自动化漆膜性能测试操作机器人流水线

摘要

本发明公开了一种自动化漆膜性能测试操作机器人流水线，包括桁架抓料机械手、漆膜性能测试装置、传送台、盐雾试验箱和耐试剂试验箱；所述漆膜性能测试装置包括机架台、十字滑台机构、工件位移调节机构、载具单元和性能检测机构；性能检测机构包括安装板、第一转位电机、转位盘、表面质量拍照模块、漆膜厚度检测模块、附着力测试模块、试剂涂布模块、动态划线模块和漆膜硬度检测模块；第一转位电机设于安装板的另一端；转位盘转动连接在安装板的另一端，并与第一转位电机的额输出端连接；本发明实现机械化操作，检测效率高，代替人工操作，减轻劳动强度，提高试验数据的准确性，整体布局紧凑，生产效率高，适于自动化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动化漆膜性能测试操作机器人流水线。

背景技术

在汽车车身喷涂生产过程中，常需要定期以漆膜试板进行试验，包括漆膜的干膜厚度、单位面积表面缺陷数、附着力、耐溶剂性能、耐盐雾性能、漆膜硬度等漆膜基础性能检测，以便为后续喷涂车身提供数据参考。

但是，现有漆膜的干膜厚度、单位面积表面缺陷数、附着力、耐溶剂性能、耐盐雾性能、漆膜硬度等检测作业，均是通过人工操作完成，检测效率低，工作量大，且人工操作误差大，使得试验数据的可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种自动化漆膜性能测试操作机器人流水线。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种自动化漆膜性能测试操作机器人流水线，包括桁架抓料机械手，以及设于桁架抓料机械手下方的漆膜性能测试装置、两个并排设置的传送台、盐雾试验箱和耐试剂试验箱；所述两个传送台位于所述漆膜性能测试装置的一侧，所述盐雾试验箱、耐试剂试验箱并排位于所述漆膜性能测试装置的另一侧。

本发明进一步地，所述漆膜性能测试装置包括机架台、十字滑台机构、工件位移调节机构、载具单元和性能检测机构；

所述十字滑台机构设于所述机架台的顶端，并用于带动性能检测机构沿x轴方向和z轴方向移动；所述工件位移调节机构设于所述机架台的底端，并用于带动所述载具单元沿y轴方向移动；所述载具单元设于所述工件位移调节机构的输出端，所述载具单元用于承载漆膜试板；所述性能检测机构包括安装板、第一转位电机和呈正六棱柱结构的转位盘，以及一一对应设于转位盘六个侧棱面上的表面质量拍照模块、漆膜厚度检测模块、附着力测试模块、试剂涂布模块、动态划线模块和漆膜硬度检测模块；所述安装板的一端连接在十字滑台机构上z轴方向的输出端；所述第一转位电机设于所述安装板的另一端；所述转位盘转动连接在所述安装板的另一端，并与所述第一转位电机的额输出端连接。

本发明进一步地，所述性能检测机构还包括第一压电微动片；所述第一压电微动片设于所述安装板与所述十字滑台机构上z轴方向的输出端之间。

本发明进一步地，所述附着力测试模块包括附着力测试支架、附着力测试转盘和第二转位电机，以及沿附着力测试转盘的圆周面间隔设置的百格划线刀、清洁毛刷、胶带贴合部和形貌摄像头；所述附着力测试支架固定在所述转位盘上；所述第二转位电机设于所述附着力测试支架上；所述附着力测试转盘转动连接在所述附着力测试支架上，并与所述第二转位电机的输出端连接。

本发明进一步地，所述胶带贴合部包括有压敏胶带卷、一对张紧辊轮、弹性连接在所述附着力转盘上的压实辊轮，所述附着力转盘开设有用于输送胶带的供料通道和由于胶带穿出的供料出口；所述压敏胶带卷转动设于所述附着力转盘上；所述一对张紧辊轮设于所述附着力转盘内，并分布于所述供料通道的两侧；所述压实辊轮位于所述供料出口内。

本发明进一步地，所述胶带贴合部还包括胶带切断机构；所述胶带切断机构设于所述附着力转盘内，并位于所述供料通道的一侧。

本发明进一步地，所述试剂涂布模块包括涂抹支架、试剂进液管、涂布辊、海绵涂布层、压电致动器和试剂吸收块；所述涂抹支架固定在所述转位盘上；所述试剂进液管的两端分别连接在所述涂抹支架上，所述试剂进液管沿周向开设有出液条孔；所述涂布辊套设于所述试剂进液管上，所述涂布辊的周面均匀分布有多个分散孔；所述海绵涂布层套设于所述涂布辊上；所述压电致动器设于所述涂抹支架，并位于所述涂布辊的上方；所述试剂吸收块设于所述压电致动器上，并可与所述海绵涂布层的表面贴靠。

本发明进一步地，所述动态划线模块包括第二压电微动片、动态划线针和电阻检测机构；所述第二压电微动片设于所述转位盘上，所述动态划线针设于所述第二压电微动片，所述电阻检测机构嵌设于所述动态划线针内。

本发明进一步地，所述漆膜硬度检测模块包括硬度检测座、第三转位电机、转位架、测试铅笔、橡皮擦和压痕摄像头；所述硬度检测座固定在所述转位盘上；所述第三转位电机设于所述硬度检测座上；所述转位架对应设于所述硬度检测座上，并与所述第三转位电机的输出端连接；所述测试铅笔、橡皮擦并排设于所述转位架上；所述压痕摄像头设于所述硬度检测座上，并位于所述转位架的一侧。

本发明进一步地，所述载具单元包括载具本体和永磁吸盘；所述载具本体的顶面开设有第一容置槽和第二容置槽，所述第二容置槽位于所述第一容置槽内；所述永磁吸盘嵌设于所述第二容置槽内。

本发明的有益效果为：本发明通过将表面质量拍照模块、漆膜厚度检测模块、附着力测试模块、试剂涂布模块、动态划线模块、漆膜硬度检测模块集成在转位盘上，从而根据实际试验需要对漆膜试板进行检测试验或试验前处理作业，实现机械化操作，检测效率高，代替人工操作，减轻劳动强度，提高试验数据的准确性，整体布局紧凑。

本发明流水线式机械化进行漆膜试板的测试作业操作，生产效率高，适于自动化生产。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明另一视角的立体图；

图3是本发明的漆膜性能测试装置的立体图；

图4是本发明的性能检测机构的立体图；

图5是本发明的附着力测试模块的分解示意图；

图6是本发明的试剂涂布模块的立体图；

图7是本发明的试剂涂布模块的剖视图；

图8是本发明的动态划线模块的剖视图；

图9是本发明的漆膜硬度检测模块的立体图；

图10是本发明的载具单元的分解示意图；

附图标记说明：a1、桁架抓料机械手；a2、漆膜性能测试装置；a3、传送台；a4、盐雾试验箱；a5、耐试剂试验箱；1、机架台；2、十字滑台机构；3、工件位移调节机构；4、载具单元；41、载具本体；411、第一容置槽；412、第二容置槽；42、永磁吸盘；5、性能检测机构；51、第一压电微动片；52、第一转位电机；53、转位盘；54、表面质量拍照模块；55、漆膜厚度检测模块；56、附着力测试模块；561、附着力测试支架；562、附着力测试转盘；563、第二转位电机；564、百格划线刀；565、清洁毛刷；566、胶带贴合部；5661、压敏胶带卷；5662、张紧辊轮；5663、压实辊轮；5664、供料通道；5665、供料出口；5666、胶带切断机构；567、形貌摄像头；57、试剂涂布模块；571、涂抹支架；572、试剂进液管；573、涂布辊；5731、分散孔；574、海绵涂布层；575、压电致动器；576、试剂吸收块；58、动态划线模块；581、第二压电微动片；582、动态划线针；583、电阻检测机构；59、漆膜硬度检测模块；591、硬度检测座；592、第三转位电机；593、转位架；594、测试铅笔；595、橡皮擦；596、压痕摄像头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图10所示，本实施例所述的一种自动化漆膜性能测试操作机器人流水线，包括桁架抓料机械手a1，以及设于桁架抓料机械手a1下方的漆膜性能测试装置a2、两个并排设置的传送台a3、盐雾试验箱a4和耐试剂试验箱a5；所述两个传送台a3位于所述漆膜性能测试装置a2的一侧，所述盐雾试验箱a4、耐试剂试验箱a5并排位于所述漆膜性能测试装置a2的另一侧。

实际使用时，其中一个传送台a3用于传送待测试的漆膜试板，定义为第一传送台，另一个传送台a3用于将测试完成的漆膜试板传送出工作区，定义为第二传送台，桁架抓料机械手a1从第一传送台上抓取待测试的漆膜试板，然后将该漆膜试板放置在漆膜性能测试装置a2上，接着漆膜性能测试装置a2对该漆膜试板进行性能测试或测试前处理，此时性能测试完成的漆膜试板通过桁架机械手转移至第二传送台上；而对于漆膜耐溶剂试验的漆膜试板，经过漆膜性能测试装置a2的测试前处理操作后，由桁架抓料机械手a1转移至耐试剂试验箱a5内进行静置；而对于需要进行盐雾试验的漆膜试板，经过漆膜性能测试装置a2的测试前处理操作后，有桁架抓料机械手a1转移至盐雾试验箱内进行盐雾试验；如此流水线式机械化进行漆膜试板的测试作业操作，生产效率高，适于自动化生产。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述漆膜性能测试装置a2包括机架台1、十字滑台机构2、工件位移调节机构3、载具单元4和性能检测机构5；

所述十字滑台机构2设于所述机架台1的顶端，并用于带动性能检测机构5沿x轴方向和z轴方向移动；所述工件位移调节机构3设于所述机架台1的底端，并用于带动所述载具单元4沿y轴方向移动；所述载具单元4设于所述工件位移调节机构3的输出端，所述载具单元4用于承载漆膜试板；所述性能检测机构5包括安装板、第一转位电机52和呈正六棱柱结构的转位盘53，以及一一对应设于转位盘53六个侧棱面上的表面质量拍照模块54、漆膜厚度检测模块55、附着力测试模块56、试剂涂布模块57、动态划线模块58和漆膜硬度检测模块59；所述安装板的一端连接在十字滑台机构2上z轴方向的输出端；所述第一转位电机52设于所述安装板的另一端；所述转位盘53转动连接在所述安装板的另一端，并与所述第一转位电机52的额输出端连接。

具体地，本实施例中，表面质量拍照模块54为漆膜缺陷摄像头，漆膜厚度检测模块55为膜厚检测仪。本实施例中，十字滑台机构2包括直线位移电机、电动推杆、转接板和升降架，转接板固定在直线位移电机的输出端上，电动推杆安装在转接板，升降架滑动连接在转接板上，升降架还与电动推杆的输出端连接，安装板固定在升降架上，如此直线位移电机实现性能检测机构5在x轴方向位移的调整，而电动推杆实现性能检测机构5在z轴方向的位移调整。本实施例中，工件位移调节机构3包括位移调节座、滚珠丝杆、位移调节电机和工作滑台，位移调节座固定在机架台1上，滚珠丝杆转动设于位移调节座上，位移调节电机固定在位移调节座上，滚珠丝杆的一端与位移调节电机的输出端连接，工作滑台通过直线导轨和滑块配合滑动连接在位移调节座上，且工作滑台与滚珠丝杆的丝杆螺母固定连接，载具单元4安装在工作滑台上；如此设置，实现载具单元4在y轴方向的位移调节。

本实施例的工作方式是：工作时，桁架抓料机械手a1将漆膜试板放置在载具单元4上，载具单元4固定住漆膜试板，然后工件位移调节机构3带动承载有漆膜试板的载具单元4沿y轴方向移动至性能检测机构5的下方，然后十字滑台机构2带动性能检测机构5下探，同时性能检测机构5的第一转位电机52驱动转位盘53旋转，先使得表面质量拍照模块54朝下，表面质量拍照模块54对漆膜试板进行拍照，并将拍照后的图像信息反馈回外界控制系统，外界控制系统对反馈回的图像信息进行缺陷类型分析统计、并存档；接着转位盘53旋转至漆膜厚度检测模块55朝下，漆膜厚度检测模块55在漆膜试板上随机取三个区域进行膜厚检测，并将检测数据反馈回外界控制系统；

然后对于需要进行附着力测试时，转位盘53旋转至附着力测试模块56朝下，附着力测试模块56对漆膜试板进行漆膜附着力试验，并将试验数据反馈回外界控制系统，外界控制系统根据试验数据对漆膜试板的漆膜脱落情况进行判断并评级，完成后，桁架抓料机械手a1将该漆膜试板从载具单元4上取走；

对于需要进行漆膜耐溶剂试验时，转位盘53旋转至试剂涂布模块57朝下，然后试剂涂布模块57将实际均匀涂布在漆膜试板表面，涂布完成后，桁架抓料机械手a1将漆膜试板从载具单元4上转移至耐试剂试验箱a5中进行静置；

对于需要进行盐雾试验时，转位盘53旋转至动态划线模块58朝下，然后动态划线模块58在漆膜试板上进行交叉划线操作，交叉划线完成后，桁架抓料机械手a1将该漆膜试板转移至盐雾试验箱a4进行盐雾试验；

对于需要进行漆膜硬度试验时，转位盘53旋转至漆膜硬度检测模块59朝下，然后漆膜硬度检测模块59对漆膜试板进行硬度试验，并将试验数据反馈回外界控制系统，完成后，桁架抓料机械手a1将该漆膜试板转移出载具单元4。

本实施例通过将表面质量拍照模块54、漆膜厚度检测模块55、附着力测试模块56、试剂涂布模块57、动态划线模块58、漆膜硬度检测模块59集成在转位盘53上，从而根据实际试验需要对漆膜试板进行检测试验或试验前处理作业，实现机械化操作，检测效率高，代替人工操作，减轻劳动强度，提高试验数据的准确性，整体布局紧凑。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述性能检测机构5还包括第一压电微动片51；所述第一压电微动片51设于所述安装板与所述十字滑台机构2上z轴方向的输出端之间。通过上述结构设置，利用第一压电微动片51精确控制性能检测机构5的下探距离，提高各个模块作业精度。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述附着力测试模块56包括附着力测试支架561、附着力测试转盘562和第二转位电机563，以及沿附着力测试转盘562的圆周面间隔设置的百格划线刀564、清洁毛刷565、胶带贴合部566和形貌摄像头567；所述附着力测试支架561固定在所述转位盘53上；所述第二转位电机563设于所述附着力测试支架561上；所述附着力测试转盘562转动连接在所述附着力测试支架561上，并与所述第二转位电机563的输出端连接。

实际使用时，附着力测试转盘562首先旋转至百格划线刀564朝下，在十字滑台机构2和工件位移调节机构3的共同作用下，百格划线刀564在漆膜试板表面进行横向和竖向划线，形成划线区域，划线完成后，附着力测试转盘562旋转至清洁毛刷565朝下，然后清洁毛刷565对划线区域进行清洁，清洁完成后，附着力测试转盘562转位至胶带贴合部566朝下，胶带贴合部566在划线区域上粘贴上胶带，然后再将粘贴的胶带撕下，胶带撕开后，形貌摄像头567转位至向下，对贴胶带区域进行拍摄，然后将拍摄到的图像信息反馈回外界控制系统；如此机械式完成漆膜试板的附着力测试作业，效率高，操作一致性好，提高试验数据的可靠性。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述胶带贴合部566包括有压敏胶带卷5661、一对张紧辊轮5662、弹性连接在所述附着力转盘上的压实辊轮5663，所述附着力转盘开设有用于输送胶带的供料通道5664和由于胶带穿出的供料出口5665；所述压敏胶带卷5661转动设于所述附着力转盘上；所述一对张紧辊轮5662设于所述附着力转盘内，并分布于所述供料通道5664的两侧；所述压实辊轮5663位于所述供料出口5665内。具体地，压实辊轮5663轴接在一个压实支架上，压实支架的顶端通过一个压实弹簧连接在附着力测试转盘562上。

实际使用时，该对张紧辊轮5662拉扯压敏胶带卷5661、并张紧压敏胶带，使得压敏胶带沿着供料通道5664从供料出口5665送出，然后压实辊轮5663将压敏胶带压实在漆膜试板上，接着十字滑台机构2带动性能检测机构5沿着与贴胶方向相反并且斜向上的方向移动，使得压敏胶带以胶带背面夹角60度方向撕下，从而完成压敏胶带的粘贴、撕下操作。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述胶带贴合部566还包括胶带切断机构5666；所述胶带切断机构5666设于所述附着力转盘内，并位于所述供料通道5664的一侧。由于粘贴后的压敏胶带部分无法再次使用，因此在压敏胶带部分撕下后，胶带切断机构5666将粘贴后的压敏胶带部分切断，并转移出工作区，以便进行下一个附着力试验作业，结构更合理，效率也更高。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述试剂涂布模块57包括涂抹支架571、试剂进液管572、涂布辊573、海绵涂布层574、压电致动器575和试剂吸收块576；所述涂抹支架571固定在所述转位盘53上；所述试剂进液管572的两端分别连接在所述涂抹支架571上，所述试剂进液管572沿周向开设有出液条孔；所述涂布辊573套设于所述试剂进液管572上，所述涂布辊573的周面均匀分布有多个分散孔5731；所述海绵涂布层574套设于所述涂布辊573上；所述压电致动器575设于所述涂抹支架571，并位于所述涂布辊573的上方；所述试剂吸收块576设于所述压电致动器575上，并可与所述海绵涂布层574的表面贴靠。

实际使用时，试剂通过试剂进液管572输入，经由出液条孔进入涂布辊573，然后经由涂布辊573上各个分散孔5731进入海绵涂布层574，同时是海绵涂布层574和涂布辊573旋转，直至海绵涂布层574完全饱和吸收试剂后，压电致动器575带动试剂吸收块576下探至与海绵涂布层574表面接触，并挤压海绵涂布层574，经挤压渗出的试剂经由试剂吸收块576回收，以调整海绵涂布层574上试剂的饱和程度，保证试剂涂布均匀，避免试剂堆积于漆膜试板表面，对漆膜试板表面造成过量腐蚀；试剂饱和度调整完成后，海绵涂布层574下探至与漆膜试板表面接触，然后在十字滑台机构2和工件位移调节机构3的共同作用下，对漆膜试板表面进行滚动涂布；如此设置，机械化涂抹试剂，避免人工涂抹导致试剂涂抹不均匀而影响试验效果。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述动态划线模块58包括第二压电微动片581、动态划线针582和电阻检测机构583；所述第二压电微动片581设于所述转位盘53上，所述动态划线针582设于所述第二压电微动片581，所述电阻检测机构583嵌设于所述动态划线针582内。

实际使用时，动态划线针582在第二压电微动片581微调下，与漆膜试板接触并刺穿漆膜，直至动态划线针582与漆膜试板的金属基板接触，此时电阻检测机构583接收到信号，随后在十字滑台机构2和工件位移调节机构3共同作用下，动态划线针582在漆膜试板上交叉划出两道划痕，在划线过程中，由于金属基板变形以及漆膜厚度分布不均匀等因素，电阻检测机构583会实时根据接收到的电阻信号反馈，使得第二压电微动片581动态调整划线深度，保证动态划线针582全程处于与金属基板接触状态，避免局部划线未到达基底，影响试验评级结果的情况出现；如此机械式作业，提高盐雾试验的准确性。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述漆膜硬度检测模块59包括硬度检测座591、第三转位电机592、转位架593、测试铅笔594、橡皮擦595和压痕摄像头596；所述硬度检测座591固定在所述转位盘53上；所述第三转位电机592设于所述硬度检测座591上；所述转位架593对应设于所述硬度检测座591上，并与所述第三转位电机592的输出端连接；所述测试铅笔594、橡皮擦595并排设于所述转位架593上；所述压痕摄像头596设于所述硬度检测座591上，并位于所述转位架593的一侧。

实际使用时，测试铅笔594在漆膜试板表面按实验标准划出一道划痕后，然后第三转位电机592驱动转位架593旋转，使得橡皮擦595处于工作位，然后橡皮擦595将铅笔痕迹擦去，然后压痕摄像头596对漆膜试板表面进行拍摄，并将图像信息反馈回外界控制系统，外界控制系统根据图像信息中划痕深度以及长度进行测量对比，并进行评级；如此机械化操作，避免人工操作的不一致性。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述载具单元4包括载具本体41和永磁吸盘42；所述载具本体41的顶面开设有第一容置槽411和第二容置槽412，所述第二容置槽412位于所述第一容置槽411内；所述永磁吸盘42嵌设于所述第二容置槽412内。实际使用时，漆膜试板放置在第一容置槽411内，然后永磁吸盘42磁性吸附住漆膜试板，避免后续各个模块对漆膜试板进行试验作业时出现偏移而影响试验结果，结构更可靠。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。