(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 209006011 U(45)授权公告日 2019.06.21
(21)申请号 201821665199.X(22)申请日 2018.10.13
(73)专利权人 南京吉目希自动化科技有限公司
地址 210032 江苏省南京市浦口区东大路2
号东南大学国家大学科技园B407(72)发明人 张新龙 郭宝琴 张飞鸿 费文强 (51)Int.Cl.
B05B 13/04(2006.01)B05B 15/25(2018.01)B05B 15/00(2018.01)B05B 14/00(2018.01)G09B 25/02(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
权利要求书2页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
一种喷涂机器人工作站
(57)摘要
本实用新型创造提供了一种喷涂机器人工作站，包括机械臂、机械臂控制柜、手持示教器、外部PLC控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台。该喷涂机器人工作站利用手持示教器对机械臂进行实时控制，能够根据现场喷涂需要设定喷涂程序，满足不同对象的喷涂要求。
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权 利 要 求 书
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1.一种喷涂机器人工作站，其特征在于：包括机械臂、机械臂控制柜、手持示教器、外部PLC控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台；机械臂控制柜分别与机械臂的各个关节驱动器以及外部PLC控制柜电连接，用于分别对机械臂的各个关节驱动器进行驱动控制以及与外部PLC控制柜进行连接通信；手持示教器与外部PLC控制柜连接通信；搅拌器安装在搅拌桶上，用于对搅拌桶内液体进行搅拌；喷枪安装在机械臂的末端，且位于工作台的上方；喷枪的进液管通过输液管路与搅拌桶的出液口相连通，隔膜泵串接在输液管路上；喷枪调压阀安装在喷枪的进液管上，用于调节进液管的进液量；空气压缩机的出气口与气源处理器的进气口通过连接气管相连通；气源处理器的出气口与气源总开关的进气口通过连接气管相连通；气源总开关的出气口通过三根连接气管分别与搅拌器的进气口、隔膜泵的进气口以及喷枪的进气口相连通；隔膜泵电磁阀串接在气源总开关的出气口与隔膜泵的进气口之间的连接气管上；喷枪电磁阀和雾化调压阀串接在气源总开关的出气口与喷枪的进气口之间的连接气管上；外部PLC控制柜分别与喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。
2.根据权利要求1所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：手持示教器包括显示屏、微控制器、控制按键、存储器以及电源模块；微控制器分别与显示屏、存储器以及控制按键电连接；微控制器与外部PLC控制柜中的PLC控制器连接通信；电源模块分别为显示屏、微控制器、控制按键以及存储器供电。
3.根据权利要求2所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：手持示教器还包括一个与微控制器电连接的主无线通信模块；在外部PLC控制柜中安装有一个与PLC控制器电连接的从无线通信模块；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信，从而实现微控制器与PLC控制器的连接通信。
4.根据权利要求1所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：外部PLC控制柜包括柜体、设置在柜体顶部的控制按钮以及设置于柜体内的PLC控制器；PLC控制器分别与控制按钮、喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。
5.根据权利要求1所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：搅拌器包括气动马达、搅拌轴以及搅拌叶片；搅拌轴竖向旋转式安装在搅拌桶的顶部；搅拌叶片安装在搅拌轴上，且位于搅拌桶内；气动马达的输出轴与搅拌轴对接安装；搅拌器的进气口即为气动马达的进气口。
6.根据权利要求1所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：工作台位于涂料收集槽中，且涂料收集槽的槽边高于工作台的台面；在涂料收集槽的槽底部设有回收管口；回收管口通过回收管路连通至搅拌桶的顶部回收口上。
7.根据权利要求6所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：在回收管路上串接有过滤器。
8.根据权利要求1所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：机械臂、机械臂控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台均设置于安全围栏内；在安全围栏的前侧围栏上铰接安装有进出门。
9.根据权利要求8所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：安全围栏和进出门均由框架格栅构成，并在框架格栅上均覆盖安装有透明挡板。
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权 利 要 求 书
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10.根据权利要求9所述的喷涂机器人工作站，其特征在于：在安全围栏的上方设有锥形导流罩，在锥形导流罩的锥顶部连通设置有空气过滤管道；空气过滤管道连通至空气净化设备。
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说 明 书一种喷涂机器人工作站
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技术领域
[0001]本发明创造涉及一种机器人工作站，尤其是一种喷涂机器人工作站。
背景技术
[0002]喷涂机器人又叫喷漆机器人，是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，在传统的喷涂流水线上一般是一个机器人负责一类产品的喷涂，当需要不同物件进行喷涂时，需要加装机器人或者更换机器人，无法完成真正的智能化生产线的要求。发明内容
[0003]本发明创造的目的在于：提供一种喷涂机器人工作站，能够根据现场喷涂需要对喷漆机器人进行实时控制，满足不同物件的喷涂要求。[0004]为了实现上述发明创造的目的，本发明创造提供了一种喷涂机器人工作站，包括机械臂、机械臂控制柜、手持示教器、外部PLC控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台；机械臂控制柜分别与机械臂的各个关节驱动器以及外部PLC控制柜电连接，用于分别对机械臂的各个关节驱动器进行驱动控制以及与外部PLC控制柜进行连接通信；手持示教器与外部PLC控制柜连接通信；搅拌器安装在搅拌桶上，用于对搅拌桶内液体进行搅拌；喷枪安装在机械臂的末端，且位于工作台的上方；喷枪的进液管通过输液管路与搅拌桶的出液口相连通，隔膜泵串接在输液管路上；喷枪调压阀安装在喷枪的进液管上，用于调节进液管的进液量；空气压缩机的出气口与气源处理器的进气口通过连接气管相连通；气源处理器的出气口与气源总开关的进气口通过连接气管相连通；气源总开关的出气口通过三根连接气管分别与搅拌器的进气口、隔膜泵的进气口以及喷枪的进气口相连通；隔膜泵电磁阀串接在气源总开关的出气口与隔膜泵的进气口之间的连接气管上；喷枪电磁阀和雾化调压阀串接在气源总开关的出气口与喷枪的进气口之间的连接气管上；外部PLC控制柜分别与喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。[0005]进一步地，手持示教器包括显示屏、微控制器、控制按键、存储器以及电源模块；微控制器分别与显示屏、存储器以及控制按键电连接；微控制器与外部PLC控制柜中的PLC控制器连接通信；电源模块分别为显示屏、微控制器、控制按键以及存储器供电。采用存储器能够方便存储各种喷涂对象的控制程序，从而满足不同喷涂对象的喷涂控制需要。[0006]进一步地，手持示教器还包括一个与微控制器电连接的主无线通信模块；在外部PLC控制柜中安装有一个与PLC控制器电连接的从无线通信模块；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信，从而实现微控制器与PLC控制器的连接通信。利用主无线通信模块与从无线通信模块无线通信从而实现远程无线控制。[0007]进一步地，外部PLC控制柜包括柜体、设置在柜体顶部的控制按钮以及设置于柜体内的PLC控制器；PLC控制器分别与控制按钮、喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。[0008]进一步地，搅拌器包括气动马达、搅拌轴以及搅拌叶片；搅拌轴竖向旋转式安装在
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搅拌桶的顶部；搅拌叶片安装在搅拌轴上，且位于搅拌桶内；气动马达的输出轴与搅拌轴对接安装；搅拌器的进气口即为气动马达的进气口。利用气动马达进行搅拌驱动能够避免过多使用电机，确保喷涂过程中的安全性。[0009]进一步地，工作台位于涂料收集槽中，且涂料收集槽的槽边高于工作台的台面；在涂料收集槽的槽底部设有回收管口；回收管口通过回收管路连通至搅拌桶的顶部回收口上。利用涂料收集槽能够对喷涂过程中挥洒的涂料进行收集，从而节省涂料使用量，防止浪费。
[0010]进一步地，在回收管路上串接有过滤器。采用过滤器能够对回收的涂料进行过滤，防止前期喷涂过程中的杂质进入搅拌桶。[0011]进一步地，机械臂、机械臂控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台均设置于安全围栏内；在安全围栏的前侧围栏上铰接安装有进出门。采用安全围栏能够喷涂机构的实现安全防护。[0012]进一步地，安全围栏和进出门均由框架格栅构成，并在框架格栅上均覆盖安装有透明挡板。采用框架格栅和透明挡板的配合能够实现安全防护的同时便于操作员在外部观察。
[0013]进一步地，在安全围栏的上方设有锥形导流罩，在锥形导流罩的锥顶部连通设置有空气过滤管道；空气过滤管道连通至空气净化设备。利用锥形导流罩和空气净化设备能够对喷涂过程的尾气进行空气净化。[0014]本发明创造的有益效果在于：利用手持示教器对外部PLC控制柜进行实时控制，从而向机械臂控制柜发送相应的控制命令，再由机械臂控制柜对机械臂进行驱动控制，实现了根据现场喷涂需要设定喷涂程序，满足不同对象的喷涂要求；利用雾化调压阀和喷枪调压阀能够分别对雾化气压和涂料液压进行控制，满足适应性调节需要。附图说明
[0015]图1为本发明创造的整体控制结构示意图。
具体实施方式
[0016]如图1所示，本发明创造提供了一种喷涂机器人工作站包括：机械臂、机械臂控制柜、手持示教器、外部PLC控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台；机械臂控制柜分别与机械臂的各个关节驱动器以及外部PLC控制柜电连接，用于分别对机械臂的各个关节驱动器进行驱动控制以及与外部PLC控制柜进行连接通信；手持示教器与外部PLC控制柜连接通信；搅拌器安装在搅拌桶上，用于对搅拌桶内液体进行搅拌；喷枪安装在机械臂的末端，且位于工作台的上方；喷枪的进液管通过输液管路与搅拌桶的出液口相连通，隔膜泵串接在输液管路上；喷枪调压阀安装在喷枪的进液管上，用于调节进液管的进液量；空气压缩机的出气口与气源处理器的进气口通过连接气管相连通；气源处理器的出气口与气源总开关的进气口通过连接气管相连通；气源总开关的出气口通过三根连接气管分别与搅拌器的进气口、隔膜泵的进气口以及喷枪的进气口相连通；隔膜泵电磁阀串接在气源总开关的
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出气口与隔膜泵的进气口之间的连接气管上；喷枪电磁阀和雾化调压阀串接在气源总开关的出气口与喷枪的进气口之间的连接气管上；外部PLC控制柜分别与喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。[0017]进一步地，手持示教器包括显示屏、微控制器、控制按键、存储器以及电源模块；微控制器分别与显示屏、存储器以及控制按键电连接；微控制器与外部PLC控制柜中的PLC控制器连接通信；电源模块分别为显示屏、微控制器、控制按键以及存储器供电。手持示教器还包括一个与微控制器电连接的主无线通信模块；在外部PLC控制柜中安装有一个与PLC控制器电连接的从无线通信模块；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信，从而实现微控制器与PLC控制器的连接通信。外部PLC控制柜包括柜体、设置在柜体顶部的控制按钮以及设置于柜体内的PLC控制器；PLC控制器分别与控制按钮、喷枪电磁阀以及隔膜泵电磁阀电连接。搅拌器包括气动马达、搅拌轴以及搅拌叶片；搅拌轴竖向旋转式安装在搅拌桶的顶部；搅拌叶片安装在搅拌轴上，且位于搅拌桶内；气动马达的输出轴与搅拌轴对接安装；搅拌器的进气口即为气动马达的进气口。工作台位于涂料收集槽中，且涂料收集槽的槽边高于工作台的台面；在涂料收集槽的槽底部设有回收管口；回收管口通过回收管路连通至搅拌桶的顶部回收口上。在回收管路上串接有过滤器。机械臂、机械臂控制柜、隔膜泵电磁阀、隔膜泵、搅拌器、搅拌桶、喷枪电磁阀、喷枪调压阀、喷枪、空气压缩机、气源总开关、气源处理器、雾化调压阀以及工作台均设置于安全围栏内；在安全围栏的前侧围栏上铰接安装有进出门。安全围栏和进出门均由框架格栅构成，并在框架格栅上均覆盖安装有透明挡板。在安全围栏的上方设有锥形导流罩，在锥形导流罩的锥顶部连通设置有空气过滤管道；空气过滤管道连通至空气净化设备。
[0018]本发明创造提供的喷涂机器人工作站中，机械臂和机械臂控制柜为配套设备，直接采用现有的工业机器臂以及机器臂配套的控制柜即可，在机械臂控制柜的驱动作用下实现机械臂的各个关节驱动器对于各个自由度的驱动控制；外部PLC控制柜为设置有PLC控制器和控制按键的控制柜，用于与机械臂控制柜进行通信，实现了在安全围栏外部对机械臂进行实时启停控制；隔膜泵电磁阀和喷枪电磁阀均采用现有的电磁阀，分别用于在外部PLC控制柜的控制下对两路连接气管进行通断控制；在喷枪调压阀和雾化调压阀上均设有用于手动调节阀门开度的旋钮把手；空气压缩机、气源处理器以及气源总开关构成气动部分，用于为喷枪和隔膜泵提供气源动力；手持示教器由显示屏、微控制器、控制按键、存储器、主无线通信模块以及电源模块构成，其中，微控制器采用单片机，用于接收控制按键的控制信号，便于操作人员在安全围栏外对机械臂进行远程控制，从而根据不同的喷涂对象对机械臂进行实时动作控制，满足不同对象的喷涂要求；从无线通信模块和主无线通信模块均采用ZigBee无线通信模块，完成无线通信。
[0019]本发明创造提供的喷涂机器人工作站在工作时，搅拌器用于对搅拌桶内的涂料进行搅拌，涂料在经过隔膜泵的驱动作用下实现加压输送，并在喷枪调压阀的作用下实现涂料的液压，涂料输送路径如图1中的粗实线所示；空气压缩机为气源处理器提供气源，由气源处理器将压缩空气转换为气动力来驱动搅拌器的气动马达旋转以及隔膜泵的驱动，同时为喷枪提供雾化气源，实现喷枪在喷射涂料时的雾化；气源总开关设有三路开关气阀分别对三路连接气管进行开关控制；隔膜泵电磁阀和喷枪电磁阀分别对所在连接气管的通断进行在线控制，雾化调压阀能够对连接气管的通气量进行控制，实现雾化强度的调节，气动输
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送路径如图1中的细实线所示；机械臂控制柜是与机械臂配套电连接的，用于对机械臂进行驱动控制，外部PLC控制柜用于根据设定的控制程序对机械臂控制柜发送相应的控制命令，同时还对隔膜泵电磁阀和喷枪电磁阀进行控制，在手持示教器的存储器中存储有各种类型喷涂对象的控制程序，操作员根据待喷涂对象通过控制按键选择相应的控制程序，然后运行控制程序并将控制命令发送给外部PLC控制柜，由外部PLC控制柜向机械臂控制柜发送相应的控制命令，从而实现对机械臂进行适应性控制，满足各种喷涂对象的喷涂要求。
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