专利名称：一种喷涂机器人用防沉淀供料系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，属于机器人喷涂技术领域。
背景技术：
由机器人携带喷枪进行自动化喷涂操作时，为保证涂层厚度的均一性，对喷枪流量的稳定具有较高的要求。然而，当喷涂流量小、供料管路长，或使用高固体份含量的涂料长时间工作时，涂料中的固体份容易沉积在管路内，导致管路流量发生衰减。流量衰减现象会导致喷枪流量不稳定，对喷涂效果和涂层厚度均匀性造成极为不良的影响，甚至导致管路堵塞。通过对已有专利的调研发现，目前工业领域中，防止涂料管路内涂料沉淀和流量衰减主要有以下四种方法第一种方法是采用循环到枪模式进行供料。即选用支持内循环的喷枪，涂料经进料管到喷枪后，一部分从喷嘴喷出，另一部分从回料管流回涂料容器，因此不论喷枪开枪与否，涂料在管路中始终都处于循环流动状态，避免了涂料凝结或沉淀。但是，由于喷枪流量较小，管路内的涂料流动速度是比较慢的，对于长尺寸管路、高固体份涂料来说，仍然会出现涂料沉积和流量衰减现象。第二种方法是在第一种方法的基础上，增大供料压力，提高管路内涂料的流量，通过提高涂料在管路内的流动速度避免沉淀。但管路内压力升高会导致喷枪流量随之增大，因此需要同时把自动喷枪的针阀开口调小，以便在管路循环流量很高的情况下获得合适的喷枪流量，由此带来的问题是喷枪针阀开口被调得很小，一旦喷针在使用过程中发生磨损，则喷枪喷出的漆柱就会出现歪斜、飞散等现象，严重影响喷涂质量。第三种方法是采用主路循环，喷枪盲端的方式进行供料。即在主管路中高速循环涂料，而在主路中接一根涂料管到喷枪进行供料，并喷枪入口处串接一个枪下调压器，调节喷枪喷出流量。这种方式可以解决主管路中的沉淀问题，同时避免了针阀开口调节过小的问题。但喷枪改为盲端后的最大问题是喷枪不开枪时，涂料在主路到喷枪这一段的管路内是不流动的，因此如较长时间不开枪，同样会造成涂料沉积和流量衰减问题。第四种方法是通过在涂料管路中串接流量计、计量齿轮泵等元器件采集流量信号，并通过控制器实现流量的闭环控制。一旦发现流量衰减，则自动提高供料压力，使流量恢复正常。但该方式的缺点是实施成本高，因为流量计、计量齿轮泵等元器件的价格非常昂贵，而且非常精密，对于固体份较高的涂料来说，非常容易造成流量计等元器件的磨损，使系统控制精度下降。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是克服小喷涂流量、长尺寸管道和大比重、高固体份、易沉淀涂料带来的涂料沉积和流量衰减问题，设计一种适用于喷涂机器人的，结构简单、成本低廉的涂料输送系统。[0009]本实用新型的技术方案如下一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，包括带有搅拌器的涂料容器、进料管路、自动喷枪和回料管路，进料管路从涂料容器中连出，依次连接涂料入口通断阀、涂料泵、过滤器入口球阀、过滤器、过滤器出口球阀、总调压阀和主路调压阀，最终连接到自动喷枪；回料管路从自动喷枪连出，依次连接背压阀和涂料出口通断阀，最终连回到涂料容器；其特征在于在总调压阀和主路调压阀之间用三通增加一个旁路，旁路内串接旁路调压阀，与回料管路汇接于背压阀入口前；该系统还包括稀料容器和回收容器，所述的稀料容器经稀料入口通断阀与涂料泵的入口连接，回收容器经稀料出口通断阀与背压阀出口的回料管路相连。[0011 ] 所述搅拌器采用气动往复式搅拌器。所述涂料泵采用隔膜泵、活塞泵或齿轮泵。所述稀料入口通断阀、涂料入口通断阀、稀料出口通断阀和涂料出口通断阀采用气动通断阀或手动通断阀。所述总调压阀、旁路调压阀和主路调压阀采用气动式调压阀或手动式调压阀。所述背压阀采用手动式背压阀或气动式背压阀。所述自动喷枪为自动空气喷枪。本实用新型与已有技术相比，具有以下优点及突出性效果①在喷枪的供料管路中增加一个旁路，从而提高了管路总流量，使得管路内涂料流动速度加快，避免了涂料沉积现象的发生，同时，由于旁路的分流作用，输送涂料给喷枪的主管路内流量并未增加，因此无需把喷枪针阀调节得太小，避免了喷枪出口漆柱歪斜、飞散等问题。②通过总调压阀、主路调压阀和旁路调压阀的共同作用，可以根据喷枪流量需求对管路总流量、主管路流量和旁管路流量进行灵活调节，在不开枪时采用高压力、大流量进行循环，避免长时间不开枪时涂料沉积在管路内部。③在系统中同时连接稀料容器、涂料容器和回收容器，并通过稀料入口通断阀、涂料入口通断阀、稀料出口通断阀和涂料出口通断阀的开闭组合实现了涂料、稀料的快速切换供应，在喷涂作业间隙内对管路进行快速清洗。有效避免了长时间喷涂作业时，涂料在管路内发生沉积的问题。④在涂料容器中采用往复式搅拌器，搅拌效果更佳，有效避免了涂料在容器内的凝结和沉淀。⑤系统结构简单、实施方便、成本低廉，可以有效解决长尺寸管路、高固体份涂料带来的涂料沉积和流量衰减问题，且适用范围广泛、通用性好，可广泛应用于大型喷涂机器人、管道喷涂机器人等需长距离输送涂料的场合。
图I为本实用新型所述一种喷涂机器人用防沉淀供料系统的原理图。其中1_稀料入口通断阀；2_涂料入口通断阀；3_涂料泵；4_过滤器入口球阀；5-过滤器；6_过滤器出口球阀-J-总调压阀；8_旁路调压阀；9_主路调压阀；10_自动喷枪；11-背压阀；12_稀料出口通断阀；13_涂料出口通断阀；14_搅拌器；15_稀料容器；16-涂料容器；17_进料管路；18_回收容器；19_回料管路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构、原理和工作过程进一步说明。I.供料系统的具体结构如图I所示，本实用新型的供料系统包括带有搅拌器14的涂料容器16、进料管路17、自动喷枪10和回料管路19，进料管路17从涂料容器16中连出，依次连接涂料入口通断阀2、涂料泵3、过滤器入口球阀4、过滤器5、过滤器出口球阀6、总调压阀7和主路调压阀9，最终连接到自动喷枪10 ;回料管路从自动喷枪10连出，依次连接背压阀11和涂料出口通断阀13，连回到涂料容器16 ;其特征在于在总调压阀7和主路调压阀9之间用三通增加一个旁路，旁路内串接旁路调压阀8，与主路汇接于背压阀11入口前；系统还包括稀料容器15和回收容器18，稀料容器15经稀料入口通断阀I与涂料泵3的入口连接，回收容器18经稀料出口通断阀12与背压阀11出口的回料管路19相连。 所述搅拌器14采用气动往复式搅拌器，与单向搅拌器相比，搅拌效果更佳，且不易出现气泡现象。所述涂料泵3可采用气动隔膜泵，具有体积小、安装方便、适用于中高粘度且较大颗粒液体等优良特性，也可根据实际需要采用活塞泵和齿轮泵等其他泵。所述稀料入口通断阀I、涂料入口通断阀2、稀料出口通断阀12和涂料出口通断阀13采用气动通断阀或手动通断阀。所述总调压阀7、旁路调压阀8和主路调压阀9采用气动式调压阀或手动式调压阀。所述背压阀11采用手动式背压阀或气动式背压阀。所述自动喷枪10采用LVMP型自动空气喷枪，也可采用HVLP等其他类型的自动空气喷枪。过滤器5经常需要更换滤芯，为了实现滤芯的在线更换并防止涂料泄漏，在过滤器5的上下游布置过滤器入口球阀4和过滤器出口球阀6，在清洗、拆换滤芯前，不必排空管路，只需关闭过滤器入口球阀4和过滤器出口球阀6即可。2.供料系统的工作原理本实用新型的基本原理是依靠旁路的分流作用增加主管路内涂料的流量，从而增加主管路内涂料的循环速度，降低长尺寸管路和高固体份涂料带来的流量衰减效应；同时，设计能快速切换涂料和稀料供给的结构，在喷涂作业间隙时对管路进行清洗，进一步避免涂料沉积现象的出现。3.供料系统的典型工作过程I)喷涂准备。首先将稀料注入稀料容器15，配比好的涂料注入涂料容器16，清空回收容器18 ;然后打开搅拌器14，在整个喷涂作业过程中对涂料容器16中的涂料进行不间断的搅拌，避免涂料在涂料容器16内发生凝固和沉淀；保持自动喷枪10关闭，打开涂料泵，打开涂料入口通断阀2和涂料出口通断阀13，关闭稀料入口通断阀I和稀料出口通断阀12，使涂料从涂料容器16中被抽出，经进料管路17到达自动喷枪10，再经回料管路19流回涂料容器16，处于循环状态。2)压力设置和调节。保持自动喷枪10关闭，调节总调压阀7压力为P1、主路调压阀9压力为P2、旁路调压阀8压力为P3,背压阀11压力为P4,使涂料处于高速循环状态，记录各调压阀数值；打开自动喷枪10，测量喷枪流量g，调节总调压7阀压力为P' i、主路调压阀9压力为P' 2、旁路调压阀8压力为P' 3，得到需要喷枪流量q，记录当前各调压阀压力值。3)不喷涂时。保持自动喷枪为关闭状态，调节总调压阀7压力为P1、主路调压阀9压力为P2、旁路调压阀8压力为P3，使涂料在管路内高速循环。4)喷涂时。调节总调压阀7压力为P' i、主路调压阀9压力为P' 2、旁路调压阀8压力为P' 3，打开自动喷枪10，进行喷涂作业。5)清洗作业。当喷涂作业超过一定时间或较长时间不开枪时，关闭涂料入口通断阀2和涂料出口通断阀13，打开稀料入口通断阀I和稀料出口通断阀12，使稀料从稀料容器15中被抽出，在涂料管路内循环后，流到回收容器18，完成涂料管路的清洗。清洗完毕后，重新打开涂料入口通断阀2和涂料出口通断阀13，关闭稀料入口通断阀I和稀料出口通 断阀12，恢复涂料循环状态。6)作业结束。整个喷涂作业结束后，排空管路内涂料，从稀料容器15内抽取稀料清洗管路，方法同步骤5)。在上述工作过程中，具体的调压阀压力设置和调节办法是I)首先设置背压阀11压力，设置好后通常不再改动。2)初步设置各调压阀压力。3)如需提高循环流量，则提高旁路调压阀8压力；反之，则降低旁路调压阀8压力。4)如旁路调压阀8全开后循环流量仍然不能满足要求，则提高总调压阀7压力。5)如需提高喷枪流量，则提高主路调压阀9压力；反之，则降低主路调压阀9压力值6)总流量、主路流量和旁路流量之间是存在耦合作用的，涂料性质和管路长度的不同也对压力设置有影响，因此各调压阀的具体压力值需根据实际情况确定。
权利要求1.一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，包括带有搅拌器的涂料容器(16)、进料管路(17)、自动喷枪(10)和回料管路(19)，进料管路(17)从涂料容器(16)中连出，依次连接涂料入口通断阀(2)、涂料泵(3)、过滤器入口球阀⑷、过滤器(5)、过滤器出口球阀(6)、总调压阀(7)和主路调压阀(9)，最终连接到自动喷枪(10);回料管路从自动喷枪(10)连出，依次连接背压阀(11)和涂料出口通断阀(13)，最终连回到涂料容器(16);其特征在于在总调压阀(7)和主路调压阀(9)之间用三通增加一个旁路，旁路内串接旁路调压阀(8)，与回料管路汇接于背压阀(11)入口前；该系统还包括稀料容器(15)和回收容器(18)，所述的稀料容器(15)经稀料入口通断阀(I)与涂料泵(3)的入口连接，回收容器(18)经稀料出口通断阀(12)与背压阀(11)出口的回料管路(19)相连。
2.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述搅拌器(14)采用气动往复式搅拌器。
3.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述涂料泵(3)采用隔膜泵、活塞泵或齿轮泵。
4.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述稀料入口通断阀(I)、涂料入口通断阀(2)、稀料出口通断阀(12)和涂料出口通断阀(13)采用气动通断阀或手动通断阀。
5.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述总调压阀(7)、旁路调压阀(8)和主路调压阀(9)采用气动式调压阀或手动式调压阀。
6.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述背压阀(11)采用手动式背压阀或气动式背压阀。
7.根据权利要求I所述的一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，其特征在于所述自动喷枪(10)为自动空气喷枪。
专利摘要一种喷涂机器人用防沉淀供料系统，包括涂料容器、稀料容器、回收容器、进料管路、回料管路和自动喷枪。该系统在进料管路和回料管路之间增加了一个旁路，依靠旁路的分流作用增加管路流量，提高涂料的循环速度，降低长尺寸管路和高固体份涂料带来的流量衰减效应；同时，该系统通过四个通断阀实现了稀料和涂料的快速切换供应，可在喷涂作业间隙时对管路进行快速清洗，进一步避免了长时间喷涂作业时，涂料在管路内发生沉积的问题。该系统适用于喷涂流量小、管路尺寸长、涂料固体份含量高的场合。
文档编号B05B9/04GK202539008SQ20122014070
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日
发明者伊强, 杨东超, 杨向东, 潘玉龙, 王国磊, 缪东晶, 邵君奕, 陈恳 申请人:清华大学