CN107030716A - 一种新能源车载移动式喷漆机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源车载移动式喷漆机器人系统。包括设有滑动轨道的新能源电动汽车，在滑动轨道上安装有机器人，机器人连接多功能集成罩和喷枪，在新能源电动汽车上另外设有控制系统平台、示教盒、烘烤装置、除尘装置、涂料罐，所述示教盒与控制系统平台之间通过电缆连接，控制系统平台与机器人之间通过电缆连接，除尘装置通过管路与多功能集成罩连接，涂料罐通过管路与喷枪连接。本发明特点在于运用现代工业机器人与新能源电动汽车技术有机结合，该装置成本低、可靠性高、性价比高、实用性强，实现了机器人搭载新能源电动汽车集成技术创新，开创了喷漆机器人在汽车维修行业应用新领域。该装置实现了工业机器人自动喷漆在户外远距离现场作业。

Description

一种新能源车载移动式喷漆机器人系统

技术领域

本发明涉及喷漆机器人集成技术领域，具体地说是一种新能源电动汽车搭载轻型工业机器人实现户外无人自动化喷漆作业的新能源车载移动式喷漆机器人系统。

背景技术

喷漆是制造业中一项非常重要的工序，它能有效地防止工件受外界环境侵蚀，提高工件寿命，而且能美化工件外观。在我国，喷漆工序还是靠人工完成。但随着经济的发展，人们的生活水平的提高，我国已经从低人力成本时代向高成本时代过渡，这样使得产品的成本大大增加。另外，喷涂的质量受工人的技术熟练程度、心情等因素的影响很大。同时，喷漆过程中挥发出来的有毒气体对工人的身体健康影响很大。考虑到工业喷涂的高危、有害工作环境，减少人力投入甚至构建无人化作业，实现喷漆过程自动化，是未来发展趋势，具有巨大的社会与经济效益。在肮脏、艰苦及危险的工作场所，机器人是解决问题的必然出路。使用机器人进行喷涂作业，柔性大，提高喷涂质量，工件涂层均匀，重复精度好，工作范围大，工作效率高，易于操作和维护，设备利用率高。最重要的是能使工人从恶劣的工作环境中解放出来。近年来，我国的一些企业积极与高校开展喷漆机器人的项目合作，进一步推动我国喷涂机器人技术的成熟，普及与应用。生产、制造、维修行业，喷漆机器人被大量的投入使用。但现在的喷漆机器人位置固定，而且只是喷漆作业，没有除尘设备，作业时间长。这样喷漆工时长、污染重、能效低。

现在急需一种适合在各行业中应用的可移动的，多功能环保喷漆机器人。

发明内容

本发明的目的是要提供一种可移动，环保，自动、集喷漆、烘烤、除尘功能为一体的新能源车载移动式喷漆机器人系统。

本发明的技术方案是：

新能源车载移动式喷漆机器人系统包括新能源电动汽车，所述新能源电动汽车上设有滑动轨道，在滑动轨道上安装有机器人，机器人连接多功能集成罩和喷枪，在新能源电动汽车上另外设有控制系统平台、示教盒、烘烤装置、除尘装置、涂料罐，所述示教盒与控制系统平台之间通过电缆连接，控制系统平台与机器人之间通过电缆连接，除尘装置通过管路与多功能集成罩连接，涂料罐通过管路与喷枪连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明特点在于运用现代工业机器人与新能源电动汽车技术有机结合，该装置成本低、可靠性高、性价比高、实用性强，实现了机器人搭载新能源电动汽车集成技术创新，开创了喷漆机器人在汽车维修行业应用新领域。该装置实现了工业机器人自动喷漆在户外远距离现场作业。主要应用于大中城市汽车维修现场喷漆，以实现高效快速机器人喷漆自动化，免除人工喷漆对人体的极大伤害及对周边环境的污染。

2、本发明装置使得机器人在各行各业尤其是汽车维修行业大面积投入使用，这将是对环境保护做出巨大贡献。本申请采用的新能源电动汽车实现无污染零排放，本装置采用新能源电动面包车一次充电行程可达150km，满足本装置内工业机器人在150km范围内的任何地点的自动喷漆作业。喷漆机器人搭载新能源电动汽车上进行自动喷漆作业，将最大程度地降低VOC排放，同时喷漆机器人在油漆消耗、喷涂效率、喷漆质量等指标上完全可以超越人工。机器人喷涂作业也将彻底打破传统钣喷维修工艺固有的工时长、污染重、能效低等沉疴旧疾。将填补全球汽车维修行业的技术空白，开启工业4.0技术在汽车维修行业的应用之门。

附图说明

图1为本发明机器人系统整体示意图；

图2为本发明机器人系统实现流程图；

图3为本发明多功能集成罩结构示意图；

图4为本发明多功能集成罩结构示意图；

图5为本发明中机器人与多功能集成罩和喷枪连接示意图。

具体实施方式

申请人根据现有产品的缺陷，设计出一种新能源车载移动式喷漆机器人

系统，该系统包括新能源电动汽车1，所述新能源电动汽车1上设有滑动轨道，在滑动轨道上安装有机器人2，机器人2连接多功能集成罩3，多功能集成罩3连接喷枪4，多功能集成罩3包括中空的棱台形状的保护罩12，保护罩12前端装有除尘罩13，所述除尘罩13是设置在保护罩12四周上，且内部为空心且连通的腔体结构（最好的结构是，保护罩12前端装有除尘罩13，所述除尘罩13与保护罩12前端四周连接，除尘罩13是由四个内部相互连通的长方体组成），除尘罩13后面设有除尘管接口14，除尘装置5通过管路和除尘管接口14与除尘罩13连接，除尘罩13前端内侧设有除尘口15，保护罩12后端连接有喷枪固定架16，所述喷枪4放置在喷枪固定架16上，喷枪4前端插入保护罩12内，所述喷枪固定架16后端连接有喷枪夹具17，所述喷枪夹具与机器人2连接。在新能源电动汽车1上另外设有控制系统平台8、示教盒9、烘烤装置6、除尘装置5、涂料罐7，所述示教盒9与控制系统平台8之间通过电缆连接，控制系统平台8与六轴机器人2之间通过电缆连接，除尘装置5通过管路与多功能集成罩3连接，涂料罐7通过管路与喷枪4连接。本系统还包括电源变换模块10，新能源电动汽车1内的汽车电池通过电缆与电源变换模块10连接，其作用是将新能源电动车的动力电源DC12V电池转化成AC220V电压50Hz的交流电，给系统内其它装置供电。控制系统平台8内置了互联网服务功能模块11，该模块输入输出接口经由屏蔽电缆与控制系统平台8的以太网接口连接，通过移动互联网，可接收处理客户发出的喷漆服务请求，为远程客户提供上门喷漆服务。

下面结合附图对本发明具体实施过程和方式进一步说明。

如图1本发明装置系统图所示：一种新能源车载移动式喷漆机器人系统包括一台新能源电动面包车(型号：威旺307EV)搭载一台6轴（6关节）负载为5kg轻型工业机器人2（型号FKB050）、控制系统平台8、示教盒9、烘烤装置6、涂料罐7、除尘装置5。图中6轴机器人2主体包括机座、臂部、腕部和终端执行机构，是一个带有旋转连接和AC伺服电机的6轴联动的一系列的机械连接，使用轮系和RV型减速器；图中控制系统平台8负责按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，控制机器人2手臂夹持的喷枪4的运动轨迹。本装置的供电电源是由新能源电动汽车1内的动力电池DC12V ,通过本装置的电源变换模块10采用数字化逆变电源变换技术转变为AC220V 50Hz电源，满足了车载机器人2移动作业供电电源的需要。

实现机器人2喷漆作业具体的实施过程见图2系统实现流程图。首先新能源电动面包车1车门打开，将安装在滑动导轨上六轴机器人2移动调整到靠近车门边缘，六轴机器人2手臂伸出车外，用示教盒9操作将六轴机器人2调整到距离喷涂对象适当位置，并编写程序及预演（保证位置准确性），然后按照所喷漆面颜色要求加入相应的喷涂材料，启动六轴机器人2，按照预先设置的轨迹进行喷涂，同时除尘装置5同步进行，再后启动烘烤设备，设置合理温度，对喷涂面进行烘烤，至此完成机器人2高效快速自动喷漆。运行完毕六轴机器人2归位（注意周围环境防止碰撞），清理完多功能集成罩3，喷枪4，涂料罐7后断电，将机器人2调整移位到车体内。

如图5所示，本装置的六轴机器人2手臂的末端固定安装一把喷枪4，枪体的外部安装了多功能集成罩3。其中喷枪4与涂料罐7、多功能集成罩3与除尘装置5分别通过管路进行连接实现喷漆、防尘回收处理、烘烤加热等多功能。

机器人2自动喷漆功能的实现主要由本装置的控制系统平台8和示教盒9来实现，示教盒9经屏蔽电缆与控制系统内的嵌入式计算机和运动控制卡连接，示教盒9与嵌入式计算机的通讯采用以太网通讯。通过示教盒9的控制面板和操作界面，事先要在操作面板根据喷漆的部件的几何形状编辑喷枪4运行轨迹，然后通过控制系统平台8发出指令，控制机器人2的伺服电机运行，使得机器人2的各个关节按照发出指令动作，实现喷枪4按预定的轨迹运行，达到自动喷漆的目的。

此外实现喷漆机器人2远程作业是由新能源电动面包车完成的，本装置采用新能源电动面包车(型号：威旺307EV)能够实现一次充电行程150Km以内的作业范围；实现远程客户上门服务的需要是由本装置中控制系统平台8内置的互联网服务功能模块11完成的，该模块输入输出接口经由屏蔽电缆与控制系统平台8的以太网接口连接，它们之间的通讯采用以太网通讯。互联网服务功能模块可通过移动互联网，接收处理客户发出的喷漆服务请求，满足了为远程客户上门服务的需要，车主可以用智能手机在互联网上上发出喷漆服务的需求，车载喷涂机器人2就可根据车主提供的信息到现场进行服务作业了。

本申请的描述中，需要理解的是，术语中“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本申请的限制。

本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接。

另外，需要强调的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，无论本领域的人员在本发明的范围内如何变换，都属于本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种新能源车载移动式喷漆机器人系统，其特征在于:包括新能源电动汽车，所述新能源电动汽车上设有滑动轨道，在滑动轨道上安装有机器人，机器人连接多功能集成罩和喷枪，在新能源电动汽车上另外设有控制系统平台、示教盒、烘烤装置、除尘装置、涂料罐，所述示教盒与控制系统平台之间通过电缆连接，控制系统平台与机器人之间通过电缆连接，除尘装置通过管路与多功能集成罩连接，涂料罐通过管路与喷枪连接。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车载移动式喷漆机器人系统，其特征：在于:所述多功能集成罩包括中空的棱台形状的保护罩，保护罩前端装有除尘罩，所述除尘罩是设置在保护罩四周上，且内部为空心且连通的腔体结构，除尘罩前端设有除尘口，除尘罩后面设有除尘管接口，除尘装置通过除尘管与除尘罩上的除尘管接口连接，保护罩后端连接有喷枪固定架，所述喷枪放置在喷枪固定架上，喷枪前端插入保护罩内，所述喷枪固定架后端连接有喷枪夹具，所述喷枪夹具与机器人连接。

3.根据权利要求1所述的一种新能源车载移动式喷漆机器人系统，其特征在于:本系统还包括电源变换模块，新能源电动汽车内的汽车电池通过电缆与电源变换模块连接，其作用是将新能源电动车的动力电源DC12V电池转化成AC220V电压50Hz的交流电，给系统内其它装置供电。

4.根据权利要求1所述的一种新能源车载移动式喷漆机器人系统，其特征在于:所述控制系统平台内置了互联网服务功能模块，该模块输入输出接口经由屏蔽电缆与控制系统平台的以太网接口连接，通过移动互联网，可接收处理客户发出的喷漆服务请求，为远程客户提供上门喷漆服务。

5.根据权利要求1所述的一种新能源车载移动式喷漆机器人系统，其特征：在于:所述新能源电动汽车一次充电行程可达150km，满足本装置内机器人在150km范围内的任何地点的自动喷漆作业。