一种多维度自动喷涂机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多维度自动喷涂机器人，包括用于放置工件的工件座体、位于工件座体下部外围的底板腔、绕工件座体间距设置的吸雾桶以及向下垂入吸雾桶围合的喷气范围内的多维喷漆臂；所述工件座体可通过升降和转动调节工件的高低位置和朝向角度；该多维度自动喷涂机器人主要利用集成的压电陶瓷通电后的形变实现多维喷漆臂的多维角度变化，从而控制喷漆头具有灵活的喷漆角度，且该角度变化无需传统的多关节合成，直接通过压电陶瓷块的变化集成即可，能够满足各种产品的自动喷涂需求，且结构简单，不易发生故障，即使发生故障也只可能是压电陶瓷块损坏，简单快速的用标准件替换即可排除故障，制造成本和维修成本都极低。制造成本和维修成本都极低。制造成本和维修成本都极低。

【技术实现步骤摘要】
一种多维度自动喷涂机器人


[0001]本专利技术涉及喷涂
，具体为一种多维度自动喷涂机器人。

技术介绍

[0002]喷涂作业在现今几乎需要应用在各行各业的产品中，采用手工喷涂作业一方面难以做到涂层的均匀性，难以保持喷涂质量的稳定性，另一方面由于漆液对人体会产生极大的伤害，采用手工喷涂的方式会对操作人员的身体造成极大的危害。
[0003]因此，采用自动喷涂技术成为市场的趋势，需要喷涂的工件通常形状规格多种多样，现有的自动喷涂机器人一般采用机械臂的方式，通过多个关节连接臂体，通过关节的转动实现端部喷漆头的朝向变化；但现有的喷涂机器人若需要达到多角度的喷涂则需要较多的关节，每个关节需要不同的电机驱动，因此体积庞大，动作速度慢，机械结构众多且复杂易发生故障，且制造成本和维修成本均非常高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种多维度自动喷涂机器人，该多维度自动喷涂机器人主要利用集成的压电陶瓷通电后的形变实现多维喷漆臂的多维角度变化，从而控制喷漆头具有灵活的喷漆角度，且该角度变化无需传统的多关节合成，直接通过压电陶瓷块的变化集成即可，能够满足各种产品的自动喷涂需求，且结构简单，不易发生故障，即使发生故障也只可能是压电陶瓷块损坏，简单快速的用标准件替换即可排除故障，制造成本和维修成本都极低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种多维度自动喷涂机器人，包括用于放置工件的工件座体、位于工件座体下部外围的底板腔、绕工件座体间距设置的吸雾桶以及向下垂入吸雾桶围合的喷气范围内的多维喷漆臂；所述工件座体可通过升降和转动调节工件的高低位置和朝向角度；所述多维喷漆臂由前端至后端包括喷漆头、可控弯曲体以及固定设置的后接管；所述可控弯曲体由内至外依次包括弹性出漆管、弹性拉力管、可弯曲套管以及集成压电陶瓷管体；所述集成压电陶瓷管体包括多块扇形压电陶瓷块；多块扇形压电陶瓷块拼接成圆环体；所述圆环体套设在可弯曲套管外，多个圆环体沿可弯曲套管纸箱方向依次堆叠成集成压电陶瓷管体；任一扇形压电陶瓷块分别由一电路控制通断电；所述扇形压电陶瓷块通电后沿其上下两端面伸长；通过控制器根据预设参数控制对应的扇形压电陶瓷块伸长即可控制可控弯曲体的弯曲方向和弯曲角度；所述弹性出漆管后端连通加压出漆装置；所述弹性拉力管前后端分别与喷漆头和后接管连接，并在可控弯曲体弯曲形变过程中提供预紧拉力。
[0007]其中，所述可弯曲套管由多个套筒依次套接而成；所述套筒前半部分为直径较小的小径部，后半部分为直径较大的大径部；所述小径部的外径小于大径部的内径；相邻两套筒的小径部与大径部套接；所述小径部前端外圆周面向外凸出一第一止挡环；所述大径部前端内圆周面向外凸出一第二止挡环；在两相邻套筒可沿轴向进行一定程度的伸缩，且可沿径向进行一定程度的弯折，且在套接后，所述第一止挡环与第二止挡环相互止挡避免两
相邻套筒脱离；所述弹性拉力管粘附在可弯曲套管内圆周壁。
[0008]其中，所述套筒外分别固定套设有圆环；所述扇形压电陶瓷块内弧壁对应圆环设置有凹槽；所述扇形压电陶瓷块通过凹槽与圆环的嵌配固定在套筒外。
[0009]其中，所述工件座体包括底座、转动设置在底座上的转座、竖直设置在转座中心上的升降杆、固定设置在升降杆上端的顶座以及设置在顶座上的夹具；所述转座外圆周上固定套设有齿环，一固定在底座上的伺服电机通过齿轮驱动齿轮转动。
[0010]其中，所述底板腔包括上板、下板以及由上板和下板围合而成的下吸漆腔；所述上板为多通孔结构；一第一外部抽气机通过下抽气管为下吸漆腔提供负压，所述下抽气管上设置有第一漆液过滤分离装置。
[0011]其中，所述吸雾桶包括外桶壁、内桶壁以及由外桶壁和内桶壁围合而成的侧吸漆腔；所述内桶壁由密集排列的圆环体构成；所述圆环体包括内圈和外圈；所述内圈与外圈围合成环形吸气缝；所述吸气缝向侧吸漆腔延伸并形成一围合的环形吸漆腔；各所述环形吸漆腔分别通过吸气分管连通吸气主管；所述吸气主管连通一第二外部抽气机；一第三外部抽气机通过侧抽气管为侧吸漆腔提供负压；所述侧抽气管以及吸气主管上分别设置有第二漆液过滤分离装置和第三漆液过滤分离装置。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术结构科学合理，使用安全方便：
[0013]1、本专利技术的多维度自动喷涂机器人主要利用集成的压电陶瓷通电后的形变实现多维喷漆臂的多维角度变化，从而控制喷漆头具有灵活的喷漆角度，且该角度变化无需传统的多关节合成，直接通过压电陶瓷块的变化集成即可，能够满足各种产品的自动喷涂需求，且结构简单，不易发生故障，即使发生故障也只可能是压电陶瓷块损坏，简单快速的用标准件替换即可排除故障，制造成本和维修成本都极低。
[0014]2、本专利技术将多个扇形压电陶瓷块在径向上拼接成环状，然后将多个环状在轴向上延伸拼接成管状，即实现了成管状阵列，而扇形压电陶瓷块通电后的形变方向为轴向方向，因此通过分别控制每个扇形压电陶瓷块的通断电就可控制每个扇形压电陶瓷块是否在轴向上伸长，甚至伸长的尺寸，不过为了简化控制难度，因此可以固定通电电压大小，使每个扇形压电陶瓷块作为标准件在通电时伸长尺寸相同，仅依靠数量的倍数控制整体伸长量，由于不同位置的伸长量不同，因此整个多维喷漆臂不仅可以实现任意方向的弯曲，甚至还可实现S形或螺旋形弯曲，不过一般不需要复杂的弯曲形式；因此相比传统的多关节机械臂形式，本申请的多维喷漆臂不仅角度变化更加灵活多样，控制系统的计算方式和过程更加简单，而且能够保持同样甚至更高的控制精度。
[0015]3、本专利技术利用具有大小径部的套筒依次套接的方式，不仅能够从外部对扇形压电陶瓷块起到良好的刚性支撑，从内部对弹性出漆管起到良好的支撑作用，而且其具有一定角度的被动弯曲能力，还具有一定范围内的伸缩能力；能够辅助和支持集成压电陶瓷管体的各角度弯曲能力；同时与弹性拉力管配合，不仅能够对可弯曲套管施加均匀且稳定的拉力，从而保障可弯曲套管的姿态稳定，而且因此能够保障扇形压电陶瓷块在轴向上的相互挤压力，从而确保集成压电陶瓷管体的姿态稳定性。
[0016]4、本专利技术的工件座体能够实现对工件的升降和转动角度的精确控制，在配合多维喷漆臂，能够实现在简化多维喷漆臂动作机构的情况下实现对工件完整和全面的喷涂作业。
[0017]5、本专利技术的底板腔和吸雾桶能够及时吸附在空气中逸散的漆雾，一方面保障车间内的环境状态，另一方面能够过滤回收漆液，从而提高漆液的利用率，减少浪费和污染排放，有助于生产安全和环境保护。
[0018]6、本专利技术的吸雾桶的内桶壁采用了多个环形吸气缝围合成的进气孔洞，环形吸气缝通过单独抽气形成了环形围合的高速进气膜，使吸雾桶围合空间内大量空气携带漆雾被连带从环形吸气缝围合的孔洞中吸入侧吸漆腔，结合侧吸漆腔本身通过第三外部抽气机抽气形成负压，利用气流引射及空气放大原理实现吸雾桶的超强吸雾效果，从而保障漆雾的吸收效果。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维度自动喷涂机器人，其特征在于：包括用于放置工件的工件座体(1)、位于工件座体(1)下部外围的底板腔(2)、绕工件座体(1)间距设置的吸雾桶(3)以及向下垂入吸雾桶(3)围合的喷气范围内的多维喷漆臂(4)；所述工件座体(1)可通过升降和转动调节工件的高低位置和朝向角度；所述多维喷漆臂(4)由前端至后端包括喷漆头(41)、可控弯曲体(42)以及固定设置的后接管(43)；所述可控弯曲体(42)由内至外依次包括弹性出漆管(421)、弹性拉力管(425)、可弯曲套管(422)以及集成压电陶瓷管体(423)；所述集成压电陶瓷管体(423)包括多块扇形压电陶瓷块(424)；多块扇形压电陶瓷块(424)拼接成圆环体；所述圆环体套设在可弯曲套管(422)外，多个圆环体沿可弯曲套管(422)纸箱方向依次堆叠成集成压电陶瓷管体(423)；任一扇形压电陶瓷块(424)分别由一电路控制通断电；所述扇形压电陶瓷块(424)通电后沿其上下两端面伸长；通过控制器根据预设参数控制对应的扇形压电陶瓷块(424)伸长即可控制可控弯曲体(42)的弯曲方向和弯曲角度；所述弹性出漆管(421)后端连通加压出漆装置(5)；所述弹性拉力管(425)前后端分别与喷漆头(41)和后接管(43)连接，并在可控弯曲体(42)弯曲形变过程中提供预紧拉力。2.如权利要求1所述的一种多维度自动喷涂机器人，其特征在于：所述可弯曲套管(422)由多个套筒(426)依次套接而成；所述套筒(426)前半部分为直径较小的小径部(427)，后半部分为直径较大的大径部(428)；所述小径部(427)的外径小于大径部(428)的内径；相邻两套筒(426)的小径部(427)与大径部(428)套接；所述小径部(427)前端外圆周面向外凸出一第一止挡环(429)；所述大径部(428)前端内圆周面向外凸出一第二止挡环(430)；在两相邻套筒(426)可沿轴向进行一定程度的伸缩，且可沿径向进行一定程度的弯折，且在套接后，所述第一止挡环(429)与第二止挡环(430)相互止挡避免两相邻套筒(426)脱离；所述弹性拉力管(425)粘附在可弯曲套管(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈恭，
申请(专利权)人：厦门永东丰机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：