CN110653102A - 一种免拆卸喷枪姿态调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免拆卸喷枪姿态调整装置，属于喷涂设备技术领域。包括喷枪伸缩杆、喷枪安装支架、流量阀和喷枪，所述喷枪伸缩杆的外套管一端通过法兰与喷涂机器人末端的驱动机构连接，其中部与伸缩内管以弹簧挡销轴向定位同时以螺纹连接，伸缩杆内管另一端与喷枪安装支架螺纹连接，所述流量阀设置在喷枪安装支架的中部，所述喷枪设置在喷枪安装支架的前部。该装置可通过调节内外管相对位置改变自身长度，且喷枪安装支架上有若干刻度，将喷枪后端壳体边缘与刻度条对齐，即可将快速将喷枪调整到预设角度，实现工具坐标系的快速调整，以便针对不同的喷涂场景进行喷涂作业。

Description

一种免拆卸喷枪姿态调整装置

技术领域

本发明涉及一种喷枪，具体涉及一种免拆卸喷枪姿态调整装置。

背景技术

喷涂机器人的末端执行器是喷枪，通过喷枪支架与机器人法兰盘连接，通过在喷涂TCP点定义工具坐标系，即可以对喷涂轨迹进行编程。然而，由于喷涂工艺要求喷枪必须垂直于工件表面且保持恒定的距离，喷涂机器人的实际可用空间远远小于可达工作空间，因此如果喷涂较大的工件，往往需要用到较长的喷枪支架，但较长的喷枪支架虽然增大了喷涂空间，但也使得喷枪姿态灵活性大大降低，轻微的表面法矢变化都会引起机器人关节位形的巨大变化，容易出现超限和奇异，难以喷涂较小的工件或复杂表面。因此，增大喷涂范围和保证灵活性之间是存在矛盾的。如果一台机器人需要进行复杂形状的喷涂作业或者是在大小、形状显著不同的工件之间切换作业，人们不得不去拆卸、更换喷枪的连接支架，耗时耗力，极大地降低生产现场的节奏和效率，降低设备的使用效率。

随着机器人技术的不断发展，喷涂机器人需要完成的工作愈加多样化和复杂化，许多企业，特别是单间小批生产模式的企业，大多希望一台喷涂机器人可以尽量多的完成不同的作业，以提高设备的利用率，因此，通过简单调整即可使喷涂机器人适应大小，形状显著不同的工件的喷涂任务成为一种迫切需求。

如现有技术中申请号为CN201721709201.4，公开日为2018.07.31，发明名称为“一种机器人喷涂用加长支架”的中国实用新型专利，其技术方案为：一种机器人喷涂用喷枪加长支架，通过一体加工成型或焊接加工成型，包括机器人连接安装法兰面、喷涂喷枪连接面和连接杆。该专利所述的加长支架无法实现喷涂长度以及角度的调节，也就无法适应多种工况下的喷涂。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的上述问题，提出了一种免拆卸喷枪姿态调整装置，该装置通过简单操作即可改变机器人的工作空间和工具坐标系，使喷涂机器人在不同喷涂作业之间快速切换。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种免拆卸喷枪姿态调整装置，包括伸缩臂、喷枪安装支架、流量阀和喷枪，其特征在于：所述伸缩臂包括外套管和伸缩内管，所述伸缩内管滑接在外套管内部，伸缩内管底端插接有一内管塞，所述内管塞上设有弹簧挡销，所述弹簧挡销的头部伸出伸缩内管管壁，外套管管壁上设有若干调节孔，内管通过所述弹簧挡销插入调节孔中实现轴向固定；所述喷枪安装支架安装在伸缩内管前端，所述喷枪可拆卸地连接在喷枪安装支架前端，喷枪安装支架上设有用于标识喷枪喷射角度的刻度线。

进一步地，所述弹簧挡销包括弹簧座、弹簧和挡销，弹簧座设置在内管塞上，所述弹簧一端固定在弹簧座内，另一端与挡销固定连接。

进一步地，所述外套管内壁固定有若干个脚轮，所述脚轮与伸缩内管的外壁相切。

进一步地，所述外套管内壁设有导向槽，伸缩内管外壁设有凸棱，所述凸棱卡入导向槽中且可沿导向槽来回滑动。

进一步地，所述喷枪通过螺栓连接在喷枪安装支架上。

进一步地，所述外套管和伸缩内管的管壁上设有位置对应的螺纹孔。

进一步地，所述外套管近伸缩内管一端设有挡圈，所述挡圈固定连接在外套管端部，外套管另一端设有用于与喷涂机器人相连的法兰。

本发明的有益效果：

1、本发明所述喷枪姿态调整装置可通过调节伸缩臂改变喷枪安装支架的长度，从而改变喷涂机器人的工作空间；通过调节喷枪安装角度改变喷涂机器人的工具坐标系，从而增强喷涂机器人的适应能力，使机器人用更好的形位完成喷涂，降低轨迹规划和编程的难度，在不中断生产的情况下，喷涂机器人可在不同喷涂作业之间快速切换，可广泛应用于各种复杂喷涂场景下；

2、本发明中，所述伸缩臂采用弹簧挡销实现长度调节和固定，精度较高，且操作方便，可实现快速切换；喷枪安装支架上设有刻度线，可通过喷枪后端外壳边缘与刻度线相切判断并调节喷枪角度，确定后再通过螺栓将喷枪固定即可；

3、本发明中，所述外套管内壁设有导向槽，伸缩内管外壁设有凸棱，所述凸棱卡入导向槽中且可沿导向槽来回滑动。内管上的凸棱卡入外套管内壁上的导向槽，可实现内管的周向定位，防止内管的旋转；

4、本发明中，所述外套管内壁固定有若干个脚轮，所述脚轮与伸缩内管的外壁相切，所述脚轮可减小伸缩内管与外套管之间的摩擦力，使伸缩臂的长度调节更加顺畅；

5、本发明中，所述外套管近伸缩内管一端设有挡圈，所述挡圈固定连接在外套管端部，外套管另一端设有用于与喷涂机器人相连的法兰，所述挡圈既可以容纳伸缩内管通过，也可以防止伸缩内管脱离外套管。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明所述伸缩臂的内部结构示意图；

图3为本发明所述内管塞的结构示意图；

图4为本发明所述喷枪安装支架的结构示意图；

图5为本发明实施例3的示意图；

其中，

1、法兰，2、外套管，3、挡圈，4、内管塞，5、伸缩内管，6、弹簧座，7、弹簧，8、挡销，9、流量阀安装支架，10、流量阀，11、喷枪安装支架，12、喷枪，13、脚轮，14、凸棱，15、刻度线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

本实施例提供了一种免拆卸喷枪12姿态调整装置，包括伸缩臂、喷枪安装支架11、流量阀10和喷枪12，所述伸缩臂包括外套管2和伸缩内管5，所述伸缩内管5滑接在外套管2内部，伸缩内管5底端插接有一内管塞4，所述内管塞4上设有弹簧7挡销8，所述弹簧7挡销8的头部伸出伸缩内管5管壁，外套管2管壁上设有若干调节孔，内管通过所述弹簧7挡销8插入调节孔中实现轴向固定；所述喷枪安装支架11安装在伸缩内管5前端，所述喷枪12可拆卸地连接在喷枪安装支架11前端，喷枪安装支架11上设有用于标识喷枪12喷射角度的刻度线15。

本发明所述喷枪12姿态调整装置可通过调节伸缩臂改变喷枪安装支架11的长度，从而改变喷涂机器人的工作空间；通过调节喷枪12安装角度改变喷涂机器人的工具坐标系，从而增强喷涂机器人的适应能力，使机器人用更好的形位完成喷涂，降低轨迹规划和编程的难度。

实施例2

本实施例提供了一种免拆卸喷枪12姿态调整装置，包括伸缩臂、喷枪安装支架11、流量阀10和喷枪12，如图1所示，所述伸缩臂包括外套管2和伸缩内管5，外套管2和伸缩内管5均为中空结构；所述外套管2一端通过螺栓连接有法兰1，所述法兰1用于与喷涂机器人的驱动机构相连；所述伸缩内管5滑接于外套管2内部，伸缩内管5底端插接有一内管塞4，所述内管塞4上设有弹簧7挡销8，所述弹簧7挡销8的头部伸出伸缩内管5管壁，外套管2管壁上设有若干调节孔，所述内管通过弹簧7挡销8插入调节孔中实现轴向固定；所述喷枪安装支架11安装在伸缩内管5前端，其方向可根据需求进行调整，所述流量阀10设置在流量阀安装支架9的中部，其中流量阀安装支架9和流量阀10的安装方式均为现有技术，与本申请发明点无关，这里不再赘述。

优选的，所述弹簧7挡销8包括弹簧座6、弹簧7和挡销8，所述弹簧座6设置在内管塞4上，所述弹簧7一端固定在弹簧座6内孔的底端，另一端与挡销8固定连接；外套管2和伸缩内管5装配后，挡销8被弹簧7顶出，其半球端伸出伸缩杆外套管2的调节孔。

为减小伸缩内管5与外套管2之间调节时的摩擦力，所述外套管2内壁固定有若干个脚轮13，所述脚轮13与伸缩内管5的外壁相切。

为防止调节过程中伸缩内管5发生转动，所述外套管2内壁设有导向槽，伸缩内管5外壁设有凸棱14，所述凸棱14卡入导向槽中且可沿导向槽来回滑动。

为防止伸缩内管5滑脱，所述外套管2近伸缩内管5一端加装挡圈3，弹簧座6作为柱销，实现内管塞4和内管的固连配合；当发生挡销8失效或是挡位调节过度的情况，挡圈3会挡住内管塞4，避免伸缩内管5与外套管2发生脱离，同时，外套管2内的导向槽保证了挡销8与外套管2上调节孔的角度对应。

所述外套管2和伸缩内管5的管壁上设有位置对应的螺纹孔，外套管2与伸缩内管5通过螺钉进行二次固定。

本发明的调节原理如下：

将伸缩臂通过其一端的法兰1连接在机器人末端的驱动机构上。调节伸缩臂长度时，解除外套管2与伸缩内管5之间的螺钉连接，按压弹簧7挡销8使其进入外套管2内部，移动伸缩内管5至所需位置，该位置同时需要满足弹簧7挡销8可以再次从外套管2的其他调节孔伸出，用螺钉依次穿过外套管2和伸缩内管5上的螺纹孔，将外套管2和伸缩内管5紧固在一起，避免伸缩臂发生碰撞受力过大时，使弹簧7挡销8断裂而使外套管2和伸缩内管5之间发生滑动；调节喷枪12角度时，解除喷枪12与喷枪安装支架11间的螺钉连接，转动喷枪12使其外壳边缘与所需角度的对应刻度线15相切，用螺钉固定喷枪12与喷枪安装支架11的相对角度。

实施例3

本发明的主要应用环境为喷涂机器人的涂装现场，如图5所示是本发明的一个典型实施案例，包括本发明所述的喷涂装置、ABB公司IRB5500型号喷涂机器人以及一个待喷涂工件。喷涂机器人在喷涂工件的A表面时，由于需要将喷枪12深入到管道内壁，因此可以将伸缩臂长度调整到最大，喷枪12角度调整为90°，这样可以获得最大的喷涂范围，并且喷枪12垂直于A表面时，机器人及伸缩臂不会与管道内壁发生碰撞；在喷涂工件的B表面时，此时不需要很大的喷涂范围，而且如果仍然使用90°的喷枪12安装角度，当喷枪12垂直于B表面时，机器人关节容易超限，因此可以将伸缩臂长度缩短，并且将喷枪12角度调整为45°，喷涂时机器人的位形比较合理；在喷涂工件的C表面时，如果使用90度的喷枪12安装角度，当喷枪12垂直于C表面时，伸缩臂末端的机器人法兰1盘及机器人的腕关节容易与C表面发生刮擦，因此可以将伸缩臂长度调整为最短，喷枪12角度调整为0°，此时机器人各关节远离工件表面，喷涂过程非常安全。本发明的装置共有4个预设长度和5个预设喷枪12角度，共20种组合，可以根据需要为不同的长度和角度组合预设工件坐标系，在每次调整伸缩臂的长度和喷枪12的角度后，在机器人控制系统内选择相应的工件坐标系，不必更改机器人喷涂程序即可进行喷涂作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种免拆卸喷枪姿态调整装置，包括伸缩臂、喷枪安装支架（11）、流量阀（10）和喷枪（12），其特征在于：所述伸缩臂包括外套管（2）和伸缩内管（5），所述伸缩内管（5）滑接在外套管（2）内部，伸缩内管（5）底端插接有一内管塞（4），所述内管塞（4）上设有弹簧（7）挡销（8），所述弹簧（7）挡销（8）的头部伸出伸缩内管（5）管壁，外套管（2）管壁上设有若干调节孔，内管通过所述弹簧（7）挡销（8）插入调节孔中实现轴向固定；所述喷枪安装支架（11）安装在伸缩内管（5）前端，所述喷枪（12）可拆卸地连接在喷枪安装支架（11）前端，喷枪安装支架（11）上设有用于标识喷枪（12）喷射角度的刻度线（15）。

2.根据权利要求1所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述弹簧（7）挡销（8）包括弹簧座（6）、弹簧（7）和挡销（8），弹簧座（6）设置在内管塞（4）上，所述弹簧（7）一端固定在弹簧座（6）内，另一端与挡销（8）固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述外套管（2）内壁固定有若干个脚轮（13），所述脚轮（13）与伸缩内管（5）的外壁相切。

4.根据权利要求3所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述外套管（2）内壁设有导向槽，伸缩内管（5）外壁设有凸棱（14），所述凸棱（14）卡入导向槽中且可沿导向槽来回滑动。

5.根据权利要求1所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述喷枪（12）通过螺栓连接在喷枪安装支架（11）上。

6.根据权利要求1所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述外套管（2）和伸缩内管（5）的管壁上设有位置对应的螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种免拆卸喷枪姿态调整装置，其特征在于：所述外套管（2）近伸缩内管（5）一端设有挡圈（3），所述挡圈（3）固定连接在外套管（2）端部，外套管（2）另一端设有用于与喷涂机器人相连的法兰（1）。

Images