一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手和自动喷涂料工艺

摘要

本发明涉及一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手和自动喷涂料工艺，专用机械手由机器人、喷枪组件以及电控系统组成，机器人安装驱动喷枪组件进行自动喷涂，机器人及喷枪组件均通过电路连接电控系统，并由电控系统控制喷枪组件进行喷涂工作。本发明结构合理、操作便捷、稳定性好、高质高效，可以对模具内进行360度无死角自动喷涂料，保证模具位置的涂料厚度均匀统一，提升加工质量及加工效率，并且保证顺序凝固，提升车轮产品品质。

说明书

技术领域

本发明属于铝合金车轮加工领域，尤其是一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手和 自动喷涂料工艺。

背景技术

铝合金车轮低压铸造生产中，顺序凝固是铸造过程中保证产品的重要因素，低压铸造车 轮产品凝固的顺序是轮辋由上向下逐步逐步凝固，轮辐由外向内凝固，下模具中心的浇口位 置最后凝固。自由控制模具内的温度与凝固顺序梯度相匹配才能保证毛坯凝固顺序，对于未 按照凝固顺序的部位就很可能产生缩松缺陷，严重影响产品质量，甚至造成批量产品报废。 目前常用的控制模具内温度场的方式是在按照冷却顺序在模具内涂覆不同厚度的保温涂料。 而且，对于冷却速度不同的位置的边模涂料与底模涂料配比不同。

目前，对于模具涂覆材料是将模具下线，经过热处理到达加工温度，传送至喷涂平台上， 由人工使用喷枪对模具内表面进行喷涂，高温模具对于加工人员存在较大危险，工人劳动强 度大，喷涂效率较低，而且喷涂的效果完全依靠人工经验操作，很难做到喷涂质量达到统一 标准。

经过检测，未发现与本专利申请相同的专利申请。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构合理、操作便捷、稳定性好、 高质高效的铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手和自动喷涂料工艺。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手，其特征在于：由机器人、喷枪组件以及电 控系统组成，机器人安装驱动喷枪组件进行自动喷涂，机器人及喷枪组件均通过控制电路连 接电控系统，并由电控系统控制喷枪组件进行喷涂工作；

机器人包括底座、水平转盘、控制箱、主臂、轮盘、摆臂、摆臂转盘、驱动臂以及喷枪 转盘，在底座上端同轴安装有水平转盘，该水平转盘可以在底座上水平旋转；在水平转盘上 端固装有一控制箱，该控制箱上端一侧铰装主臂的下端，该主臂在竖直平面内上下摆转，主 臂上端通过轮盘铰装在摆臂的径向一侧，该摆臂围绕主臂上端的轮盘轴进行摆转；该摆臂的 轴向一端同轴安装有摆臂转盘，转盘的轴向另一端轴向固装有一驱动臂，该摆臂转盘带动驱 动臂进行与转盘同轴的转动；驱动臂的径向一侧导向驱动安装有一喷枪组件，驱动臂驱动喷 枪组件沿驱动臂轴向往复移动；在喷枪组件与驱动臂之间安装有一喷枪转盘，该喷枪转盘带 喷枪组件进行转动；

喷枪组件包括支架、红外传感器、边模喷枪杯头以及底模喷枪杯头，支架安装在喷枪转 盘轴向一端，支架下端间隔安装有边模喷枪杯头和底模喷枪杯头，该边模喷枪杯头和底模喷 枪杯头分别连接边模涂料压力桶和底模涂料压力桶；支架一侧中部安装有一红外传感器，该 红外传感器用于检测模具温度。

一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手的自动喷涂料工艺，其特征在于：具体步骤 为：

(1)预热处理：模具下线后传送进入自动预热炉，模具预热到170℃-220℃，再传送到 喷涂工作台位置；

(2)模具放到喷涂工作台上的固定位置，机器人带动喷涂组件移动到待喷涂的模具正上 方；

(3)喷涂组件上安装的红外传感器进行测温检测，温度达到喷涂料要求温度170℃-220 ℃；

(4)喷涂涂料，电控系统控制机器人按照设定轨迹进行喷涂；

边模喷涂，开启边模涂料压力桶，边模喷枪杯头对准边模进行喷涂，由内轮缘向轮辐方 向的喷涂厚度呈梯度依次减薄；

底模喷涂，开启底模涂料压力桶，底模喷枪杯头对准底模进行喷涂，由外轮缘向中心浇 口方向的涂厚度呈梯度依次减薄；

(5)完成喷涂，模具进行组装，进入自动预热炉加热达到450℃-500℃，准备上线生产；

(6)按照以上步骤循环。

而且，步骤(4)喷涂涂料中的边模喷涂由内轮缘向轮辐方向的喷涂厚度呈梯度依次减薄， 内轮缘部的边模喷1层涂料，中部喷2层涂料，轮辐附近喷3层涂料。

而且，步骤(4)喷涂涂料中的底模喷涂由外轮缘向中心浇口方向的涂厚度呈梯度依次减 薄，外轮缘喷1层涂料，中部喷2层涂料，浇口附近喷3层涂料。

而且，所述电控系统的设定轨迹根据电脑模拟设定，或通过人工低速演示，将人工演示 轨迹记忆存储为喷涂设定轨迹。

而且，所述电控系统紧急停止工作时系统停在紧急停止位置进行等待，再次启动后继续 沿未完成的后续轨迹进行工作。

本发明的优点和积极效果是：

本发明结构合理、操作便捷、稳定性好、高质高效，可以对模具内进行360度无死角自 动喷涂料，保证模具位置的涂料厚度均匀统一，保证喷涂质量，提升喷涂效率，保证顺序凝 固，提升车轮产品品质。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为电控系统框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种铝合金车轮模具自动喷涂料专用机械手，由机器人、喷枪组件以及电控系统组成， 机器人安装驱动喷枪组件进行自动喷涂，机器人及喷枪组件均通过控制电路连接电控系统， 并由电控系统控制喷枪组件进行喷涂工作。

(1)机器人包括底座9、水平转盘8、控制箱7、主臂6、轮盘5、摆臂4、摆臂转盘3、 驱动臂2、喷枪转盘1以及喷枪组件，在底座上端同轴安装有水平转盘，该水平转盘可以在 底座上水平旋转；

在水平转盘上端固装有一控制箱7，该控制箱上端一侧铰装主臂6的下端，该主臂在竖 直平面内上下摆转，主臂上端通过轮盘5铰装在摆臂4的径向一侧，该摆臂围绕主臂上端的 轮盘轴进行摆转；

该摆臂的轴向一端同轴安装有摆臂转盘3，转盘的轴向另一端轴向固装有一驱动臂2，该 摆臂转盘带动驱动臂进行与转盘同轴的转动；驱动臂的径向一侧导向驱动安装有一喷枪组件， 驱动臂驱动喷枪组件沿驱动臂轴向往复移动；在喷枪组件与驱动臂之间安装有一喷枪转盘1， 该喷枪转盘带喷枪组件进行转动；

(2)喷枪组件包括支架13、红外传感器12、边模喷枪杯头11以及底模喷枪杯头10， 支架安装在喷枪转盘轴向一端，支架下端间隔安装有边模喷枪杯头和底模喷枪杯头，该边模 喷枪杯头和底模喷枪杯头分别连接边模涂料压力桶和底模涂料压力桶；支架一侧中部安装有 一红外传感器，该红外传感器用于检测模具温度。

(3)电控系统，参见附图2所示，

电控系统包括信息录入模块、处理器、存储器以及执行处理器，该信息录入模块、执行 处理器、存储器以及执行器依次顺序连接；信息录入模块通过处理器将设定轨迹对应的数据 输入存储器内，存储器将指令传输给执行器，执行器控制机器人及喷枪组件进行动作；喷枪 组件安装有红外传感器，该红外传感器检测温度并将当前温度信息传输给执行处理器，执行 处理器确认当前温度达到喷涂温度要求的前提下，继续喷涂工作；在机器人各组成部件上分 别安装有多个位置传感器，检测当前位置的坐标数据，该多个位置传感器将位置信号反馈给 执行处理器。

为了能够通过人工设定工作轨迹，位置传感器输出端连接有一信息采集模块，该信息采 集模块通过处理器连接到存储器，存储器可以记忆位置传感器获取的位置信息作为设定工作 轨迹。

在存储器和自行处理器之间安装有一计时器，该计时器安装有暂停模块，加工中发生紧 急停止时，位置传感器检测到机器人停止动作，位置传感器将当前信息传输给自行处理器， 执行处理器触发计时器的暂停模块，当恢复动作时，暂停模块启动计时器从中断位置启动， 沿未完成的后续轨迹进行工作。

本机械手的工作环境要求如下：

环境温度：0～45℃；

相对湿度：20～85％RH；

振动：振动加速度小于0.5g；

电源：三相380V；电压波动范围：+10％、-15％；频率：50HZ；单站容量：①机器人控制 柜电源：7.5KVA；地线：控制柜必须分别接地，接地电阻小于100Ω；

压缩空气：压力不小于0.36-0.6MPa(需滤出水、油)。

上述机械手的自动喷涂料工艺具体步骤为：

(5)预热处理：模具下线后传送进入自动预热炉，模具预热到170℃-220℃，再传送到 喷涂工作台位置；

(6)模具放到喷涂工作台上的固定位置，机器人带动喷涂组件移动到待喷涂的模具正上 方；

(7)喷涂组件上安装的红外传感器进行测温检测，温度达到喷涂料要求温度170℃-220 ℃；

(8)喷涂涂料，电控系统控制机器人按照设定轨迹进行喷涂；

该电控系统的轨迹对应的数据可以由信息录入进行设定，也可以通过信息采集人工低速 演示的动作轨迹，将该人工演示轨迹记忆存储为喷涂设定轨迹；本电控系统设置有续航功能， 紧急停止工作时系统停在紧急停止位置进行等待，再次启动后继续沿未完成的后续轨迹进行 工作，不会从原轨迹偏离，也避免与其他障碍物发生干涉；

喷涂边模，开启边模涂料压力桶，边模喷枪杯头对准边模进行喷涂，由内轮缘向轮辐方 向的喷涂厚度呈梯度依次减薄，内轮缘部的边模喷1层涂料，中部喷2层涂料，轮辐附近喷 3层涂料；

喷涂底模，开启底模涂料压力桶，底模喷枪杯头对准底模进行喷涂，由外轮缘向中心浇 口方向的涂厚度呈梯度依次减薄，外轮缘喷1层涂料，中部喷2层涂料，浇口附近喷3层涂 料；

(5)完成喷涂，模具进行组装，进入自动预热炉加热达到450℃-500℃，准备上线生产；

(6)按照以上步骤循环。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本 发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。