一种针对柱面的龙门往复式可调节自动喷漆装置
技术领域
本发明涉喷漆生产使用的工具，尤其涉及一种针对柱面的龙门往复式可调节自动喷漆装置。
背景技术
柱面是机械、电器和家具等产品普遍采用的表面形式，如平面、圆柱面、抛物柱面、椭圆柱面等类型，为了美观和防腐，产品表面通常都要经过喷漆处理，目前喷漆作业主要靠人工和喷涂机器人来完成，人工喷漆费时费力，人力成本较高，喷涂机器人喷漆设备投入大，维护成本高，特别是对于大型柱面产品表面的喷漆作业而言，中小型企业所面临人力成本和设备投资成本问题尤为突出。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种能适应大型柱面、自动化程度高和投资成本低的自动喷漆装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种针对柱面的龙门往复式可调节自动喷漆装置，包括往复运动装置、龙门式喷枪可调节支架、支撑桁架、滚动直线导轨；
所述支撑桁架包括钢结构横梁，钢结构纵梁，钢结构立柱，一对钢结构横梁与一对钢结构纵梁形成水平框架结构，一根钢结构立柱对应一根钢结构立柱，钢结构立柱设在钢结构横梁下部；
所述往复运动装置包括交流伺服电机，主动圆锥齿轮，从动圆锥齿轮，传动轴，轴承座，同步带轮，同步带，所述钢结构横梁上沿其长度方向设有若干轴承座，所述传动轴贯穿于各个轴承座转动，传动轴的两端分别设有一个同步带轮，传动轴还设有从动圆锥齿轮，所述交流伺服电机固定设置在钢结构横梁上，交流伺服电机的动力输出端具有主动圆锥齿轮，主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮相互啮合，两个钢结构横梁同侧的两个同步带轮之间绕有同步带；
所述滚动直线导轨包括一对导轨以及一对滑块，一条导轨安装于一根钢结构纵梁上，导轨平行于钢结构纵梁，一个滑块对应一条导轨，所述滑块位于导轨上滑动；
所述龙门式喷枪可调节支架包括铝合金水平滑槽，铝合金纵向滑槽，铝合金上连板，喷枪支架，所述铝合金水平滑槽的两端分别设有一个铝合金上连板，铝合金上连板的下部设有一个铝合金纵向滑槽，一个铝合金上连板分别对应一根同步带以及一个滑块，铝合金上连板同时固定于同步带以及滑块上；所述铝合金水平滑槽和铝合金纵向滑槽上沿长度方向分别开设有条形滑槽，所述喷枪支架安装于条形滑槽中。
作为更进一步的有限方案，所述铝合金水平滑槽和铝合金纵向滑槽的条形滑槽上均设有喷枪支架，喷枪支架包括螺纹杆，光杆，第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母位于螺纹杆上，螺纹杆贯穿于条形滑槽，第一螺母和第二螺母分别位于条形滑槽的两侧，所述光杆的一端铰接于螺纹杆的端部，所述自动喷枪活动连接于光杆的另一端。
作为更进一步的有限方案，所述钢结构纵梁的两端分别设有一个用于感应铝合金上连板的行程开关。
作为更进一步的有限方案，所述传动轴的两端分别设有带轮轴，传动轴与带轮轴的一端之间设有联轴器，所述同步带轮位于带轮轴的另一端。
作为更进一步的有限方案，所述同步带的下部设有铝合金下连板，铝合金下连板与铝合金上连板共同加持固定于同步带。
本发明具有以下优点：
1.本发明自动化程度高，将涂装工人从喷涂现场彻底解放出来，避免了有毒环境对人体的伤害，并为企业节省了大量的人力成本。
2.本发明结构简单，利于实施，且维护成本低，相较于喷涂机器人的使用，能为企业节省大量的设备投资成本和维护成本。
3.本发明设计的龙门往复式结构和可调节的喷枪支架，能适应大型且不同类型的柱面工件，设备利用率高。
附图说明
图1为本发明俯视图；
图2为本发明正视图；
图3为本发明侧视图；
图4为喷枪支架示意图；
图5为铝合金上连板示意图；
图6为铝合金水平滑槽示意图；
图7为铝合金纵向滑槽示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明的一种针对柱面的龙门往复式可调节自动喷漆装置，具体包括：往复运动装置；龙门式喷枪可调节支架；支撑桁架；滚动直线导轨。
运动装置包括交流伺服电机1-1，主动圆锥齿轮1-2，从动圆锥齿轮1-3，传动轴1-4，带轮轴1-5，轴承座1-6，同步带轮1-7，同步带1-8，联轴器1-9，行程开关1-10，钢结构横梁3-1上沿其长度方向设有若干轴承座1-6，所述传动轴1-4贯穿于各个轴承座1-6转动，传动轴1-4的两端分别设有一个同步带轮1-7，传动轴1-4上还设有从动圆锥齿轮1-3。
交流伺服电机1-1固定设置在钢结构横梁3-1上, 起到驱动同步带轮1-7的作用，交流伺服电机1-1的动力输出端具有主动圆锥齿轮1-2，主动圆锥齿轮1-2与从动圆锥齿轮1-3相互啮合，两个钢结构横梁3-1同侧的两个同步带轮1-7之间绕有同步带1-8；
从动圆锥齿轮1-3通过键连接安装在传动轴1-4的中间位置，起到将动力传递给传动轴1-4的作用。
传动轴1-4由多个轴承座1-6来支撑，其两端分别与联轴器1-9以键连接，起到将动力传递给带轮轴1-5的作用。
两根带轮轴1-5均由轴承座1-6来支撑，起到将动力传递给同步带轮1-7的作用。
轴承座1-6的数量根据支撑轴的长度情况合理设置，均固定安装在钢结构横梁3-1上。
左右两个同步带轮1-7分别安装在各自侧的带轮轴1-5上，起到将动力传递给同步带1-8的作用。
同步带1-8卷绕在在同侧的两个同步带轮1-7上。
钢结构纵梁3-2的两端分别设有一个用于感应铝合金上连板2-3的行程开关1-10，起到限定极限位置的作用。
龙门式喷枪可调节支架包括铝合金水平滑槽2-1，铝合金纵向滑槽2-2，铝合金上连板2-3，铝合金下连板2-4，喷枪支架。
铝合金水平滑槽2-1总体设计为U型结构，左右两耳处各加工出2组通孔，用于与左右铝合金上连板2-3进行螺栓连接，中间加工成通孔滑槽，起到喷枪支架在该滑槽中水平向自由滑动的作用，同时在滑槽中可根据待喷涂工件在水平向的尺寸需要安装多个喷枪支架。
铝合金纵向滑槽2-2设置为左右两个，总体设计为平板结构，上端加工出1组通孔，用于与铝合金上连板2-3进行螺栓连接，中间加工成通孔滑槽，起到喷枪支架在该滑槽中纵向自由滑动的作用，同时在滑槽中可根据待喷涂工件在纵向的尺寸需要安装多个喷枪支架。
铝合金上连板2-3设置为左右两个，总体设计为L型结构，起到连接同步带1-8、铝合金水平滑槽2-1、铝合金纵向滑槽2-2以及滑块4-2的作用，L型结构的水平部分加工出2组通孔，用于与同步带1-8和滑块4-2螺栓连接，L型结构侧端面加工出通孔，用于与铝合金水平滑槽2-1以及铝合金纵向滑槽2-2螺栓连接。
铝合金下连板2-4设置为左右两个，总体设计为平板型结构，起到稳固加紧同步带1-8的作用，端面上加工出一组通孔，用于与同步带1-8和铝合金上连板2-3螺栓连接。
喷枪支架主要包括螺纹杆2-5-1，光杆2-5-2，第一螺母2-5-3和第二螺母2-5-4，螺纹杆2-5-1直径比通孔滑槽的宽度略小，其一端为螺纹，一端没有螺纹，其中没有螺纹的一端的直径比螺纹端的大径略小，且加工出一通孔，用于插入光杆2-5-2，在通孔十字交叉位置处加工出一半通螺纹孔，用于安装紧定螺钉，起到定位固定光杆2-5-2的作用。
光杆2-5-2直径比螺纹杆2-5-1上的通孔直径略小，起到支撑喷枪2-5的作用，同时喷枪2-5可绕光杆2-5-2的中心旋转，当旋转到规定的角度时，通过喷枪2-5上的紧定螺钉加紧即可固定，将光杆2-5-2插入在螺纹杆2-5-1上的通孔中，通过紧定螺钉将其固定在螺纹杆2-5-1上。
第一螺母2-5-3和第二螺母2-5-4分别与螺纹杆2-5-1形成螺纹连接，通过第一螺母2-5-3和第二螺母2-5-4分别加紧铝合金水平滑槽2-1和铝合金纵向滑槽2-2，起到利用摩擦力固定螺纹杆2-5-1在通孔滑槽中位置的作用，当需要调整喷枪支架在水平向和纵向的位置时，松开其中一个螺母，调整到位置后再次拧紧即可，第一螺母2-5-3和第二螺母2-5-4的对边距离大于通孔滑槽的槽宽。
支撑桁架3包括钢结构横梁3-1，钢结构纵梁3-2，钢结构立柱3-3。
钢结构横梁3-1设置为两根在前后两侧，起到支撑轴承座1-6和交流伺服电机1-1的作用。
钢结构纵梁3-2设置为两根在左右两侧，起到支撑滚动直线导轨的作用。
钢结构立柱3-3设置为四根，起到支撑钢结构横梁3-1和3-2的作用。
钢结构横梁、纵梁和立柱之间通过螺栓、螺钉或焊接方式进行连接，并保证前后横梁和左右纵梁之间的相互平行。
滚动直线导轨包括导轨4-1和滑块4-2，一条导轨4-1安装于一根钢结构纵梁3-2上，导轨4-1平行于钢结构纵梁3-2，一个滑块4-2对应一条导轨4-1，滑块4-2位于导轨4-1上滑动，通过铝合金上连板2-3、铝合金下连板2-4与同步带1-8的螺栓连接，以及通过滑块4-2与铝合金上连板2-3的螺钉连接，同步带1-8驱动滑块4-2在导轨4-1上的直线运动。
导轨4-1的长度根据被喷涂工件的最大长度确定。
下面以喷涂圆柱面为例介绍一种针对柱面的龙门往复式可调节自动喷漆装置的工作原理。
（1）在喷漆作业开始之前，首先根据被喷涂工件的形状尺寸和喷枪的喷涂高度、喷幅角范围，在铝合金水平滑槽2-1和铝合金Z向2-2滑槽上安装足够数量的喷枪支架2-5，并对这些喷枪按照顺时针方向从小到大依次进行编号（i=1,2,3,…,n）；然后调整每个喷枪的喷涂高度和角度，确保工件完全在喷枪的喷幅范围内，如图2所示喷枪位姿调整后包络成一个圆弧；最后根据工件在纵向的长度，调整行程开关1-10其中的一个在纵向的位置，确保两个行程开关1-10之间的间距比工件在纵向的长度大一个喷幅宽度的距离，并手动启动交流伺服电机1-1，驱动龙门式喷枪可调节支架回到初始位置，即两个行程开关1-10-1其中的任意一个位置。
（2）令i= 1，等待喷漆作业的开始。
（3）若工件通过滑撬输送线进入到喷漆室的喷漆工位时，触发喷漆装置的启动开关，表明喷漆作业开始，系统将启动交流伺服电机1-1驱动齿轮传动机构和同步带机构，带动龙门式喷枪可调节支架在滚动直线导轨4-1上运动，并进行下一步，否则转（2）。
（4）启动i号喷枪工作，开始进行第i道工序的喷漆作业，随着龙门式喷枪可调节支架在纵向运动的进行，当滑块4-2触发到行程开关1-10时，表明第i道喷漆作业结束，此时系统关闭i号喷枪，进行下一步。
（5）令i=i+1，若i+1≤n，则表明喷漆作业没有结束，此时控制交流伺服电机1-1反向驱动，转（4），否则表明喷漆作业的所有工序全部结束，此时系统启动滑撬输送线运动将已完成喷漆作业的工件送出喷漆室，同时转（2）。
（6）当需要喷涂不同类型的工件时，则转（1）。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
