一种机器人用单流量计式数字化喷涂系统技术方案

一种机器人用单流量计式数字化喷涂系统，由进料管路、回料管路、空气管路和控制部分组成，进料管路将涂料从涂料容器输送到自动喷枪进料口，管路中串接数字式流量计和气动比例阀；回料管路将涂料从自动喷枪出料口输送回涂料容器，实现循环供料；空气管路为各气动元器件提供压缩空气，管路中串接电气比例阀；控制部分由上位机和PLC控制器组成，与电气比例阀和流量计分别相连。该系统可实现循环供料模式下自动喷枪的实时流量检测和闭环控制，还具备涂料泵、搅拌器、自动喷枪开关、雾化空气和扇幅空气的远程调节能力，尤其适用于使用枪内循环模式进行供料但不便于人工检测流量或容易出现流量衰减现象的场合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人用单流量计式数字化喷涂系统，属于机器人喷涂设备

技术介绍
目前，工业产品对机器人喷涂的涂层表面质量要求和漆膜厚度精度要求越来越高，普通的恒压式供料系统由于缺乏对流量的监测手段，已经不能满足喷涂机器人对流量控制精度的要求，成为了进一步提高机器人喷涂作业质量的约束瓶颈，因此迫切需要一种能够对喷枪流量进行实时检测与调节的供料系统，现有的喷涂机器人喷枪流量检测、调节的技术基本有以下三种。第一种，人工方法。检测办法是打开喷涂机器人的供料系统，调节调压阀到某指 定压力值，然后关闭喷枪的雾化空气和扇幅空气，打开喷枪，由工作人员手持测量工具(如量筒)在喷枪下接一定时间(如I分钟)，然后读取量筒数值，换算喷枪的单位时间吐出量。进一步的，若需要调节流量，办法是若当前测得流量值偏高，则降低调压阀压力；反之，则提高调压阀压力。上述检测、调节过程需反复进行，直到喷枪流量达到要求为止，然后可以开始喷涂作业。这种方法的缺点显而易见需要大量人工参与，降低了喷涂作业的自动化程度，不利于发挥机器人高效、自动化的特点。而且，对于易沉淀涂料或者长尺寸送料管路来说，涂料容易在管路内发生沉积，引起喷枪流量衰减或不稳定，导致工作人员不得不定期的、反复的监测调节喷枪流量，非常麻烦。第二种，通过计量齿轮泵进行控制。如图I所示，该方法需要采用盲端送料方式，即喷枪只接一根进料管，然后在进料管串接一台计量齿轮泵。齿轮泵的原理是通过齿轮转动带动涂料流动，每转动固定角度送出的涂料量是等同的，因此通过控制齿轮泵的转速即可实现喷枪喷出流量的检测与控制。这种技术的缺点是仅适用于喷枪为盲端的涂料输送系统，若管路设计为循环供料的方式，则会有一部分涂料经由回流管流回涂料容器，导致齿轮泵的输出流量大于喷枪的实际吐出流量。此外，计量齿轮泵系统的造价高昂且易磨损，需要定期标定，使用成本很高。第三种，通过流量计和节流阀进行控制。如图2所示，该方法同样限定喷枪只接一根进料管，然后在进料管上串接节流阀和流量计，当流量计检测到流量有偏差时，控制器通过改变节流阀的开闭度来调节流量。这类方法的缺点与第二类方法相同，即仅适用于喷枪为盲端的管路类型，因为若管路为循环供料类型，则由于一部分涂料由回流管流回涂料容器，流量计所检测出的流量大于喷枪喷出的实际流量。此外，该方法需要把流量计布置在尽可能靠近喷枪的机械臂上，增加了机械臂末端的尺寸和重量，不适用于小型或内表面喷涂机器人。综上所述，目前的喷涂系统中喷枪流量的自动检测和调节均针对盲端供料方式，对于非盲端供料，也就是循环供料方式则束手无策，原因在于在循环供料方式下，喷枪上接有一个回流管，开枪时一部分涂料从喷枪喷口喷出，还有一部分从回料管回流到涂料容器，因此现有的技术手段无法检测出到底有多少涂料从喷枪喷出，也无法进行控制，只能被迫采用人工测量的办法。考虑到对于很多高固体份、大比重、易沉淀涂料来说，经常采用循环供料的方式以防止涂料在管路内发生沉淀。因此，迫切需要开发一种能够对循环供料方式下的自动喷枪流量进行实时、在线检测和闭环控制的喷涂系统，以提高流量检测和调节的自动化程度，提高喷涂机器人的作业质量。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于克服现有的喷涂系统中喷枪流量检测方法存在的缺陷，针对循环供料式的喷涂机器人喷涂系统，提供一种结构简单、计量精确、成本较低的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，使之适用于不便于人工检测、调节流量且必须使用循环供料模式的场合。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于该喷涂系统含有进料管路001、回料管路002、空气管路003和控制部分；进料管路001从涂料容器101中连出，依次连接涂料泵103、过滤器104、稳压器105、调压阀106、气动比例阀107和数字式流量计108，最终连接到自动喷枪109的进料口 ；回料管路002从自动喷枪109的回料口连出，经背压阀110连回到涂料容器101 ；空气管路003从气源201连出，经空气过滤器202后分为六路，第一路经第一电气比例阀203和油雾器209连接到搅拌器102，第二路经第二电气比例阀204后分别连接到涂料泵103和稳压器105，第三路经第三电气比例阀205连接到气动比例阀107，第四路经第四电气比例阀206连接到自动喷枪109的雾化空气入口，第五路经第五电气比例阀207连接到自动喷枪109的扇幅空气入口，第六路经第六电气比例阀208连接到自动喷枪109的开关枪空气入口；控制部分包括含有控制程序的上位机301和PLC控制器302，数字式流量计108通过控制线路与PLC控制器302的脉冲信号采集模块相连，六个电气比例阀分别通过控制线路与PLC控制器302的D/A模块相连，PLC控制器302通过控制线路与上位机301相连。所述的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于上位机301采用工控机或触摸屏。所述的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于数字式流量计108采用本安式数字流量计。所述的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于电气比例阀和PLC控制器302均置于防爆控制柜005内。所述的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于所述涂料泵103采用隔膜泵、活塞泵或齿轮泵。所述的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于所述自动喷枪109采用自动空气喷枪。本技术与已有技术相比，具有以下优点及突出性效果 对于同时接有进料和回料两根涂料管的自动喷枪，仅通过在进料管串接一个流量计即可实现喷枪吐出流量的实时、在线检测，有利于降低喷涂系统的研制成本。进一步地，实现了喷枪流量的闭环控制，大大提高了喷涂系统的流量控制精度，消除了喷涂过程中的流量波动，有利于提高机器人的喷涂质量。此外，本系统还实现了泵、搅拌器、开关枪、雾化空气压力和扇幅空气压力的远程监控和调节，提高了喷涂系统的自动化程度。本技术特别适用于不便于人工检测流量且必须使用枪内循环模式进行供料的场合，以及因使用高固体份、大比重、易沉淀涂料或涂料输送管路过长而容易出现流量衰减现象的场合。附图说明图I是计量齿轮泵式流量测控系统的原理图。图2是“流量计+节流阀”式流量测控系统的原理图。图3是本技术的系统结构示意图。 图中001进料管路；002-回料管路；003-空气管路；004_控制线路；005_防爆柜；006-危险区域标志线；101-涂料容器；102_搅拌器；103_涂料泵；104_涂料过滤器；105_稳压器；106-调压阀；107-气动比例阀；108-数字式流量计；109-自动喷枪；110-背压阀；111-齿轮泵；112-节流阀；201-气源；202_空气过滤器；203_第一电气比例阀；204_第二电气比例阀；205-第三电气比例阀;206_第四电气比例阀;207_第五电气比例阀;208;第六电气比例阀；209-油雾器；301-上位机；302_PLC控制器；303_控制器。具体实施方式以下结合附图对本技术的结构、原理和工作过程进一步说明。I.喷涂系统的具体结构图3为本技术提供的机器人用单流量计式数字化喷涂系统，该喷涂系统由进料管路001、回料管路002、空气管路003和控制部分组成。进料管路001从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人用单流量计式数字化喷涂系统，其特征在于：该喷涂系统含有进料管路(001)、回料管路(002)、空气管路(003)和控制部分；所述进料管路(001)从涂料容器(101)中连出，依次连接涂料泵(103)、过滤器(104)、稳压器(105)、调压阀(106)、气动比例阀(107)和数字式流量计(108)，最终连接到自动喷枪(109)的进料口；所述回料管路(002)从自动喷枪(109)的回料口连出，经背压阀(110)连回到涂料容器(101)；所述空气管路(003)从气源(201)连出，经空气过滤器(202)后分为六路，第一路经第一电气比例阀(203)和油雾器(209)连接到搅拌器(102)，第二路经第二电气比例阀(204)后分别连接到涂料泵(103)和稳压器(105)，第三路经第三电气比例阀(205)连接到气动比例阀(107)，第四路经第四电气比例阀(206)连接到自动喷枪(109)的雾化空气入口，第五路经第五电气比例阀(207)连接到自动喷枪(109)的扇幅空气入口，第六路经第六电气比例阀(208)连接到自动喷枪(109)的开关枪空气入口；所述控制部分包括含有控制程序的上位机(301)和PLC控制器(302)，数字式流量计(108)通过控制线路与PLC控制器(302)的脉冲信号采集模块相连，六个电气比例阀分别通过控制线路与PLC控制器(302)的D/A模块相连，PLC控制器(302)通过控制线路与上位机(301)相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国磊，陈恳，缪东晶，刘召，潘玉龙，杨向东，杨东超，张传清，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：