一种全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的制作方法

1.本发明涉及一种全自动工件喷漆喷砂设备，尤其涉及一种无人式高效率全自动喷漆喷砂设备。


背景技术：

2.现有技术针对喷漆喷砂设备采取的技术方案为：现有喷漆喷砂设备利用输送带输送工件，设备内部上方固定大量喷枪完全覆盖喷涂区域，对输送带上经过喷涂区域的工件进行喷漆喷砂处理，然后输送至设备外部。
3.现有技术的缺点为：
4.(1)生产效率受工件大小及摆放密度的影响，工件尺寸和摆放密度基本成反比，因此摆放密度小产能就会偏低。
5.(2)由于喷漆喷砂处理工艺的特点，加工过程中会有大量的粉尘或废气产生，会对喷涂设备、车间环境以及作业工人的健康产生很大的危害。
6.(3)大量喷枪所需能耗较高，增加生产成本。
7.(4)由于喷枪在输送带上方，因此工件底部无法被喷涂，导致工件需要二次加工，增加了人力、财力、物力。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，控制好加工过程中的粉尘和废气的扩散范围，以及提高设备综合效率，降低能耗，使工件正反面在同一设备内部一次性完成喷漆或喷砂处理，本发明提供了一种全自动翻转式工件喷漆喷砂设备。
9.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全自动翻转式工件喷漆喷砂设备，由两套平行排列的自动翻转式喷漆喷砂模组组成，两套平行排列的自动翻转式喷漆喷砂模组之间设有一套换向翻转模组部分，每套自动翻转式喷漆喷砂模组包括喷枪模组部分、翻转模组部分、限位模组部分、吸尘分离模组部分、工件输送模组部分，
10.所述喷枪模组部分，安装在设备骨架上部，可根据实际需要更换喷漆枪或喷砂枪，用于对一个工件进行喷漆或喷砂；
11.所述翻转模组部分，安装在设备骨架中部，喷枪模组下方，用于同时吸取四个工件，并将喷漆或喷砂完成的工件旋转至最低点放至工件输送模组的输送带上；
12.所述限位模组部分，固定连接在设备骨架上，并位于翻转模组与输送带内，用于穿过输送带垂直上下运动阻挡工件；
13.所述吸尘分离模组部分，安装在设备骨架顶部和底部，用于将大颗粒粉尘收集至储砂漏斗内，吸入小颗粒粉尘进行缓冲筛选，将相对较大颗粒粉尘再次分离出来回收到储砂漏斗内，其它的粉尘废气从上方出口排出；
14.所述工件输送模组部分，安装在设备骨架上，并位于翻转模组与储砂漏斗之间，用于工件从设备入口连续输送到限位模组上方，由翻转模组部分的真空吸盘吸住，旋转至最
上层进行喷漆或喷砂；
15.所述换向翻转模组部分，安装在设备最后部，并位于两套工件输送模组中间位置的上方，用于将第一条输送带上正面朝上并喷漆或喷砂完成的工件换向翻转至反面朝上，输送给第二条输送带进行反面的喷漆或喷砂处理。
16.进一步，所述喷枪模组部分包括喷枪模组、喷枪模组电机、喷枪气管模组，所述喷枪模组电机通过偏心传动轮连接喷枪模组。
17.进一步，所述翻转模组部分中的翻转模组通过四通气动滑环定子固定板和分度盘固定板固定在设备骨架中部内。
18.进一步，所述翻转模组中的步进电机固定在分度盘固定板上，并通过橡胶摩擦轮带动真空吸盘法兰持续旋转；两通气动滑环方形固定架通过分度盘旋转法兰固定在分度盘上，使两通气动滑环方形固定架能随分度盘同步旋转，四颗两通气动滑环定子端固定在两通气动滑环固定架的四个平面上，三个真空吸盘固定在真空吸盘法兰上形成三角形，并可调整三个真空吸盘的相对位置以适应尺寸差距较大的工件；真空吸盘法兰通过四支吸盘法兰支撑架固定在两通气动滑环转子端顶部，气流通过两通气动滑环定子进气口和两通气动滑环转子出气口相通，使两通气动滑环转子端和真空吸盘法兰同步无限旋转的同时能够保持气压；所述四通气动滑环通过导向轴与分度盘保持在同一轴心上，并且导向轴固定在分度盘法兰上，当分度盘法兰旋转时，通过导向轴带动四通气动滑环转子端做同步运动，四通气动滑环转子端通过四通气动滑环转子固定板固定在导向轴上，使四通气动滑环转子端和两通气动滑环方形固定架做同步旋转运动。
19.进一步，所述四通气动滑环作为气源输入端，通过四个四通气动滑环定子进气口输入正压或负压，四个四通气动滑环转子出气口通过真空过滤器分别连接四个两通气动滑环定子进气口，两通气动滑环转子出气口通过气管转接头连接三个真空吸盘，从而实现翻转模组在径向和轴向可以无限旋转的同时还能保持气压。
20.进一步，所述限位模组部分中的限位模组通过限位模组固定架固定在设备骨架上；所述限位模组部分中的长行程气缸和阻挡气缸通过气缸固定板固定在限位模组固定架上，限位气缸通过限位气缸固定板固定在限位模组固定架旁边的设备骨架上，三根阻挡导杆通过阻挡气缸法兰固定在阻挡气缸上，载台通过载台支架固定在长行程气缸上，使载台能穿过输送带垂直上下运动；所述载台上设有前端磁性接触传感器和后端磁性接触传感器，且前端磁性接触传感器连接阻挡气缸，后端磁性接触传感器连接长行程气缸；当前端磁性接触传感器感应到有工件经过时，所述前端磁性接触传感器触发阻挡气缸上升，使阻挡导杆挡住工件停止移动；当工件被阻挡导杆阻挡时，所述后端磁性接触传感器触发长行程气缸上升；所述长行程气缸还连接翻转模组的外部气压传感器，用于翻转模组的外部气压传感器感应到真空吸盘负压值达标时，所述长行程气缸下降归位。
21.进一步，所述限位气缸位置略高于载台平面，并且固定有弧形限位挡杆，当工件被阻挡导杆阻挡时，两个弧形限位挡杆向内推动，使圆形、方形或长方形工件能保持在载台中央位置，然后快速收缩归位，便于长行程气缸上升；所述弧形限位挡杆外部包裹有软橡胶套，防止向内挤压推动工件时造成压痕或其他损伤。
22.进一步，所述吸尘分离模组部分在设备骨架上部两侧分别设有四个负压吸尘口，单侧的两个负压吸尘口通过风管连接粉尘分离器；在避砂区和换向翻转模组上方的负压吸
尘口与喷枪模组之间增加一块吸尘口挡板，将负压区设置在设备内部进出口避砂区和换向模组上方，使粉尘到达进出口避砂区时或换向翻转模组区域之前能被向上吸走，避免扩散到设备外部。
23.进一步，所述换向翻转模组部分中的滑轨通过滑轨固定支架固定在设备骨架上，升降气缸通过滑台法兰固定在滑台上，旋转气缸本体通过气缸连接块和升降气缸固定在一起，并随升降气缸上下移动，气动机械夹通过气动机械夹固定板固定在旋转气缸的旋转法兰上，能随旋转气缸做180
°
旋转运动，弧形夹持臂一通过气动机械夹爪片固定在气动机械夹上，弧形夹持臂二通过塞打螺栓固定在弧形夹持臂一上，并绕塞打螺栓旋转，弧形弹簧片一端固定在弧形夹持臂一上，另一端抵在弧形夹持臂二上，弧形夹持臂外部包裹有弧形夹持臂一橡胶套和弧形夹持臂二橡胶套，防止机械夹在取放过程中对工件造成损伤，弧形弹簧片能使弧形夹持臂一和弧形夹持臂二合拢时能兼容夹持圆形、方形和长方形工件。
24.进一步，所述设备骨架后部的换向翻转模组部分处设置有两扇百叶窗式后门，用于降低换向翻转模组区域的粉尘量，减小粉尘对换向翻转模组的影响。
25.本发明的有益在于：
26.(1)翻转模组翻转时间间隔短，相当于工件摆放密度大，单套翻转模组每次旋转90
°
，单次旋转耗时小于2秒，可以同时吸取四个工件，喷砂完成的工件旋转至最低点放至输送带时也能倒掉喷砂过程中工件内聚集的磨料，然后送往换向翻转模组后继续吸取下一个，以此能够缩短工件之间的切换时间，显著提升产能。
27.(2)粉尘及废气处理方式只是简单更改了设备的内部构造，结构简单，降低成本的同时就能达到减小粉尘或废气扩散范围的效果。
28.(3)喷枪模组每次只需覆盖一个工件直径的范围，因此3
‑
5把喷枪即可满足要求，从而降低设备能耗。
29.(4)换向翻转模组能调整工件的正反面方位，使工件在同一设备内正反两面都能被喷漆或喷砂，节省了二次喷涂或更换设备的时间，大大提升喷涂效率。
附图说明
30.图1为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的实施例剖面构造图；
31.图2为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的翻转模组结构图；
32.图3为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的俯视图；
33.图4为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的等轴测右视图；
34.图5为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的等轴测左视图；
35.图6为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的俯视图；
36.图7为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备的右视图；
37.图8为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备翻转模组等轴测视图；
38.图9为全自动翻转式工件喷漆喷砂设备翻转模组右视图；
39.图10为翻转模组四通气动滑环等轴测视图；
40.图11为翻转模组的分度盘部分局部放大视图
41.图12为翻转模组的两通气动滑环和吸盘模组的等轴测视图；
42.图13为翻转模组的等轴测透视图；
43.图14为限位模组的等轴测视图；
44.图15为限位模组右视图；
45.图16为限位模组俯视图；
46.图17为换向翻转模组等轴测视图；
47.图18为换向翻转模组局部放大视图；
48.图19为换向翻转模组左视图；
49.图20为换向翻转模组机械爪部分等轴测视图；
50.图21为换向翻转模组主视图；
51.图22为换向翻转模组俯视图；
52.图23为换向翻转模组零件放大图；
53.附图标记说明：01.排气管，02.粉尘分离器，03.设备骨架，04.换向翻转模组区域，05.储砂漏斗，06.抽砂管阀门，07.出口输送带马达罩，08.输出输送带，09.入口输送带马达，10.输送带传动轴，11.入口避砂区，12.负压吸尘口，13.设备顶部外壳，14.百叶窗式后门，15.换向翻转模组中的滑轨，16.出口避砂区，17.喷枪气管模组，18.设备中部外壳，19.偏心传动轮，20.换向翻转模组机械爪，21.翻转模组，22.限位模组，23.入口载台，24.出口载台，25.入口输送带马达，26.限位气缸，27.限位弧形挡杆橡胶套，28.限位模组载台，29.前端磁性接触传感器，30.限位模组载台支架，31.限位气缸固定板一，32.限位气缸固定板二，33.限位模组固定架，34.长行程气缸，35.限位弧形挡杆，36.气缸固定板，37.阻挡气缸法兰，38.阻挡导杆，39.喷枪模组，40.阻挡气缸，41.后端磁性接触传感器，42.滑轨驱动电机，43.滑台，44.滑台法兰，45.气缸连接块，46.气动机械夹，47.旋转气缸，48.升降气缸，49.弧形夹持臂一，50.弧形夹持臂二橡胶套，51.弧形夹持臂二，52.弧形弹簧片，53.气动机械夹固定板，54.滑轨固定支架，55.弧形夹持臂一橡胶套，56.旋转气缸旋转法兰，57.旋转气缸本体，58.塞打螺栓，59.气动机械夹爪片，60.橡胶摩擦轮，61.步进马达，62.分度盘，63.圆形吸盘法兰，64.真空吸盘，65.吸盘法兰支撑架，66.两通气动滑环定子端，67.四通气动滑环定子端进气口，68.导向轴，69.四通气动滑环定子固定板，70.四通气动滑环定子端，71.四通气动滑环转子端出气口，72.真空过滤器，73.分度盘固定板，74.两通气动滑环定子进气口，75.两通气动滑环转子出气口，76.轴承座，77.四通气动滑环转子端，78.四通气动滑环转子固定板，79.分度盘旋转法兰，80.两通气动滑环固定架，81.两通气动滑环转子端，82.两通气动滑环定子固定块，83.限位气缸模组，84.吸尘口挡板，85.输入输送带，
具体实施方式
54.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式做进一步说明。
55.如图1至图23所示，一种全自动翻转式工件喷漆喷砂设备，由两套平行排列的自动翻转式喷漆喷砂模组组成，两套平行排列的自动翻转式喷漆喷砂模组之间设有一套换向翻转模组部分，每套自动翻转式喷漆喷砂模组包括设备部分、翻转模组部分、限位模组部分。
56.设备部分：
57.设备骨架03下部右侧出口输送带马达罩07内装有出口输送带电机和输送带08，输送带08上方设有出口避砂区16，底部设有储砂漏斗05，左侧有相同的结构，上部两侧分别设
有负压吸尘口12，四个负压吸尘口12通过排气管01分别连接一个粉尘分离器02，喷枪模组电机通过偏心传动轮19连接喷枪模组39。另外在出口避砂区16、入口避砂区11和换向翻转模组区域04上方的负压吸尘口12与喷枪模组39之间增加一块吸尘口挡板84，将负压区设置在设备内部进出口避砂区上方，使粉尘或废气到达进出口避砂区时能被向上吸走，避免扩散到设备外部。
58.翻转模组部分：
59.翻转模组21通过四通气动滑环定子固定板69和分度盘固定板73固定在设备骨架03中部内。步进电机61固定在分度盘固定板73上，并通过橡胶摩擦轮60带动真空吸盘法兰63持续旋转。两通气动滑环方形固定架80通过分度盘旋转法兰79固定在分度盘62上，使两通气动滑环方形固定架80能随分度盘62同步旋转，四颗两通气动滑环定子端66固定在两通气动滑环固定架80的四个平面上，通过两通气动滑环定子端固定块82进行加固，三个真空吸盘64固定在圆形吸盘法兰63上形成三角形，并可调整三个真空吸盘64的相对位置以适应尺寸差距较大的工件。圆形吸盘法兰63通过四支吸盘法兰支撑架65固定在两通气动滑环转子端81顶部，气流通过两通气动滑环定子进气口74和两通气动滑环转子出气口75相通，使两通气动滑环转子端81和圆形吸盘法兰63同步无限旋转的同时能够保持气压。四通气动滑环通过导向轴68与分度盘62保持在同一轴心上，并且导向轴68固定在分度盘旋转法兰79上，当分度盘旋转法兰79旋转时，通过导向轴68带动四通气动滑环转子端77做同步运动，四通气动滑环转子端77通过四通气动滑环转子固定板78固定在导向轴68上，因此四通气动滑环转子端77可以和两通气动滑环方形固定架80做同步旋转运动。作为气源输入端，四通气动滑环通过四个四通气动滑环定子进气口67输入正压或负压，四个四通气动滑环转子出气口71通过真空过滤器72分别连接四个两通气动滑环定子进气口74，两通气动滑环转子出气口75通过气管转接头连接三个真空吸盘64，从而实现翻转模组21在径向和轴向可以无限旋转的同时还能保持气压。
60.限位模组部分：
61.限位模组22通过限位模组固定架33固定在设备骨架03上，并位于翻转模组部分与储砂漏斗05的输送带08内。长行程气缸34和阻挡气缸40通过气缸固定板36固定在限位模组固定架33上，三根阻挡导杆38通过阻挡气缸法兰37固定在阻挡气缸40上，当前端磁性接触传感器29感应到有工件经过时，触发阻挡气缸40上升，使阻挡导杆38挡住工件停止移动，利用阻挡导杆38挡停工件的同时感应到后端磁性接触传感器41，触发限位气缸26推出并保持2秒，利用带橡胶套的限位弧形挡杆35推动工件，使不同形状的工件能保持在载台28的中央位置，两秒后限位气缸归位，同时触发长导杆气缸34托起载台28上升。载台28通过载台支架30固定在长行程气缸34上，使载台能穿过输送带垂直上下运动，当翻转模组21的外部气压传感器感应到真空吸盘64负压值达标时，长行程气缸34下降归位。
62.换向翻转模组部分：
63.换向翻转模组中的滑轨15通过滑轨固定支架54固定在设备骨架03上，升降气缸48通过滑台法兰44固定在滑台43上，旋转气缸本体57通过气缸连接块45和升降气缸48固定在一起，并随升降气缸48上下移动，气动机械夹46通过气动机械夹固定板53固定在旋转气缸47的旋转法兰56上，能随旋转气缸47做180
°
旋转运动，弧形夹持臂一49通过气动机械夹爪片59固定在气动机械夹46上，弧形夹持臂二51通过塞打螺栓58固定在弧形夹持臂一49上，
并绕塞打螺栓58旋转，弧形弹簧片52一端固定在弧形夹持臂一49上，一端抵在弧形夹持臂二51上，弧形夹持臂外部包裹有弧形夹持臂一橡胶套55和弧形夹持臂二橡胶套50，防止机械夹在取放过程中对工件造成损伤，弧形弹簧片52的设计可以使弧形夹持臂一49和弧形夹持臂二51合拢时能兼容夹持圆形、方形和长方形工件。
64.设备启动后，入口输送带电机09带动输入输送带85持续运行，工件从入口避砂区11进入设备内部，当感应到前端磁性接触传感器29时，阻挡气缸40上升，利用阻挡导杆38挡停工件的同时感应到后端磁性接触传感器41，触发限位气缸26推出并保持2秒，利用带橡胶套的限位弧形挡杆35推动工件，使不同形状的工件能保持在载台28的中央位置，两秒后限位气缸归位，同时触发长导杆气缸34托起载台28上升，使工件接触翻转模组21上的真空吸盘64，真空吸盘64由正压转为负压吸紧工件。当外部的真空压力传感器感应到真空值达标时，长导杆气缸34下降归位，分度盘62旋转90
°
，下一个工件输送过来后继续触发前端磁性接触传感器29并重复一系列动作后同样被翻转模组21上的真空吸盘64吸取，当工件被分度盘62旋转至最上端时，圆形吸盘法兰63接触橡胶摩擦轮60，通过步进电机61带动橡胶摩擦轮60使圆形吸盘法兰63和两通气动滑环转子端81同步旋转，以使工件持续单方向旋转运动，喷枪模组电机通过偏心传动轮19带动喷枪模组39做往复摆动动作，从而使喷漆或喷砂面能均匀覆盖工件。喷漆或喷砂完成后，分度盘62在2秒钟内旋转90
°
，切换下一个工件继续加工，喷漆或喷砂处理完成的工件旋转回最下端时，真空吸盘64由负压转为正压的同时，阻挡气缸40下降归位，使阻挡导杆38低于输送带平面，喷砂完的工件放至输送带时也能倾倒完工件内部的磨料，工件流向换向翻转模组15时，气动机械夹46上的气动机械夹爪片59带动弧形夹持臂打开，升降气缸48下降使弧形夹持臂与工件腰部齐平，当升降气缸48感应到气动机械夹46的夹持信号时再次上升，同时向输出方向的输送带08移动，移动过程中旋转气缸47通气做旋转动作，使气动机械夹旋转180
°
，从而实现工件正反面的切换。当正反面切换后的工件到达输出输送带08上方时停止，升降气缸48再次下降，将工件放在输出输送带08上，然后升降气缸48上升归位，滑台向输入输送带方向移动过程中旋转气缸47也回转归位，输出输送带08持续运行，使工件到达输出端翻转模组，重复限位模组和翻转模组的配合及喷漆喷砂动作。喷枪模组换用喷砂枪时喷出的粉尘经过吸尘口挡板84下方的负压缓冲区，大颗粒粉尘落回储砂漏斗05内，小颗粒粉尘通过负压吸尘口12和排气管01被吸入粉尘分离器02内，经过二次缓冲筛选，将相对较大颗粒粉尘再次分离出来回收到储砂漏斗05内，最后通过粉尘分离器02上方出口排出粉尘废气。设备换向翻转区域04后部有百叶窗式后门14，工作时设备内部为负压环境，因此会通过百叶窗将外部空气吸入设备内部，从而最大程度降低换向翻转模组区域04的粉尘量，减小粉尘对换向翻转模组的影响。
65.当工件旋转回最底部时，阻挡气缸40下降归位，真空吸盘64改为正压，把喷漆或喷砂完成的工件放至输出输送带08上向设备出口输送，真空吸盘64持续正压向外吹气，直到下一轮待处理工件再次接触真空吸盘64时转为负压，这样既能吹走工件上覆盖的粉尘，又能防止吸取工件之前粉尘进入气管内部。当正反面处理完的工件流向出口避砂区16时，风刀86的高速气帘把输送带表面以及工件表面的磨料粉尘吹向储砂漏斗05内，防止金刚砂磨料的损耗，喷漆完的工件则不需要开启风刀86进行清理。设备进出口也可以外接两条流水线，从而实现全自动无人化操作。