用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置

1.本发明涉及喷涂技术领域，特别涉及一种用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置。


背景技术：

2.汽车轮毂材料有钢质轮毂、铝合金质轮毂等,其中铝合金是目前高端汽车轮毅主流材质。近年来，随着市场需求升级，汽车行业轻量化、高端化、安全化发展趋势显现。但是，相应的汽车轮毂制造业方面发展较为缓慢，尤其是在汽车轮毂模具内表面的喷涂过程中，仍然没有一种行之有效的设备实现轮毂模具内表面的喷涂自动化。轮毂制造主要工序之一是：把液态的合金倒进内表面喷有脱模剂的上模、边模、下模的封闭腔内冷却成型。在金属熔融和金属成形操作过程中，将脱模剂涂在与熔融金属接触的模具表面上以防止腐蚀、避免化学侵蚀、使脱模更容易，从而使模具有更长的使用寿命。
3.目前，当前的汽车轮毂模具喷涂的方法仍然是人工喷涂，虽然能够实现最终要求，但是会出现一些问题。喷涂后的效果完全取决于操作人员，由于人工长时间喷涂易造成劳动强度大且效率低的问题。同时对于操作人员提出了较高的要求，否则很有可能造成涂层质量不安稳、均匀性差，增加后期工作量，甚至可能由于操作原因浪费涂料等许多问题。另外，在人工喷涂过程中，会出现大量的涂料飞尘，这对操作人员的身体健康造成了极大的隐患。
4.因此，如何解决现有技术中人工手持喷枪进行喷涂导致喷涂的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患等问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置，通过设置伸缩组件、旋转组件和喷涂机械手等不同的组件，使喷涂机械手能够沿着伸缩组件中滚珠丝杠的运动方向上下滑动，同时能够通过旋转组件中同步轮和环形带绕着滚珠丝杠的安装方向进行旋转，并通过喷涂机械手的张开闭合快速完成汽车轮毂模具喷涂，提高了汽车轮毂模具的喷涂效率，汽车轮毂模具的涂层质量稳定、均匀性好。
6.本发明提供了一种用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置，其包括传送组件、喷涂组件、伸缩组件、旋转组件、限位组件和喷涂机械手，所述传送组件和所述喷涂组件的底部安装端连接，所述喷涂组件的顶部安装端和所述伸缩组件的底部安装端连接，所述伸缩组件的顶部安装端和所述旋转组件的顶部安装端连接，所述旋转组件的底部第一安装端和所述限位组件的第一安装端连接，所述旋转组件的底部第二安装端和所述喷涂机械手的第一安装端连接，所述旋转组件的底部第三安装端和所述喷涂组件的中部第一安装端连接，传感器组件和所述喷涂组件的中部第二安装端连接，所述限位组件和所述喷涂机械手的第二安装端分别与所述喷涂组件的中部第三安装端和第四安装端连接。所述伸缩组件，其包括电机张紧座、第一伺服电机、同步轮、滚珠丝杆、第二环形带、滚珠丝杆螺母、滚珠丝杆螺母座和滚珠花键轴，所述第一伺服电机的输出轴和第一同步轮的中心固连，所述滚珠丝杆的
第一端穿过滚珠丝杆支撑座的第一端和第二同步轮的中心固连，所述滚珠丝杆的第二端和滚珠丝杆轴承座的第一端固连，所述滚珠丝杆螺母的第一端和所述滚珠丝杆螺纹连接，所述滚珠丝杆螺母的第二端和所述滚珠丝杆螺母座的第一端连接，所述滚珠花键轴的第一安装端通过第一锁紧螺母和所述滚珠丝杆螺母座的第二端连接。所述旋转组件，其包括第二伺服电机、电机座、滚珠花键外筒、滚珠花键座、第一限位直齿轮、同步轮和第三环形带，所述第二伺服电机的输出轴和所述第四同步轮的中心固连，所述滚珠花键外筒的第一端和所述滚珠花键座的第一端连接，所述滚珠花键座的第二端依次穿过第三同步轮的中心和第一限位直齿轮的中心通过第二锁紧螺母和所述喷涂机壳的第四安装端固连，所述第三同步轮位于所述喷涂机壳的上端，所述第一限位直齿轮位于所述喷涂机壳的下端。所述喷涂机械手，其包括主杆、三角套筒、电机固定座、丝杆电机、支架、l型架、喷涂机械臂、喷嘴、气动滑环和气动滑环支架，所述滚珠花键轴的第二安装端穿过所述滚珠花键外筒的第二端和所述主杆的第一安装端固连，所述主杆的第二安装端和所述三角套筒的第一安装端连接，所述三角套筒的第二安装端和所述支架连接，所述l型架的第一安装端和所述喷涂机械臂的第一端连接，所述喷涂机械臂的第二端和所述喷嘴连接。
7.可优选的是，所述传送组件，其包括基座、主动滚筒、传送带、主动轮、从动轮、第一环形带、主电机和电容，所述主动滚筒的第一安装端和所述基座的第一安装端固连，所述主动滚筒的第二安装端和所述传送带连接，所述主动滚筒的第三安装端和所述从动轮的中心固连，所述从动轮通过第一环形带和所述主动轮连接，所述主动轮的中心和所述主电机的输出轴固连，所述电容和所述基座的第二安装端固连。
8.可优选的是，所述喷涂组件，其包括喷涂机壳、立板、上固定板和加强筋，所述喷涂机壳的第一安装端和所述基座的第三安装端固连，所述喷涂机壳的第二安装端通过加强筋和所述立板的第一安装端固连，所述立板的第二安装端通过加强筋和所述上固定板的第一端固连。
9.可优选的是，在所述伸缩组件中，所述电机张紧座的第一端和所述上固定板的第二端固连，所述电机张紧座的第二端和所述第一伺服电机的外壳固连，所述滚珠丝杆支撑座的第二端和所述上固定板的第三端固连，所述滚珠丝杆轴承座的第二端和所述立板的第三安装端固连，所述第一同步带轮通过第二环形带和所述第二同步带轮连接。
10.可优选的是，在所述旋转组件中，所述电机座的第一端通过电机垫块和所述喷涂机壳的第三安装端固连，所述第二伺服电机的外壳通过电机固定板和所述电机座的第二端固连，所述第三同步轮通过第三环形带和所述第四同步轮连接。
11.可优选的是，所述限位组件，其包括限位调节板、限位直齿轮螺母、垫圈和第二限位直齿轮，所述限位调节板的第一端和所述喷涂机壳的第五安装端固连，所述限位调节板的第二端通过限位直齿轮螺母和垫圈与所述第二限位直齿轮的中心固连，所述第二限位直齿轮和所述第一限位直齿轮啮合。
12.可优选的是，在所述喷涂机械手中，所述三角套筒的外壁上设有螺钉，所述主杆的第三安装端和所述电机固定座的第一端固连，所述丝杆电机的外壳和所述电机固定座的第二端固连，所述l型架的第二安装端和所述主杆的第四安装端连接，所述主杆的第五安装端通过气动滑环和所述气动滑环支架的第一安装端连接，所述气动滑环支架的第二安装端和所述喷涂外壳的第六安装端固连，所述主杆的内部设有套筒，所述丝杠电机的输出轴和所
述套筒固连。
13.可优选的是，所述支架、所述l型架和所述喷涂机械臂以120度均匀分布在所述主杆的外圈，所述滚珠丝杆螺母座、所述滚珠花键轴、所述滚珠花键外筒、所述滚珠花键座、所述第一限位直齿轮、所述第三同步轮、所述主杆、所述三角套筒、所述丝杆电机、所述气动滑环和所述气动滑环支架的轴线在同一条直线上。
14.本发明与现有技术相比，具有如下优点：
15.1.本发明通过控制喷涂机械手上水平和斜向固定的喷嘴来完成对汽车轮毂模具(上模、边模和下模)的喷涂，有效的解决了喷涂死角和喷涂不均匀的问题。
16.2.本发明的喷涂机械手能够沿着伸缩组件的伸缩方向的同时进行旋转，并且两者互不影响，喷涂机械手能够进行张开闭合，能实现三自由度独立，能完全满足对汽车轮毂模具的喷涂要求。
17.3.本发明采用人机交互界面控制，通过人工选择汽车轮毂模具的尺寸(17-22寸)和形状能实现对所有汽车轮毂模具的喷涂，用传送组件运输轮毂模具，到达合适位置进行喷涂，具有运行平稳、高效喷涂和环保可靠的优点，有效的减轻了工人的劳动强度。
18.4.本发明在喷涂的过程中主要驱动力来源于三个电机，便于控制且精度高，控制部分与喷涂部分上下分离，便于维修且环保可靠。
19.5.本发明解决了现有技术中人工手持喷枪进行喷涂导致喷涂的效果不佳以及对操作人员的身体健康造成安全隐患的问题。
附图说明
20.图1为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置的整体第一结构图；
21.图2为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置的整体第二结构图；
22.图3为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置的整体第三结构图；
23.图4为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中传送组件的结构图；
24.图5为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中喷涂组件的结构图；
25.图6为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中伸缩组件的结构图；
26.图7为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中旋转组件和限位组件的第一结构图；
27.图8为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中旋转组件和限位组件的第二结构图；
28.图9为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中旋转组件和限位组件的第三结构图；
29.图10为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中喷涂机械手的第一结构图；
30.图11为本发明用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置中喷涂机械手的第二结构图。
31.主要附图标记：
32.传送组件1，喷涂组件2，伸缩组件3，旋转组件4，限位组件5，喷涂机械手6，传感器组件7，基座8，主动滚筒9，传送带10，主动轮11，从动轮12，第一环形带13，主电机14，电容15，喷涂机壳16，立板17，上固定板18，加强筋19，电机张紧座20，第一伺服电机21，第一同步轮22，滚珠丝杆支撑座23，滚珠丝杆24，第二同步轮25，滚珠丝杆轴承座26，滚珠丝杆螺母
27，滚珠丝杆螺母座28，滚珠花键轴29，第一锁紧螺母30，第二伺服电机31，电机座32，电机固定板33，电机垫块34，滚珠花键外筒35，第二锁紧螺母36，滚珠花键座37，第一限位直齿轮38，第三同步轮39，限位调节板40，限位直齿轮螺母41，垫圈42，第二限位直齿轮43，主杆44，三角套筒45，电机固定座46，丝杆电机47，支架48，l型架49，喷涂机械臂50，喷嘴51，气动滑环52，气动滑环支架53，螺钉54，第二环形带55，第三环形带56，套筒57，第四同步轮58。
具体实施方式
33.为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
34.用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置，如图1所示，包括传送组件1、喷涂组件2、伸缩组件3、旋转组件4、限位组件5、喷涂机械手6和传感器组件7，伸缩组件3能够沿着竖直方向进行伸缩，旋转组件4能够沿着伸缩组件3的伸缩方向进行自由旋转，并且互不影响，喷涂机械手6能够沿着伸缩组件3进行竖直方向伸缩的同时进行自由旋转。
35.如图2和图3所示，传送组件1的底部和地面连接，传送组件1和喷涂组件2的底部安装端连接，喷涂组件2的顶部安装端和伸缩组件3的底部安装端连接，伸缩组件3的顶部安装端和旋转组件4的顶部安装端连接，旋转组件4的底部第一安装端和限位组件5连接，旋转组件4的底部第二安装端和喷涂机械手6的第一安装端连接，限位组件5和喷涂机械手6位于喷涂组件2的内部，旋转组件4的底部第三安装端和喷涂组件2的中部第一安装端连接，传感器组件7和喷涂组件2的中部第二安装端连接，喷涂机械手6的第二安装端和喷涂组件2的中部第三安装端连接。传感器组件7是当传送轮毂模具的传送组件1检测到轮毂模具到达指定的喷涂位置时，传送组件1停止工作，开始进行轮毂模具的喷涂，当喷涂工作结束，传送组件1开始工作，把完成喷涂的轮毂模具传送到指定位置。
36.传送组件1，如图4所示，包括基座8、主动滚筒9、传送带10、主动轮11、从动轮12、第一环形带13、主电机14、电容15和控制箱，控制箱用于放置主动轮11、从动轮12及紧张在两轮上的第一环形带13，控制箱外侧固定有主电机14和电容15；电容15用于储存电能、保护电路。
37.传送组件1用于传送轮毂模具(上模、下模、边模)到指定的喷涂位置进行喷涂的装置，其传送的驱动来源于主电机14，主电机14作用于与其相连接的主动轮11上。
38.具体而言，主动滚筒9的第一安装端和基座8的第一安装端固连，主动滚筒9的第二安装端和传送带10连接，主动滚筒9的第三安装端和从动轮12的中心固连，从动轮12通过第一环形带13和主动轮11连接，主动轮11的中心和主电机14的输出轴固连，电容15和基座8的第二安装端固连。
39.喷涂组件2，如图5所示，包括喷涂机壳16、立板17、上固定板18和加强筋19，喷涂机壳16的第一安装端和基座8的第三安装端固连，喷涂机壳16的第二安装端通过加强筋19和立板17的第一安装端固连，立板17的第二安装端通过加强筋19和上固定板18的第一端固连，传感器组件7固定在喷涂机壳16的外侧。
40.伸缩组件3，如图6所示，包括电机张紧座20、第一伺服电机21、第一同步轮22、滚珠丝杆支撑座23、滚珠丝杆24、第二同步轮25、第二环形带55、滚珠丝杆轴承座26、滚珠丝杆螺母27、第一锁紧螺母30、滚珠丝杆螺母座28和滚珠花键轴29，电机张紧座20的第一端和上固
定板18的第二端固连，电机张紧座20的第二端和第一伺服电机21的外壳固连，第一伺服电机21的输出轴和第一同步轮22的中心固连，滚珠丝杆24的第一端穿过滚珠丝杆支撑座23的第一端和第二同步轮25的中心固连，滚珠丝杆24的第二端和滚珠丝杆轴承座26的第一端固连，滚珠丝杆螺母27的第一端和滚珠丝杆24螺纹连接，滚珠丝杆螺母27的第二端和滚珠丝杆螺母座28的第一端连接，滚珠花键轴29的第一安装端通过第一锁紧螺母30和深沟球轴承与滚珠丝杆螺母座28的第二端连接，滚珠丝杆支撑座23的第二端和上固定板18的第三端固连，滚珠丝杆轴承座26的第二端和立板17的第三安装端固连，第一同步带轮22通过第二环形带55和第二同步带轮25连接。
41.旋转组件4，如图7并结合图8和图9所示，包括第二伺服电机31、电机座32、电机固定板33、电机垫块34、滚珠花键外筒35、第二锁紧螺母36、滚珠花键座37、第一限位直齿轮38、第三同步轮39、第四同步轮58和第三环形带56，电机座32的第一端通过电机垫块34和喷涂机壳16的第三安装端固连，第二伺服电机31的外壳通过电机固定板33和电机座32的第二端固连，第二伺服电机31的输出轴和第四同步轮58的中心固连，滚珠花键外筒35的第一端和滚珠花键座37的第一端连接，滚珠花键座37的第二端依次穿过第三同步轮39的中心和第一限位直齿轮38的中心通过第二锁紧螺母36和喷涂机壳16的第四安装端固连，第三同步轮39通过第三环形带56和第四同步轮58连接，第三同步轮39位于喷涂机壳16的上端，第一限位直齿轮38位于喷涂机壳16的下端。
42.限位组件5，如图7和图8所示，包括限位调节板40、限位直齿轮螺母41、垫圈42和第二限位直齿轮43，限位调节板40的第一端和喷涂机壳16的第五安装端固连，限位调节板40的第二端通过限位直齿轮螺母41和垫圈42与第二限位直齿轮43的中心固连，第二限位直齿轮43和第一限位直齿轮38啮合。
43.喷涂机械手6，如图10和图11所示，包括主杆44、三角套筒45、电机固定座46、丝杆电机47、支架48、l型架49、喷涂机械臂50、喷嘴51、气动滑环52和气动滑环支架53，三角套筒45的外壁上设有螺钉54，螺钉54用于固定竖直滑动的主杆44，三角套筒45能够沿着主杆44竖直滑动。
44.滚珠花键轴29的第二安装端穿过滚珠花键外筒35的第二端和主杆44的第一安装端固连，主杆44的第二安装端和三角套筒45的第一安装端连接，主杆44的第三安装端和电机固定座46的第一端固连，丝杆电机47的外壳和电机固定座46的第二端固连，三角套筒45的第二安装端和支架48连接，l型架49的第一安装端和喷涂机械臂50的第一端连接，喷涂机械臂50的第二端和喷嘴51连接，l型架49的第二安装端和主杆44的第四安装端连接，主杆44的第五安装端通过气动滑环52和气动滑环支架53的第一端连接，气动滑环支架53的第二端和喷涂机壳16的第六安装端固连，主杆44的内部设有套筒57，丝杠电机47的输出轴和套筒57固连。
45.在本发明的一个优选实施例中，支架48、l型架49和喷涂机械臂50的数量分别为三个，支架48、l型架49和喷涂机械臂50以120度均匀分布在主杆44的外圈，滚珠丝杆螺母座28、滚珠花键轴29、滚珠花键外筒35、滚珠花键座37、第一限位直齿轮38、第三同步轮39、主杆44、三角套筒45、丝杆电机47、气动滑环52和气动滑环支架53的轴线在同一条直线上。
46.优选地，丝杆电机47用于控制喷涂机械手6的开合；第一伺服电机21用于喷涂机械手6沿竖直方向的伸缩；第二伺服电机31用于喷涂机械手6沿竖直方向的旋转；第一伺服电
机21、第二伺服电机31与丝杆电机47分别控制喷涂机械手6沿竖直方向的伸缩、旋转和开合，且三者互不影响，三个电机相互配合共同完成轮毂模具在指定位置的喷涂。
47.以下结合实施例对本发明一种用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置做进一步描述：
48.根据汽车轮毂模具(上模、边模和下模)喷涂的基本步骤，对用于汽车轮毂模具内表面的喷涂装置的使用进行工作流程规划，具体工作步骤是这样实现的：
49.首先将要喷涂的汽车轮毂模具移动到喷涂的位置，具体操作步骤为：由人工用推车或者吊装的方式把需要喷涂的汽车轮毂模具放到传送组件1的开始位置，为了能适应喷涂不同型号的汽车轮毂模具，通过人工控制操作面板选择需要喷涂汽车轮毂模具的尺寸(17-22寸)和形状(上模、边模和下模)，按下操作面板的启动键，汽车轮毂模具通过固定在主动滚筒9上的传送带10开始传送，其传送的驱动力来源于传送组件1内置的主电机14，主电机14通过主动轮11、从动轮12和第一环形带13与主动滚筒9连接并进行驱动，保证汽车轮毂模具传送过程运行平稳，当传感器组件7检测到轮毂模具传送到指定的喷涂位置时，传送组件1停止工作。
50.接着汽车轮毂模具传送到指定的喷涂位置后，要完成对上模和下模(形状相似)的上表面、侧圆柱面和底部圆环面进行喷涂，具体操作步骤为：
51.1.预先对上表面进行喷涂，喷涂开始时伸缩组件3内置的第一伺服电机21开启，喷涂机械手6整体向下移动，当到达合适的喷涂位置时，关闭第一伺服电机21，相应的旋转组件4内置的第二伺服电机31和喷涂机械手6内置的丝杆电机47同时开启，喷涂机械手6在旋转的同时进行开合，对上表面进行喷涂，在喷嘴51到达侧圆柱面时，关闭喷涂机械手6内置的丝杆电机47，至此，上表面喷涂完成。
52.2.其次对侧圆柱面进行喷涂，喷涂开始时伸缩组件3内置的第一伺服电机21和旋转组件4内置的第二伺服电机31开启，喷涂机械手6整体向下移动的同时进行旋转，对侧圆柱面进行喷涂，在喷嘴51到达侧圆柱面底部时伸缩组件3内置的第一伺服电机21停止，至此，侧圆柱面喷涂完成。
53.3.最后对底部圆环面进行喷涂，喷涂开始时旋转组件4内置的第二伺服电机31和喷涂机械手6内置的丝杆电机47同时开启，喷涂机械手6进行开合的同时进行旋转，对底部圆环面进行喷涂，在喷嘴51到达底部圆环面边缘时旋转组件4内置的第二伺服电机31和喷涂机械手6内置的丝杆电机47停止，至此，底部圆环面喷涂完成。喷涂结束后伸缩组件3内置的第一伺服电机21开启，喷涂机械手6上升复位，完成对上模和下模的喷涂。
54.然后将汽车轮毂模具传送到指定的喷涂位置后，要完成对边模的侧面进行喷涂，具体操作步骤为：在喷涂开始时，启动伸缩组件3内置的第一伺服电机21，喷涂机械手6整体向下移动，当到达合适的喷涂位置时，关闭第一伺服电机21，相应的喷涂机械手6内置的丝杆电机47同时开启，喷涂机械手6进行开合，在喷嘴51到达边模合适的喷涂位置时，喷涂机械手6内置的丝杆电机47停止，同时开启伸缩组件3内置的第一伺服电机21和旋转组件4内置的第二伺服电机31，使喷涂机械手6在往复旋转的同时向下运动，在喷嘴51到达边模的底部时，伸缩组件3内置的第一伺服电机21和旋转组件4内置的第二伺服电机31停止，至此，边模侧面喷涂完成。喷涂结束后伸缩组件3内置的第一伺服电机21开启，喷涂机械手6上升复位，完成对边模的喷涂。
55.最后要将喷涂完成的汽车轮毂模具运离喷涂的位置，具体操作步骤为：当传感器组件7检测到汽车轮毂模具喷涂完成时，汽车轮毂模具通过固定在主动滚筒9上的传送带10开始传送，当传送到传送组件1末端时停止，由人工用推车或者吊装的方式把完成喷涂的轮毂模具放到指定的位置，如此往复，完成不同型号的汽车轮毂模具喷涂。
56.本发明通过控制喷涂机械手6上的喷嘴51来完成对汽车轮毂模具(上模、边模和下模)的喷涂，其中伸缩组件3内置的第一伺服电机21控制喷涂机械手6整体的伸缩，旋转组件4内置的第二伺服电机31控制喷涂机械手6整体的旋转，喷涂机械手6内置的丝杆电机47控制喷涂机械手6的开合，使得喷涂机械手6整体能沿着伸缩组件3伸缩方向的同时进行旋转，并且本身能够进行张开闭合，实现三自由度独立，能完全满足对汽车轮毂模具的喷涂要求，喷涂过程中主要驱动力来源于三个电机，便于控制且精度高，控制部分与喷涂组件2上下分离，便于维修且环保可靠。喷涂机械手6上的喷嘴51斜向和水平方向都有分布，有效的解决了喷涂死角和喷涂不均匀的问题。本发明还设有人工操作面板，通过人工选择汽车轮毂模具的尺寸和形状能实现对所有汽车轮毂模具的喷涂要求。总的来看，本发明具有运行平稳、高效喷涂和环保可靠的优点，有效的减轻了劳动强度，解决现有喷涂效果不佳。
57.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。