件9前方侧端面的喷涂；

S11、控制摆臂4复位至水平，同时控制第二直线气缸28伸长，使承料板30对工件9进行承接，并控制两个第一直线气缸19收缩，解除对工件9的夹紧固定；

S12、控制旋转气缸29带动承料板30和工件9旋转90度，使工件9未进行喷涂的两个侧端转至与喷嘴6行进路线平行，并再次控制第一直线气缸19对工件9进行夹紧固定；

S13、重复S7、S8步骤，对此状态下工件9的后方侧端面进行喷涂作业；

S14、控制两个第三伺服电机25启动，进一步的控制两个摆臂4同步旋转180度，至喷嘴6位于工件9正前方，并重复S8步骤，对此状态下工件9的前方侧端面进行喷涂作业；

S15、控制第一直线气缸19解除对工件9的夹紧固定，并控制第二直线气缸28收缩复位，完成对工件9的全面喷涂作业；同时控制旋转气缸29复位，以便于人工下次上料定位。

为了进一步地提升喷涂效率，两组摆臂4之间设置有两组直线往复驱动机构5，每组直线往复驱动机构5上均安装有喷嘴6和安装板14，工件9位于两组直线往复驱动机构5之间，当其中一组喷嘴6位于工件9正上方时，另一组喷嘴6位于工件9正下方；相较于上述喷涂过程中，只需要对上端面的喷涂时长，即可实现工件9双面喷涂，对于工件9四个侧端面的喷涂作业也同样适用；能够进一步的缩短喷涂时间，提升喷涂效率；

更为具体的是，两组直线往复驱动机构5之间的相对距离可调，具体可以采用丝杠螺母副进行位置调节，以便于设备能够适用于不同宽度的工件9进行喷涂作业。

本发明的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，包括：

底箱（1），所述底箱（1）上对称安装有两组支架（3），每组支架（3）上均转动安装有摆臂（4），两个摆臂（4）之间安装有直线往复驱动机构（5）；所述直线往复驱动机构（5）上安装有喷嘴（6），所述直线往复驱动机构（5）用于驱动喷嘴（6）在两个摆臂（4）之间往复移动；

每组支架（3）上还设置有夹具（7），两组所述夹具（7）用于对工件（9）进行夹紧定位并且能够驱动工件（9）水平移动，工件（9）移动路线与喷嘴（6）的移动路线垂直；所述底箱（1）上还安装有上料机构（8）；

所述上料机构（8）包括固定安装在底箱（1）内部的第二直线气缸（28），所述第二直线气缸（28）的输出端固定安装有旋转气缸（29），所述旋转气缸（29）的输出端固定安装有承料板（30）。

2.如权利要求1所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述底箱（1）内部安装有压力罐、高压管路、空气压缩机和控制装置；压力罐用于存储喷涂用涂料；高压管路用于将涂料从压力罐中输送到喷嘴（6）；空气压缩机用于提供空气压力将涂料由喷嘴（6）雾化压出；控制装置用于调整喷涂的压力、涂料流量和气流。

3.如权利要求2所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述直线往复驱动机构（5）上还安装有检测模块（15），所述检测模块（15）与喷嘴（6）同步移动，所述检测模块（15）用于检测喷涂的厚度和均匀性。

4.如权利要求3所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，两组摆臂（4）之间设置有两组直线往复驱动机构（5），每组直线往复驱动机构（5）上均安装有喷嘴（6）和安装板（14）。

5.如权利要求1所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述支架（3）由第一机座（16）和第二机座（17）组成，所述摆臂（4）上同轴设置有轴管（18），所述轴管（18）为空心轴，所述轴管（18）转动安装在第二机座（17）上，所述轴管（18）上同轴套设有被动齿轮（27），所述第一机座（16）上固定安装有第三伺服电机（25），所述第三伺服电机（25）的输出端安装有主动齿轮（26），所述主动齿轮（26）与被动齿轮（27）啮合传动。

6.如权利要求5所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述第一机座（16）上还固定安装有第一直线气缸（19），所述第一直线气缸（19）输出端的气缸杆（20）同轴穿过轴管（18）伸入至两个摆臂（4）之间，所述夹具（7）固定安装在气缸杆（20）上，其中两个第一直线气缸（19）采用同一控制器进行伸缩控制。

7.如权利要求6所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述夹具（7）包括固定安装在气缸杆（20）上的安装架（21），所述安装架（21）上滑动安装有压板（22），所述安装架（21）上安装有丝杠螺母副（23），所述丝杠螺母副（23）用于驱动压板（22）移动。

8.如权利要求1所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，所述承料板（30）上固定设置有限位板（31），所述限位板（31）的中部贯穿设置有通槽（32），用于供压板（22）穿过并压紧在工件（9）的侧端面上。

9.如权利要求3所述的一种板式工件自动化往复喷涂设备，其特征在于，其中所述检测模块（15）采用辐射传感器和光学传感器搭配检测。

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