本發(fā)明涉及一種涂層自動刮涂系統(tǒng)，屬于表面工程。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的涂層制備工藝主要為噴涂工藝，噴涂過程需添加溶劑調(diào)整適宜噴涂的最佳粘度。溶劑的加入導入對施工環(huán)境有防靜電、防爆等要求，且溶劑的揮發(fā)對操作者的健康影響也存在隱患。涂料刮涂工藝原料配制及施工過程均無溶劑添加，可減少對噴房等特殊生產(chǎn)場所的依賴，同時刮涂也便于厚涂層的快速施工，均有利于產(chǎn)品生產(chǎn)效率的提高。但目前刮涂還依舊采用手工進行操作，刮涂過程中由于操作人員刮刀使用方法，刮刀角度以及施力大小等在同一件產(chǎn)品上的不同部位有差異，不同操作人員刮涂技巧也有所不同，這就導致同一件產(chǎn)品不同位置的涂層以及不同批次的涂層都會有所差異；同時刮涂過程中卷入空氣的影響，也會造成涂層的不均勻性及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過刮涂打磨過程的自動化，實現(xiàn)涂料刮涂涂層性能的均勻一致性，減少涂層固化后的缺陷，降低產(chǎn)品試用過程中的質(zhì)量風險。

2、本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、一種涂層自動刮涂系統(tǒng)，包括工業(yè)機器人、力控裝置、轉(zhuǎn)臺、產(chǎn)品快換裝置、升降轉(zhuǎn)移車、末端執(zhí)行器和壓緊裝置；

4、產(chǎn)品接收后直接裝入升降轉(zhuǎn)移車，通過升降轉(zhuǎn)移車將待刮涂或打磨產(chǎn)品放置在產(chǎn)品快換裝置上；壓緊裝置用于壓緊產(chǎn)品；

5、工業(yè)機器人聯(lián)動轉(zhuǎn)臺，操持末端執(zhí)行器對產(chǎn)品進行刮涂或打磨作業(yè)，作業(yè)控制方式為力位混合控制，通過力控裝置的反饋自動調(diào)節(jié)刮涂打磨下壓力，保持全程恒力施工。

6、一種基于上述涂層自動刮涂系統(tǒng)的刮涂方法，包括：

7、接收產(chǎn)品，將產(chǎn)品安裝于產(chǎn)品快換裝置的子盤上，使用升降轉(zhuǎn)移車將產(chǎn)品移動至轉(zhuǎn)臺上方，使產(chǎn)品落在產(chǎn)品快換裝置的母盤上，產(chǎn)品放置完成，壓緊裝置的旋轉(zhuǎn)壓盤落在產(chǎn)品頂端，防止產(chǎn)品竄動；將打磨末端執(zhí)行器安裝于力控裝置末端；啟動該系統(tǒng)，通過力控裝置和打磨末端執(zhí)行器對產(chǎn)品基材進行恒力打磨；

8、將刮涂末端執(zhí)行器安裝于力控裝置末端；向刮涂末端執(zhí)行器的壓力桶中加入涂料，蓋上桶蓋，開啟氣源，啟動該系統(tǒng)；產(chǎn)品在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)，通過力控裝置和刮涂末端執(zhí)行器對產(chǎn)品基材進行恒力刮涂；刮涂結(jié)束后，升起頂部的壓緊裝置，搖動升降轉(zhuǎn)移車的手輪將產(chǎn)品升起，轉(zhuǎn)移至晾置區(qū)固化；

9、將涂層固化后的產(chǎn)品使用升降轉(zhuǎn)移車將產(chǎn)品移動至母盤上，產(chǎn)品放置完成，頂部的壓緊裝置落在產(chǎn)品頂端，防止產(chǎn)品竄動；將打磨末端執(zhí)行器安裝于力控裝置末端；啟動該系統(tǒng)，通過力控裝置和打磨末端執(zhí)行器對產(chǎn)品涂層進行恒力打磨。

10、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

11、(1)本發(fā)明應用于涂層施工生產(chǎn)，提高施工的效率、安全性以及涂層產(chǎn)品的質(zhì)量一致性。

12、(2)本發(fā)明以空氣壓力結(jié)合螺桿泵(33)形式輸送高粘度特種功能涂料，可輸送高粘度涂料，能夠通過調(diào)節(jié)螺桿泵(33)的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)輸出流量控制。

13、(3)本發(fā)明可安裝刮涂末端執(zhí)行器(32)或打磨末端執(zhí)行器(3)，通過力-位控制實現(xiàn)涂層一定厚度的穩(wěn)定刮涂，也可以實現(xiàn)基材/涂層表面的自動打磨。

14、(4)本發(fā)明通過產(chǎn)品快換裝置(7)實現(xiàn)快速上下工件，產(chǎn)品從接收到交付的中間過程安裝于產(chǎn)品快換裝置(7)子盤(71)上，便于在制品區(qū)分、流轉(zhuǎn)、存放。

15、(5)本發(fā)明通過涂層刮涂過程的自動化改進，實現(xiàn)刮涂涂層性能的均勻一致性，減少涂層固化后的缺陷，降低產(chǎn)品試用過程中的質(zhì)量風險。

技術(shù)特征：

1.一種涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，包括工業(yè)機器人(1)、力控裝置(4)、轉(zhuǎn)臺(6)、產(chǎn)品快換裝置(7)、升降轉(zhuǎn)移車(5)、末端執(zhí)行器(3)和壓緊裝置(8)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，所述升降轉(zhuǎn)移車(5)包括車架(51)、減速器(52)、絲杠(53)、托盤(54)、手輪(55)；減速器(52)、絲杠(53)、托盤(54)、手輪(55)分別安裝于車架(51)上，手輪(55)通過減速器(52)連接絲杠(53)，帶動托盤(54)上下移動。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，托盤(54)上設(shè)置有定位銷，用于定位放置產(chǎn)品快換裝置(7)的子盤(71)，用于放置、轉(zhuǎn)移產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，所述產(chǎn)品快換裝置(7)包括子盤(71)和母盤(72)；母盤(72)上安裝定位銷孔結(jié)構(gòu)件(74)；子盤(71)底面裝有定位銷(73)，子盤(71)兩側(cè)開有定位銷孔，用于與升降轉(zhuǎn)移車(5)托盤(54)定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，末端執(zhí)行器(3)為涂末端執(zhí)行器或打磨末端執(zhí)行器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，打磨末端執(zhí)行器由氣動打磨頭(31)和電磁閥組成，電磁閥接收打磨信號，啟通打磨氣路實現(xiàn)自動打磨。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，刮涂末端執(zhí)行器包括壓力桶(35)、輸料管路(34)、螺桿泵(33)和刮板(32)，壓力桶(35)內(nèi)上方的壓縮空氣將涂料經(jīng)由輸料管路(34)輸送至螺桿泵(33)入口，螺桿泵(33)控制涂料流量，末端連接刮板(32)，將涂料刮涂至產(chǎn)品表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，所述壓緊裝置(8)包括旋轉(zhuǎn)壓盤(81)和升降裝置(82)；使用時通過調(diào)整升降裝置(82)使旋轉(zhuǎn)壓盤(81)落在產(chǎn)品頂端，在產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)過程中，減小工件竄動。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)，其特征在于，刮涂、打磨作業(yè)控制方式為力位混合控制，位置控制采用機器人的軌跡跟蹤控制方式；力控制依靠力控制裝置檢測作用面法向力，并通過該方向的自由度移動刮涂、打磨末端執(zhí)行器來保持作業(yè)時與產(chǎn)品的恒定接觸力；運動控制方式采用軌跡追蹤控制，使末端執(zhí)行器(3)沿著在基坐標系內(nèi)給定的軌跡運動，將追從的軌跡設(shè)為末端執(zhí)行器(3)在固定在空間中的基坐標系中的位置矢量，對加速度進行pd反饋控制。

10.一種基于權(quán)利要求1所述的涂層自動刮涂系統(tǒng)的刮涂方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
一種涂層自動刮涂系統(tǒng)，包括工業(yè)機器人、力控裝置、轉(zhuǎn)臺、產(chǎn)品快換裝置、升降轉(zhuǎn)移車、末端執(zhí)行器和壓緊裝置；產(chǎn)品接收后直接裝入升降轉(zhuǎn)移車，通過升降轉(zhuǎn)移車將待刮涂或打磨產(chǎn)品放置在產(chǎn)品快換裝置上；壓緊裝置用于壓緊產(chǎn)品；工業(yè)機器人聯(lián)動轉(zhuǎn)臺，操持末端執(zhí)行器對產(chǎn)品進行刮涂或打磨作業(yè)，作業(yè)控制方式為力位混合控制，通過力控裝置的反饋自動調(diào)節(jié)刮涂打磨下壓力，保持全程恒力施工。本發(fā)明應用于涂層施工生產(chǎn)，提高施工的效率、安全性以及涂層產(chǎn)品的質(zhì)量一致性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鳳坤,高于,范海波,葉輝,賀晨,高旭,杜欣蔚,張西軍,馮小云
受保護的技術(shù)使用者：航天材料及工藝研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23