一种自动喷涂工作站及方法与流程

1.本发明是属于实验室涂料喷涂技术领域，特别是关于一种自动喷涂工作站及方法。


背景技术：

2.涂装方法是指借助于工具或设备装置(器具)将涂料均匀第涂覆在被喷涂表面上的施工方法。常用的涂装方法包括刷涂、浸涂、喷涂、电泳涂装、粉末涂装等等。其中，喷涂方法具体包括空气喷涂、高压无气喷涂以及静电喷涂，
3.高压无气喷涂，也称无气喷涂是指使用高压柱塞泵，直接将油漆加压，形成高压力的油漆，喷出枪口形成雾化气流作用于物体表面(墙面或木器面)的一种喷涂方式。
4.静电喷涂是指利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下荷负电，并吸附于荷正电基底表面放电的涂装方法。
5.空气喷涂是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，负压使漆料从吸管吸入，经喷嘴喷出，形成漆雾，漆雾喷射到被涂饰零部件表面上形成均匀的漆膜。空气喷涂可以产生均匀的漆，涂层细腻光滑；对于零部件的较隐蔽部件(如缝隙、凹凸)，也可均匀地喷涂出漆量。空气喷涂的优点是操作简便，涂装效率高，涂膜质量好；缺点是涂膜消耗量大，环境污染较严重，对操作工人健康有损害，需要增设环保设施。
6.然而，现有的喷涂模式存在无法快速喷涂，喷涂效率低，不能快速更换涂料样品，喷涂用量增大，喷头需要频繁清洗的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种自动喷涂工作站及方法，使得喷涂更加智能化，减少了人工干预，一定程度上降低了人工成本，减少出错概率，且使用涂料注射器盛放涂料可无需清洗管路和喷头。
8.为实现上述目的，本发明提供了一种自动喷涂方法，包括：
9.通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构；
10.通过机器人将承载至少一个待喷涂试板的托盘从托盘存放区移动至读码器处，所述托盘外侧具有识别码，通过所述读码器扫描识别码能够获得与所述托盘对应的喷涂参数；
11.通过机器人将所述托盘移动至所述自动喷涂工作站的喷涂工位；
12.通过所述喷涂机构，根据所述喷涂参数将所述涂料注射器内的涂料排出并雾化，对所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂；
13.通过机器人将承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区。
14.根据本发明一实施方式，所述自动喷涂工作站包括喷涂防护机构，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构包括喷涂防护板和升降机构，所述喷涂防护板安装在所述升降机构之上，所述喷涂防护板位于所述喷涂工位正上方，所述喷涂防护板
包括至少一个与所述待喷涂试板对应的喷涂窗口，所述喷涂防护板用于阻挡涂料喷涂到所述托盘上放置待喷涂试板以外的区域。
15.根据本发明一实施方式，通过机器人所述托盘移动至所述自动喷涂工作站的喷涂工位，包括：
16.通过所述升降机构使所述喷涂防护板上升；
17.通过机器人所述托盘移动至所述喷涂工位；
18.通过所述升降机构使所述喷涂防护板下降。
19.根据本发明一实施方式，所述喷涂机构包括纵向设置的第一直线模组，以及在所述第一直线模组上沿上下方向设置的第二直线模组，所述第二直线模组上安装有喷涂部件，所述第一直线模组用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组用于驱动所述喷涂部件上下移动；
20.所述喷涂部件包括安装槽、雾化器、第三直线模组和压板；
21.所述安装槽用于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板安装在所述第三直线模组上，用于在所述第三直线模组的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。
22.根据本发明一实施方式，通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构，包括：
23.通过所述机器人将所述涂料注射器移动至所述安装槽。
24.根据本发明一实施方式，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构安装在横向设置的第四直线模组上；
25.所述喷涂参数包括涂料的喷涂流量和喷涂速度，以及所述雾化器与所述喷涂工位之间的喷涂高度；
26.其中，通过所述喷涂机构，根据所述喷涂参数将所述涂料注射器内的涂料排出并雾化，对所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂，包括：
27.根据所述喷涂高度，通过所述第二直线模组驱动所述喷涂部件沿上下方向移动，使所述雾化器与所述喷涂工位之间的距离为所述喷涂高度；
28.通过所述第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，并通过所述第四直线模组使所述喷涂工位横向移动，使所述雾化器位于所述待喷涂试板上方；
29.根据所述喷涂流量和所述喷涂速度，确定所述压板按压所述涂料注射器的按压速度；
30.通过所述第三直线模组，按照所述按压速度驱动所述压板按压所述涂料注射器，并通过第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，使得所述雾化器雾化后的涂料喷雾对所述待喷涂试板进行喷涂；
31.在所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板喷涂完毕后，完成当前托盘的喷涂工作。
32.根据本发明一实施方式，所述喷涂参数包括是否需要烘烤；
33.所述方法还包括：
34.在所述喷涂参数为需要烘烤的情况下，在将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区之前，通过机器人将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至烤箱进
行烘烤。
35.根据本发明一实施方式，所述方法还包括：
36.在当前涂料注射器中涂料用尽后，通过机器人将当前涂料注射器移动至注射器收集区；
37.通过机器人将下一注射器放置于所述安装槽。
38.本发明还提供了一种自动喷涂工作站，包括：
39.托盘存放区、托盘养护区、烤箱、读码器、机器人、注射器收集区、机器人夹手工装、喷涂机构和喷涂防护机构，第一机架和第二机架；
40.所述托盘存放区、所述托盘养护区、所述烤箱、所述读码器、注射器收集区机器人夹手工装和所述机器人设置在所述第一机架上；
41.所述喷涂机构和所述喷涂防护机构设置在所述第二机架上；
42.所述托盘存放区用于存放承载至少一个待喷涂试板的托盘；
43.所述托盘养护区用于存放承载至少一个已喷涂试板的托盘；
44.所述烤箱用于对承载至少一个已喷涂试板的托盘进行烘烤；
45.所述读码器用于读取所述承载至少一个待喷涂试板的托盘的喷涂参数；
46.所述机器人用于移动所述承载至少一个待喷涂试板的托盘、所述承载至少一个已喷涂试板的托盘和/或涂料注射器；
47.所述机器人夹手工装用于与机器人配合，以夹取所述托盘或注射器；
48.所述注射器收集区用于收集涂料用尽的注射器；
49.所述喷涂机构用于通过涂料注射器对至少一个待喷涂试板进行喷涂；
50.所述喷涂防护机构用于阻挡涂料喷涂到托盘上放置待喷涂试板以外的区域。
51.根据本发明一实施方式，所述第二机架上包括横向设置的第四直线模组，所述喷涂防护机构设置在所述第四直线模组上，所述承载至少一个待喷涂试板的托盘放置在所述喷涂防护机构的喷涂工位上，所述第四直线模组用于横向驱动所述喷涂防护机构，使得所述承载至少一个待喷涂试板的托盘横向移动；
52.所述喷涂机构包括纵向设置的第一直线模组，以及在所述第一直线模组上沿上下方向设置的第二直线模组，所述第二直线模组上安装有喷涂部件，，所述第一直线模组用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组用于驱动所述喷涂部件上下移动；
53.所述喷涂部件包括安装槽、雾化器、第三直线模组和压板；
54.所述安装槽用于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板安装在所述第三直线模组上，用于在所述第三直线模组的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。
55.本发明的自动喷涂工作站及方法，能够实现快速喷涂，使得喷涂效率得到大幅提升，可快速更换涂料样品，喷涂用量少，且使用涂料注射器盛放涂料，无需清洗管路和喷头；通过托盘上的标识码自动设置喷涂参数，使得喷涂更加智能化，减少了人工干预，一定程度上降低了人工成本，也减少了喷涂错误的概率。
附图说明
56.图1是根据本发明一实施方式的自动喷涂方法的流程图；
57.图2是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站的示意图；
58.图3是根据本发明一实施方式的托盘的示意图；
59.图4是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中的机器人夹手工装的示意图；
60.图5是根据本发明一实施方式的机器人夹手工装中托盘快换抓手的示意图；
61.图6是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中喷涂防护机构的示意图；
62.图7是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中喷涂机构的示意图；
63.图8是根据本发明一实施方式的托盘存放区/托盘养护区的示意图；
64.附图标记：
65.1-托盘；11-托盘本体11；12-凹槽；13-承托网；14-固定定位孔；15-抓取定位孔；16-固定横梁；21-第一机架；22-第二机架；3-机器人；31-机器人夹手安装架；32-托盘快换抓手；33-注射器快换抓手；321-快换子盘、322-托板、323-抓取定位销；4-喷涂防护机构；41-底座；42-定位柱；43-气缸；44-气缸防护罩；45-喷涂防护板；5-喷涂机构；51-第一直线运动模组；52-第二直线运动模组；531-安装槽；532-第三直线运动模组；533-注射器；534-雾化器；535-连杆；536-压板；6-第四直线运动模组；7-读码器；8-烤箱；91-托盘存放区；92-托盘养护区；93-物料架；94-定位板；95固定定位销；10-注射器收集区。
具体实施方式
66.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
67.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
68.图1是根据本发明一实施方式的自动喷涂方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
69.步骤s1：通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构；
70.步骤s2：通过机器人将承载至少一个待喷涂试板的托盘从托盘存放区移动至读码器处，获得与所述托盘对应的喷涂参数；
71.步骤s3：通过机器人将所述托盘移动至所述自动喷涂工作站的喷涂工位；
72.步骤s4：通过所述喷涂机构，根据所述喷涂参数将所述涂料注射器内的涂料排出并雾化，对所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂；
73.步骤s5：通过机器人将承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区。
74.根据本发明一实施方式，在步骤s1中，机器人可从机器人夹手工装中选择适用于夹取涂料注射器的夹手，并夹取盛放有涂料的涂料注射器，以将涂料注射器移动至喷涂机构。
75.根据本发明一实施方式，所述喷涂机构包括纵向设置的第一直线模组，以及在所述第一直线模组上沿上下方向设置的第二直线模组，所述第二直线模组上安装有喷涂部件，所述第一直线模组用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组用于驱动所述
喷涂部件上下移动；所述喷涂部件包括安装槽、雾化器、第三直线模组和压板；所述安装槽用于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板安装在所述第三直线模组上，用于在所述第三直线模组的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。
76.根据本发明一实施方式，步骤s1可包括：通过所述机器人将所述涂料注射器移动至所述安装槽。
77.根据本发明一实施方式，在步骤s2中，机器人可从机器人夹手工装中选择适用于夹取托盘的夹手，并从托盘存放区夹取承载至少一个待喷涂试板的托盘，移动至读码器处，获得与所述托盘对应的喷涂参数。
78.根据本发明一实施方式，在获得喷涂参数后，在步骤s3中，机器人可继续将托盘移动至喷涂工位。
79.根据本发明一实施方式，所述自动喷涂工作站包括喷涂防护机构，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构包括喷涂防护板和升降机构，所述喷涂防护板安装在所述升降机构之上，所述喷涂防护板位于所述喷涂工位正上方，所述喷涂防护板包括至少一个与所述待喷涂试板对应的喷涂窗口，所述喷涂防护板用于阻挡涂料喷涂到所述托盘上放置待喷涂试板以外的区域。
80.根据本发明一实施方式，步骤s3可包括：通过所述升降机构使所述喷涂防护板上升；通过机器人所述托盘移动至所述喷涂工位；通过所述升降机构使所述喷涂防护板下降。
81.根据本发明一实施方式，所述喷涂防护机构的喷涂防护板可用于防止喷涂的涂料喷到试板以外的其他位置，例如，防止涂料喷到托盘的识别码(例如，条形码或二维码)，从而使得识别码免受污染，并使得托盘可重复使用，又例如，可防止涂料喷到托盘的孔、槽或洞中，以防止堵塞，同样便于托盘重复使用。
82.根据本发明一实施方式，喷涂防护板与托盘距离越近，则保护效果越好，但不便于将托盘放置在喷涂防护板之下，反之，喷涂防护板与托盘距离越远，则保护效果越差，但便于将托盘放置在喷涂防护板之下。因此，可通过升降机构来控制喷涂防护板，首先可升起喷涂防护板，以便于机器人将托盘放置在喷涂防护板之下的喷涂工位上，随后可使喷涂防护板下降，接近托盘，从而保护托盘上除试板外的其他位置不会被喷涂。
83.根据本发明一实施方式，在步骤s4中，在将托盘放置在喷涂工位，并设置好喷涂防护板后，可开始喷涂工作。
84.根据本发明一实施方式，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构安装在横向设置的第四直线模组上；所述喷涂参数包括涂料的喷涂流量和喷涂速度，以及所述雾化器与所述喷涂工位之间的喷涂高度；其中，步骤s4可包括：根据所述喷涂高度，通过所述第二直线模组驱动所述喷涂部件沿上下方向移动，使所述雾化器与所述喷涂工位之间的距离为所述喷涂高度；通过所述第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，并通过所述第四直线模组使所述喷涂工位横向移动，使所述雾化器位于所述待喷涂试板上方；根据所述喷涂厚度和所述喷涂速度，确定所述压板按压所述涂料注射器的按压速度；通过所述第三直线模组，按照所述按压速度驱动所述压板按压所述涂料注射器，并通过第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，使得所述雾化器雾化后的涂料喷雾对所述待喷涂试
板进行喷涂；在所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板喷涂完毕后，完成当前托盘的喷涂工作。
85.根据本发明一实施方式，可根据公式(1)，确定所述涂料注射器的按压速度：
[0086][0087]
其中，v0为按压速度；v1为喷涂速度；h为喷涂厚度；r为注射器半径；l为扇弧宽度；k为损耗系数；a为喷涂道数。
[0088]
在本发明的一些实施例中，考虑到喷涂过程中溶剂的挥发、漆雾的产生等，喷涂损耗系数k与黏度存在如下关系时，能够更精准的控制喷涂质量和漆膜厚度。
[0089]
(1)黏度≤1200mpa
·
s，0.45≤k＜0.55，优选k＝0.50；
[0090]
(2)1200mpa
·
s＜黏度≤2500mpa
·
s，0.55≤k＜0.65，优选k＝0.60；
[0091]
(3)黏度＞2500mpa
·
s，0.65≤k＜0.75，优选k＝0.70。
[0092]
根据本发明一实施方式，通过第一直线模组的纵向布局和第二直线模组的上下布局，使得喷涂部件可沿纵向和上下两个方向移动。并且，由于托盘放置在喷涂防护机构的喷涂工位上，且喷涂防护机构可在第四直线模组的驱动下横向移动，因此，喷涂部件可与托盘之间进行横向的相对移动。因此，喷涂部件可相对于托盘进行纵向、横向和上下方向的相对移动，使得喷涂部件可对准托盘上的任意位置，例如，某个试板所在的位置。
[0093]
根据本发明一实施方式，在喷涂时，可基于喷涂参数来确定喷涂高度、喷涂流量和喷涂速度。通过以上描述，喷涂部件可相对于托盘进行上下方向的相对移动，因此，可使喷涂部件的最下端，即，雾化器与喷涂工位之间的距离等于喷涂高度。并且，可喷涂部件可相对于托盘进行纵向和横向的相对移动，因此，可使雾化器对准托盘上的第一块试板。随后可通过第三直线模组按照基于喷涂流量和喷涂速度确定的按压速度来驱动压板，按压涂料注射器，使涂料被雾化器雾化后，将涂料喷雾喷涂在第一块试板上，同时，第一直线模组可纵向移动，使喷雾喷涂喷遍第一块试板，当然，也可通过第一直线模组纵向往复运动，以多次喷遍第一块试板。在第一块试板喷涂完毕后，可继续第二块试板的喷涂，例如，可通过喷涂部件相对于托盘的纵向移动和横向移动，使雾化器对准第二块试板，随后可进行喷涂。对第二块试板以及后续的试板的喷涂处理与第一块试板的喷涂处理类似，在此不再赘述。
[0094]
根据本发明一实施方式，可迭代执行上述喷涂处理，以对托盘上各个试板进行喷涂处理，在托盘上所有试板喷涂完毕后，可完成当前托盘的喷涂工作。
[0095]
根据本发明一实施方式，上述喷涂流量和喷涂速度确定按压速度的处理，可基于涂料注射器的尺寸来确定，包括涂料注射器的储存涂料的位置的直径，以及出料口的直径等，基于涂料注射器的尺寸，以及相关技术中的流量计算方式，可确定按压速度。
[0096]
根据本发明一实施方式，在当前托盘的喷涂工作执行完毕后，还可基于喷涂参数确定当前托盘是否需要烘烤。所述喷涂参数包括是否需要烘烤；所述方法还包括：在所述喷涂参数为需要烘烤的情况下，在将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区之前，通过机器人将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至烤箱进行烘烤。即，如果需要烘烤，则由机器人将托盘移动至烤箱进行烘烤，在烘烤完毕后，再执行步骤s5，即，将托盘移动至托盘养护区。如果不需要烘烤，则直接执行步骤s5，即，有机器人直接将托盘移动至托盘养护区。
[0097]
根据本发明一实施方式，可迭代执行上述对承载至少一个待喷涂试板的托盘的喷涂处理，即，执行完当前托盘的喷涂处理后，可执行下一个托盘的喷涂处理。
[0098]
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：在当前涂料注射器中涂料用尽后，通过机器人将当前涂料注射器移动至注射器收集区；通过机器人将下一注射器放置于所述安装槽。机器人在将当前涂料注射器移动至注射器收集区之前，还可更换夹手，即，将适用于夹取托盘的夹手更换为适用于夹取涂料注射器的夹手，以将涂料注射器移动至注射器收集区，并将下一个涂料注射器放置在安装槽。随后，机器人还可换回适用于夹取托盘的夹手。当然，如果在喷涂过程中，遇到其他需要更换涂料注射器的情况，例如，更换涂料颜色或涂料种类等，也可使用上述步骤来更换涂料注射器。
[0099]
图2是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站的的示意图。如图所示，所述自动喷涂工作站包括：托盘1、第一机架21、第二机架22、机器人3、喷涂防护机构4、喷涂机构5、第四直线运动模组6、读码器7、烤箱8、托盘存放区91、托盘养护区92、注射器收集区10。
[0100]
根据本发明一实施方式，所述喷涂防护机构4、喷涂机构5设置在安装在第一机架21，所述机器人3、机器人夹手工装、读码器7、烤箱8、托盘存放区91、托盘养护区92、注射器收集区10设置在第二机架22上。
[0101]
机器人3的托盘快换抓手32首先从托盘存放区91抓取盛放有未喷涂试板的托盘1，移动至读码器7确认是否是所需托盘，如果是所需托盘，将托盘1准确移动至喷涂防护机构4喷涂位置，并托盘快换抓手32将托盘1放置在喷涂位置；然后喷涂机构5对试板进行喷涂，喷涂完成后，再由托盘快换抓手32将喷涂后的托盘1从喷涂位置抓取并移至托盘养护区92。
[0102]
图3是根据本发明一实施方式的托盘的示意图，包括托盘本体11、凹槽12、承托网13、固定定位孔14、抓取定位孔15、固定横梁6。在托盘本体1四周设有固定定位孔14，用于配合固定部件将托盘固定住，其中固定部件为限位柱；为增强托盘稳固性，托盘本体11中部设有固定横梁16，固定横梁16将托盘分为对称的两个部分，即a区和b区，a区和b区分别设有方形网状结构的承托网13；该托盘在自动化喷涂油漆时，机器人能够将的托盘抓取到喷涂支架上，为保证机器人的机械手能够稳定抓取托盘，在托盘本体11和固定横梁16上分别设有2个抓取定位孔15，托盘本体11侧的抓取定位孔15与固定横梁16侧的抓取定位孔互为对称，托盘快换抓手32的4个柱状的抓取定位销323可以插入所述抓取定位孔14内，并将托盘夹紧。托盘本体11设计成平板状，多余的油漆不易在托盘上堆积。为及时清理托盘上汇聚的多余油漆，在所述托盘本体1上开有贯穿缺口，并在所述缺口内固定承托网13，多余的雾状油漆汇聚后可以从承托网出漏出，保证喷涂质量。另外，托盘本体11上还设有凹槽12，凹槽12上设有二维码，二维码提前录入托盘信息及喷涂参数，便于喷涂时快速获取信息，提高效率。
[0103]
图4是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中的机器人夹手工装的示意图，机器人夹手工装包括机器人夹手安装架31、托盘快换抓手32、注射器快换抓手33，所述托盘快换抓手32、注射器快换抓手33放置在机器人夹手安装架31。托盘快换抓手32、注射器快换抓手33与机器人的机械臂采用快速连接方式进行连接(例如：采用磁力连接等)。所述机器人3可根据抓取需要选择的抓手并准确移动至需要的位置。
[0104]
图5是根据本发明一实施方式的机器人夹手工装中托盘快换抓手的示意图，所述托盘快换抓手32包括在快换子盘321、托板322、抓取定位销323。抓取定位销与323与托盘1
中的抓取定位孔相互配合，方便托盘的抓取和放置。机器人将放置在架子的格子上的托盘依次抓起放置在扫码区进行扫码，如果不是所需的托盘，放回去拿下一个，直至寻找到所需的托盘。
[0105]
图6是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中喷涂防护机构的示意图，所述喷涂防护机构4包括底座41、定位柱42、气缸43、气缸防护罩44、喷涂防护板45。所述底座41上固定多个定位柱42，所述托盘1放置于定位柱42上；所述托盘1正上方设有托盘防护板45，所述托盘防护板45上开有喷涂窗口；所述底座41上固定竖向的气缸43，所述气缸43的活塞杆端部与托盘防护板45固定，喷涂防护机构4的定位柱42为需要进行喷涂的托盘1提供支撑和定位，并且托盘防护板45可以保证试板被喷涂时，避免二维码被破坏。具体的，油漆喷雾质量轻，极易四处扩散，托盘1和托盘防护板45距离越近，保护效果越好；同时为了保证在托盘快换抓手32将托盘1抓取和放置时的方便，气缸43的伸缩带动托盘防护板43上下移动即可；托盘防护板43上升后，托盘快换抓手32将托盘1抓取或放置，而托盘防护板43下降后既可以进行喷涂。由于托盘1上设置有二维码，所述喷涂防护机构4在喷涂时，对二维码进行保护以备下一工序扫码识别，同时为了保证托盘的重复利用。
[0106]
为了方便随进行喷涂位置的调整，本实施例的第二机架22上还固定有一对第四直线运动模组6，所述喷涂防护机构4设置于所述第四直线运动模组6之间，且所述喷涂防护机构4的底座41与第四直线运动模组6的滑块固定。第四直线运动模组6则可以带动喷涂防护机构4平稳直线移动。
[0107]
图7是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站中喷涂机构的示意图，本实施例的喷涂机构5包括水平设置的第一直线运动模组51，所述第一直线运动模组51通过之间安装在第二机架22上，所述第一直线运动模组51的滑块上安装竖直的第二直线运动模组52；所述第二直线运动模组52的滑块上固定有喷涂部件，其中喷涂组件包括安装槽531、第三直线运动模组532、注射器533、雾化器534、连杆535、压板536。在一定范围内，所述喷涂机构5的喷涂部件可进行二维移动。在本实施例中，第四直线运动模组6与第一直线运动模组51垂直，当喷涂部件53喷出的油漆量持续不变时，雾化器534相对于试板可以实现三维移动，即可实现试板喷涂位置和喷涂距离的调整。托盘1和雾化器534之间的喷涂距离通过调整雾化器的喷涂高度来实现。
[0108]
为了进一步增强喷涂的可控性，本实施例喷涂部件53包括固定在第三直线运动模组53的滑块上的安装槽531和第三直线运动模组532，所述安装槽531内安放注射器533，所述安装槽531下端固定有雾化器534，所述雾化器534的进液口与注射器533的出液口连通；所述第三直线运动模组532平行于注射器533移动路径；所述第三直线运动模组532的滑块上固定有连杆535，所述连杆535的自由端固定有压板536，所述压板536压在注射器533针筒底部上。当第三直线运动模组532的滑块向下移动时，其带动连杆535和压板536同时向下移动，从而推动针筒向下移动，挤压头挤压注射器533内部的液态油漆，液态油漆进入雾化器534后被雾化喷出。
[0109]
图8是根据本发明一实施方式的托盘存储架/托盘养护区的示意图，托盘存放区91/托盘养护区92包括物料架93、定位板94、固定定位销95。固定定位销与托盘1中的固定定位孔14相配合，便于托盘的抓取和放置。
[0110]
托盘快换抓手32、托盘1、托盘存储架91/托盘养护区92、扫码器7之间结构相互配
合，实现托盘的自动抓取、识别、放置，进而实现全自动化喷涂。
[0111]
根据本发明一实施方式，在第一机架21上还设有注射器收集区10，当安装槽531上注射器533中的油漆被挤压完，机器人3的注射器快换抓手33抓取安装槽531上注射器533，并且无油漆的注射器533移送至注射器收集区10中，然后再由机器人3的注射器快换抓书33抓取新的注射器533放在安装槽531上。
[0112]
根据本发明一实施方式，为了获取每个托盘1的喷涂参数，在所述第一机架21上还设有读码器7，在抓手32抓取盛放有未喷涂试板的托盘1，先移至读码器7，通过读码器扫描托盘1二维码，获取托盘信息和喷涂参数，然后再移至喷涂区放置。
[0113]
根据本发明一实施方式，所述第一机架21上还设有烤箱8，试板喷涂完成后，抓手32可将盛放有刚喷涂试板的托盘1移至烤箱8进行烘烤，加速油漆干燥。
[0114]
根据本发明一实施方式，所述第一机架21上还设有托盘存放区91，盛放有未喷涂试板的托盘1均先存放在托盘存放区91。将待喷涂的试板放置于托盘1上，并在对应托盘1二维码录入试板的托盘信息和喷涂参数。然后将这些托盘放置于托盘存放区91上；
[0115]
根据本发明一实施方式，所述第一机架21上还设有托盘养护区92，试板喷涂完成后，抓手32可将盛放有刚喷涂试板的托盘1移至托盘养护区92进行养护、自然干燥。
[0116]
根据本发明一实施方式，所述工作站的工作过程：首先，机器人3的托盘快换抓手31在托盘存放区91上抓取盛放有未喷涂试板的托盘1，先移至读码器7，通过读码器扫描托盘1二维码，如果不是所需的托盘，放回去抓取另一个直至寻找到所需的托盘，然后再移放在喷涂防护机构4中；托盘1中的二维码信息中喷涂参数包括喷涂高度、喷涂量和喷涂速度以及是否需要烘烤等信息。
[0117]
然后，机器人3的注射器快换抓手33新的注射器533放在安装槽531上；根据获取的喷涂高度，控制第二直线运动模组52的滑块上下移动，带动雾化器534的上下移动，实现喷涂高度的调整；
[0118]
喷涂时，控制第三直线运动模组532的滑块向下移动，并保证其移动速度使得油漆喷雾的喷涂量和喷涂速度达到获取的喷涂参数；同时控制第一直线运动模组51横向左移动，从而完成试板一个喷涂宽度的矩形区域的喷涂；再通过第四直线运动模组6控制试板相对喷雾头纵行移动一个喷涂宽度，然后控制第三直线运动模组532的滑块继续向下移动，同时控制第一直线运动模组51横向右移动，再完成试板一个喷涂宽度的矩形区域的喷涂，通过第四直线运动模组6控制试板相对喷雾头纵行移动又一个喷涂宽度；重复上述操作，即可完成试板喷涂；
[0119]
最后根据喷涂参数，通过托盘快换抓手31抓取盛放有刚喷涂试板的托盘1，并移送至烤箱8或者托盘养护区92。
[0120]
当安装槽531上注射器533中的油漆被挤压完，机器人3的注射器快换抓手31抓取安装槽531上注射器533，并且无油漆的注射器533移送至注射器收集区10中。
[0121]
图2是根据本发明一实施方式的自动喷涂工作站的示意图。如图所示，所述自动喷涂工作站包括：托盘存放区91、托盘养护区92、烤箱8、读码器7、机器人3、注射器收集区10、机器人夹手工装31、喷涂机构5和喷涂防护机构4，第一机架21和第二机架22；
[0122]
所述托盘存放区91、所述托盘养护区92、所述烤箱8、所述读码器7、注射器收集区10、机器人夹手工装31和所述机器人3设置在所述第一机架21上；
[0123]
所述喷涂机构5和所述喷涂防护机构4设置在所述第二机架22上；
[0124]
所述托盘存放区91用于存放承载至少一个待喷涂试板的托盘；
[0125]
所述托盘养护区92用于存放承载至少一个已喷涂试板的托盘；
[0126]
所述烤箱8用于对承载至少一个已喷涂试板的托盘进行烘烤；
[0127]
所述读码器7用于读取所述承载至少一个待喷涂试板的托盘的喷涂参数；
[0128]
所述机器人3用于移动所述承载至少一个待喷涂试板的托盘、所述承载至少一个已喷涂试板的托盘和/或涂料注射器；
[0129]
所述机器人夹手工装31用于与机器人配合，以夹取所述托盘或注射器；
[0130]
所述注射器收集区10用于收集涂料用尽的注射器；
[0131]
所述喷涂机构5用于通过涂料注射器对至少一个待喷涂试板进行喷涂；
[0132]
所述喷涂防护机构4用于阻挡涂料喷涂到托盘上放置待喷涂试板以外的区域。
[0133]
根据本发明一实施方式，所述第二机架22上包括横向设置的第四直线模组6，所述喷涂防护机构4设置在所述第四直线模组6上，所述承载至少一个待喷涂试板的托盘1放置在所述喷涂防护机构的喷涂工位上，所述第四直线模组6用于横向驱动所述喷涂防护机构，使得所述承载至少一个待喷涂试板的托盘1横向移动；
[0134]
所述喷涂机构5包括纵向设置的第一直线模组51，以及在所述第一直线模组51上沿上下方向设置的第二直线模组52，所述第二直线模组52上安装有喷涂部件，所述第一直线模组51用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组52用于驱动所述喷涂部件上下移动；
[0135]
所述喷涂部件包括安装槽531、雾化器534、第三直线模组532和压板536；
[0136]
所述安装槽用531于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组532与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板536安装在所述第三直线模组532上，用于在所述第三直线模组532的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。
[0137]
进一步地，为保证操作员工、设备安全，自动喷涂工作站的所有电控箱、电力驱动装置等，均接地，以防漏电；自动喷涂工作站的所有电力驱动部件，均设置过载监测，防止过载运行；自动喷涂工作站设置有急停按钮，特殊情况下设备停止工作；自动喷涂工作站的各部件均采取防爆措施；在自动喷涂系统运行期间，出现误操作导致设备舱门打开等异常情况时，设备会自动停止工作，保证安全；在自动喷涂工作站出现故障时，具备故障提醒功能。
[0138]
本发明的自动喷涂工作站及方法，能够实现快速喷涂，使得喷涂效率得到大幅提升，可快速更换涂料样品，喷涂用量少，且使用涂料注射器盛放涂料，无需清洗管路和喷头；通过托盘上的标识码自动设置喷涂参数，使得喷涂更加智能化，减少了人工干预，一定程度上降低了人工成本，也减少了喷涂错误的概率。
[0139]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种自动喷涂方法，其特征在于，包括：通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构；通过机器人将承载至少一个待喷涂试板的托盘从托盘存放区移动至读码器处，所述托盘外侧具有识别码，通过所述读码器扫描识别码能够获得与所述托盘对应的喷涂参数；通过机器人所述托盘移动至所述自动喷涂工作站的喷涂工位；通过所述喷涂机构，根据所述喷涂参数将所述涂料注射器内的涂料排出并雾化，对所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂；通过机器人将承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区。2.根据权利要求1所述的自动喷涂方法，其特征在于，所述自动喷涂工作站包括喷涂防护机构，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构包括喷涂防护板和升降机构，所述喷涂防护板安装在所述升降机构之上，所述喷涂防护板位于所述喷涂工位正上方，所述喷涂防护板包括至少一个与所述待喷涂试板对应的喷涂窗口，所述喷涂防护板用于阻挡涂料喷涂到所述托盘上放置待喷涂试板以外的区域。3.根据权利要求2所述的自动喷涂方法，其特征在于，通过机器人所述托盘移动至所述自动喷涂工作站的喷涂工位，包括：通过所述升降机构使所述喷涂防护板上升；通过机器人所述托盘移动至所述喷涂工位；通过所述升降机构使所述喷涂防护板下降。4.根据权利要求1所述的自动喷涂方法，其特征在于，所述喷涂机构包括纵向设置的第一直线模组，以及在所述第一直线模组上沿上下方向设置的第二直线模组，所述第二直线模组上安装有喷涂部件，所述第一直线模组用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组用于驱动所述喷涂部件上下移动；所述喷涂部件包括安装槽、雾化器、第三直线模组和压板；所述安装槽用于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板安装在所述第三直线模组上，用于在所述第三直线模组的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。5.根据权利要求4所述的自动喷涂方法，其特征在于，通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构，包括：通过所述机器人将所述涂料注射器移动至所述安装槽。6.根据权利要求4所述的自动喷涂方法，其特征在于，所述喷涂工位位于所述喷涂防护机构上，所述喷涂防护机构安装在横向设置的第四直线模组上；所述喷涂参数包括涂料的喷涂流量和喷涂速度，以及所述雾化器与所述喷涂工位之间的喷涂高度；其中，通过所述喷涂机构，根据所述喷涂参数将所述涂料注射器内的涂料排出并雾化，对所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂，包括：根据所述喷涂高度，通过所述第二直线模组驱动所述喷涂部件沿上下方向移动，使所述雾化器与所述喷涂工位之间的距离为所述喷涂高度；通过所述第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，并通过所述第四直线模组使所述
喷涂工位横向移动，使所述雾化器位于所述待喷涂试板上方；根据所述喷涂流量和所述喷涂速度，确定所述压板按压所述涂料注射器的按压速度；通过所述第三直线模组，按照所述按压速度驱动所述压板按压所述涂料注射器，并通过第一直线模组驱动所述喷涂部件纵向移动，使得所述雾化器雾化后的涂料喷雾对所述待喷涂试板进行喷涂；在所述托盘盛放的至少一个待喷涂试板喷涂完毕后，完成当前托盘的喷涂工作。7.根据权利要求1所述的自动喷涂方法，其特征在于，所述喷涂参数包括是否需要烘烤；所述方法还包括：在所述喷涂参数为需要烘烤的情况下，在将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区之前，通过机器人将所述承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至烤箱进行烘烤。8.根据权利要求4所述的自动喷涂方法，其特征在于，所述方法还包括：在当前涂料注射器中涂料用尽后，通过机器人将当前涂料注射器移动至注射器收集区；通过机器人将下一注射器放置于所述安装槽。9.一种自动喷涂工作站，其特征在于，包括：托盘存放区、托盘养护区、烤箱、读码器、机器人、注射器收集区、机器人夹手工装、喷涂机构和喷涂防护机构，第一机架和第二机架；所述托盘存放区、所述托盘养护区、所述烤箱、所述读码器、注射器收集区机器人夹手工装和所述机器人设置在所述第一机架上；所述喷涂机构和所述喷涂防护机构设置在所述第二机架上；所述托盘存放区用于存放承载至少一个待喷涂试板的托盘；所述托盘养护区用于存放承载至少一个已喷涂试板的托盘；所述烤箱用于对承载至少一个已喷涂试板的托盘进行烘烤；所述读码器用于读取所述承载至少一个待喷涂试板的托盘的喷涂参数；所述机器人用于移动所述承载至少一个待喷涂试板的托盘、所述承载至少一个已喷涂试板的托盘和/或涂料注射器；所述机器人夹手工装用于与机器人配合，以夹取所述托盘或注射器；所述注射器收集区用于收集涂料用尽的注射器；所述喷涂机构用于通过涂料注射器对至少一个待喷涂试板进行喷涂；所述喷涂防护机构用于阻挡涂料喷涂到托盘上放置待喷涂试板以外的区域。10.根据权利要求9所述的自动喷涂工作站，其特征在于，所述第二机架上包括横向设置的第四直线模组，所述喷涂防护机构设置在所述第四直线模组上，所述承载至少一个待喷涂试板的托盘放置在所述喷涂防护机构的喷涂工位上，所述第四直线模组用于横向驱动所述喷涂防护机构，使得所述承载至少一个待喷涂试板的托盘横向移动；所述喷涂机构包括纵向设置的第一直线模组，以及在所述第一直线模组上沿上下方向设置的第二直线模组，所述第二直线模组上安装有喷涂部件，，所述第一直线模组用于驱动所述喷涂部件纵向移动，所述第二直线模组用于驱动所述喷涂部件上下移动；
所述喷涂部件包括安装槽、雾化器、第三直线模组和压板；所述安装槽用于竖直放置所述涂料注射器，所述雾化器用于对涂料注射器排出的涂料进行雾化，并向下喷洒雾化后的涂料喷雾，所述第三直线模组与所述涂料注射器的挤压头移动路径平行，所述压板安装在所述第三直线模组上，用于在所述第三直线模组的驱动下向下移动，以按压所述涂料注射器，排出涂料。

技术总结
本发明公开了一种自动喷涂系统及方法，所述方法包括：通过机器人将涂料注射器移动至自动喷涂工作站的喷涂机构；通过机器人将承载至少一个待喷涂试板的托盘从托盘存放区移动至读码器处，获得与托盘对应的喷涂参数；通过机器人将托盘移动至自动喷涂工作站的喷涂工位；通过喷涂机构，根据喷涂参数将涂料注射器内的涂料排出并雾化，对托盘盛放的至少一个待喷涂试板进行喷涂；通过机器人将承载至少一个已喷涂试板的托盘移动至托盘养护区。根据本发明，可使得喷涂更加智能化，减少了人工干预，一定程度上降低了人工成本，减少出错概率，且使用涂料注射器盛放涂料可无需清洗管路和喷头。涂料注射器盛放涂料可无需清洗管路和喷头。涂料注射器盛放涂料可无需清洗管路和喷头。


技术研发人员：贾新乐 张平萍 曾玉灵 李佳兴 温仙仙 李贺 冯金红
受保护的技术使用者：广州市盛华实业有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/10/7