一种零件表面喷漆用的翻转定位工装和方法
阅读说明：本技术 一种零件表面喷漆用的翻转定位工装和方法 (Overturning positioning tool and method for part surface paint spraying ) 是由 李森 余亮 叶潇兵 谢伟 刘超 杨博 吴学阳 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明属于零件表面喷漆技术领域,具体涉及一种零件表面喷漆用的翻转定位工装和方法,包括移动支架和装挂框和至少两个支架定位装置；移动支架包括工装底座,工装底座顶部垂直设置有两根相同的支撑杆,工装底座的底部布设有滑轮单元；装挂框与两根支撑杆旋转连接；装挂框上设置有装挂钩；装挂框的至少一侧设置有挂框定位装置。本技术方案通过设置支架定位装置以固定喷涂工位,确保了每次装夹位置的一致性,即可通过定位插销实现基于定位工装固定作用下零件的快速重复定位,定位采用了以点定面的原理,定位方式简单方便,在确保零件的喷涂质量和机器人运行安全性的条件下,确保了程序的重复使用。(The invention belongs to the technical field of part surface paint spraying, and particularly relates to a turnover positioning tool and a turnover positioning method for part surface paint spraying, wherein the turnover positioning tool comprises a movable support, a hanging frame and at least two support positioning devices; the movable support comprises a tool base, two identical support rods are vertically arranged at the top of the tool base, and a pulley unit is arranged at the bottom of the tool base; the hanging frame is rotationally connected with the two support rods; the hanging frame is provided with a hanging hook; at least one side of the hanging frame is provided with a hanging frame positioning device. This technical scheme has ensured the uniformity of clamping position at every turn through setting up support positioner with fixed spraying station, can realize based on the quick repeated location of location frock fixed action down part through the location bolt, and the location has adopted the principle with some fixed surfaces, and the locate mode is simple and convenient, under the spraying quality of ensureing the part and the condition of robot operation security, has ensured the used repeatedly of procedure.)
技术领域
本发明属于零件表面喷漆技术领域，具体涉及一种零件表面喷漆用的翻转定位工装和方法。
背景技术
目前，交通工具以及一些机械设备的的大部分外壳结构件都采用钢材制成，且这些外壳结构件属于户外用品，容易接触到雨水的酸碱、空气中酸等被腐蚀，因此需要在相应的结构件表面进行喷漆加工，使结构件耐酸耐碱，从而交通工具和机械设别的寿命。
随着科技领域的不断发展，对零件表面的喷漆操作也逐渐自动化，即采用机器人对零件进行喷漆的方式，已经存在于很多机械生产领域。目前，采用机器人喷漆存在以下问题：
1）在机器人自动喷涂零件的过程中，为保证程序的重复使用，零件每次装夹的位置必须相对一致，否则可能导致涂层厚度不均匀或出现表面质量问题，更有甚者机器人可能与零件发生碰撞损伤零件；
2）部分零件需要双面喷涂，而采用拖动工装方式完成零件翻转，又需花费时间进行重新定位。
发明内容
本发明目的在于解决自动喷漆过程中零件无法重复定位导致程序无法重复实用的问题，同时能够实现零件的固定和翻转，针对机器人进行自动喷涂过程中完成零件的定位有很强的实用价值和应用前景。
具体通过以下技术方案实现：
一种零件表面喷漆用的翻转定位工装，包括移动支架和装挂框和至少两个支架定位装置；所述支架定位装置包括定位插销和用于安装于地面的定位座，定位座的顶部设置有用于与定位插销配合的插槽；所述移动支架包括工装底座，工装底座上垂直贯穿有至少两个用于放置定位插销的插销孔；工装底座顶部垂直设置有两根相同的支撑杆，两根支撑杆上分别设置有挂框连接件，且两根支撑杆上的挂框连接件相互对称；工装底座的底部布设有滑轮单元；所述装挂框呈矩形结构，装挂框的两侧设置有支架连接件，两个支架连接件分别与两个挂框连接件配合，使装挂框与两根支撑杆旋转连接；装挂框上设置有若干用于固定零件的装挂钩；所述装挂框的至少一侧设置有挂框定位装置，挂框定位装置插座和定位圆盘； 插座支撑杆的顶部固定连接，插座的轴心处贯穿设置有插杆，插杆与插座轴向活动连接；定位圆盘与支架连接件同轴设置，且定位圆盘上，绕定位圆盘中心间隔设置有若干用于与插杆配合的定位孔。
优选的，所述装挂框包括矩形框体和移动梁，移动梁的两端分别与矩形框体的两条平行边缘滑动连接；移动梁上和矩形框体的上方边缘上分别布设有装挂钩。
优选的，所述移动梁为一条横梁，横梁的两端分别与矩形框体的两侧边缘滑动连接。
优选的，所述移动梁为两条相互平行的垂向梁，垂向梁的两端分别与矩形框体上方边缘和下方边缘滑动连接。
优选的，所述移动梁的两端设置有预紧螺栓。
优选的，所述滑轮单元包括四个呈矩形状态布设的滑轮件，且滑轮件为全回转滑轮件。
优选的，所述支架连接件包括焊接于装挂框上的连接圆盘，连接圆盘上一体设置有连接圆柱；所述挂框连接件包括用于与支撑柱连接的连接板，连接板上设置有用于与连接圆盘配合的空心外圆柱，空心外圆柱的内部，同轴设置有用于与连接圆柱配合的空心内圆柱。
基于上述一种零件表面喷漆用的翻转定位工装，本技术方案公开一种用于零件表面喷漆的翻转定位方法，其特征在于，包括布设翻转定位装置和零件安装；
所述布设翻转定位装置包括以下步骤：
S11，基于对零件的支撑需要和移动需求，设置带有插销孔的移动支架；
S12，基于对零件的装夹需求，设置装挂框，并在装挂框上布设用于固定零件的装挂钩；
S13，基于对零件的翻转需求，设置旋转连接件，并通过旋转连接件使装挂框与移动支架旋转连接；
S14，基于零件在被喷漆时所需的固定状态，在移动支架上和装挂框上布设挂框定位装置；
S15，基于零件移动后的位置还原需求，设置至少两个支架定位装置，且定位装置包括定位插销和定位座；
S16，在移动支架的位置确定以后，在支架定位装置与插销孔一一对应的条件下，将定位座固定于插销孔下方的地面上，并使定位插销穿过插销孔后插入定位座中；
所述零件安装包括以下步骤：
S21，通过挂框定位装置将装挂框进行固定；
S22，将零件置于装挂框中，并通过装挂钩对零件进行至少两个方向上的固定。
优选的，所述装挂框包括矩形框体和移动梁，移动梁的两端分别与矩形框体的两条平行边缘滑动连接，移动梁的两端设置有预紧螺栓，移动梁上和矩形框体的上方边缘上分别布设有装挂钩；所述步骤S22中，固定零件包括以下步骤：
S22-1，首先通过矩形框体上方边缘的装挂钩的装挂钩对零件进行初步固定；
S22-2，根据零件的大小调整移动梁，直至移动梁上的装挂钩达到对对零件进行固定的要求；
S22-3，调整预紧螺栓，使移动梁与矩形框体之间相对固定。
本技术方案带来的有益效果：
1）本技术方案通过设置支架定位装置以固定喷涂工位，确保了每次装夹位置的一致性，即可通过定位插销实现基于定位工装固定作用下零件的快速重复定位，定位采用了以点定面的原理，定位方式简单方便，在确保零件的喷涂质量和机器人运行安全性的条件下，确保了程序的重复使用。
2）本技术方案还使用方便，具体为：基于滑轮单元的辅助作用下，可轻松将定位工装移动至零件堆放处以及喷漆待干处，简化了零件在加工期间的的运输工作；通过装挂钩轻松实现对零件的快速安装安装。针对需要上面喷涂的零件，本技术方案的装挂框具有旋转功能，操作方便简单，相对于现有技术，本技术方案翻转速度快，且基于定位孔的存在，能实现装挂框和零件的快速定位，大大提高了工作效率。
3）本技术方案具有较好的通用性，具体表现为：装夹过程中，可通过调节移动梁实现对不同尺寸零件的固定，防止喷涂过程中零件摇晃影响喷涂质量，移动梁的两端设置有预紧螺栓，待移动梁的位置确定后，通过调节预定螺栓便可使移动梁与矩形框体相对固定，进一步确保安装零件的可靠性。
4）滑轮单元包括四个呈矩形状态布设的滑轮件，确保了定位工装的稳定性，避免受喷涂冲击而发生倒塌，滑轮件为全回转滑轮件，方便对定位中装进行不定向移动，进一步方便了快速将定位工装移动至首次通过支架定位装置确定的喷涂工位处（即快速重复定位）。
附图说明
图1为一种基本方案的定位工装结构示意图；
图2为一种优选方案的定位工装结构示意图；
图3为图2的A处放大结构示意图；
图4为图2的B处放大结构示意图；
图5为图2的C处放大结构示意图；
图6为图2的D处放大结构示意图；
图7为移动支架结构示意图；
图8为装挂钩结构示意图；
图9为支架连接件与挂框连接件的拆分结构示意图；
图10为移动梁结构示意图；
图11为矩形框体结构示意图；
图12为定位插销的结构示意图；
图中：
1、移动支架；1.1、工装底座；1.2、插销孔；1.3、支撑杆；1.4、滑轮单元；1.4.1、全回转滑轮件；2、挂框连接件；2.1、连接板；2.2、空心外圆柱；2.3、空心内圆柱；3、装挂框；3.1、矩形框体；3.2、移动梁；3.3、预紧螺栓；4、支架连接件；4.1、连接圆盘；4.2、连接圆柱；5、装挂钩；6、支架定位装置；6.1、定位插销；6.2、定位座；6.3、插槽；7、挂框定位装置；7.1、插座；7.2、定位圆盘；7.3、定位孔；7.4、插杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是为了解释本发明而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开了一种零件表面喷漆用的翻转定位工装，作为本发明一种基本的实施方案，包括移动支架1和装挂框3和至少两个支架定位装置6。支架定位装置6包括定位插销6.1和用于安装于地面的定位座6.2，定位座6.2的顶部设置有用于与定位插销6.1配合的插槽6.3；移动支架1包括工装底座1.1，工装底座1.1上垂直贯穿有至少两个用于放置定位插销6.1的插销孔1.2；工装底座1.1顶部垂直设置有两根相同的支撑杆1.3，两根支撑杆1.3上分别设置有挂框连接件2，且两根支撑杆1.3上的挂框连接件2相互对称；工装底座1.1的底部布设有滑轮单元1.4；装挂框3呈矩形结构，装挂框3的两侧设置有支架连接件4，两个支架连接件4分别与两个挂框连接件2配合，使装挂框3与两根支撑杆1.3旋转连接；装挂框3上设置有若干用于固定零件的装挂钩5；装挂框3的至少一侧设置有挂框定位装置7，挂框定位装置7插座7.1和定位圆盘7.2；插座7.1支撑杆1.3的顶部固定连接，插座7.1的轴心处贯穿设置有插杆7.4，插杆7.4与插座7.1轴向活动连接；定位圆盘7.2与支架连接件4同轴设置，且定位圆盘7.2上，绕定位圆盘7.2中心间隔设置有若干用于与插杆7.4配合的定位孔7.3。
在实际使用的过程中，将定位工装移动至零件堆放处，将零件安装至定位工装上，具体为，通过装挂钩5将零件可拆卸的固定于装挂框3上，然后基于滑轮单元1.4的辅助作用下，将装有零件的定位工装移动至喷涂工作进行的喷涂工位上（即定位工装需要安放的位置），并根据机器人的状态将定位工装摆正。然后将支架定位装置6与插销孔1.2一一对应，将支架定位装置6的定位座6.2放置于插销孔1.2的下方，并固定于地面上，将支架定位装置6的定位插销6.1穿过插销孔1.2，并插入到定位座6.2的插槽6.3中，基于“两点定位一面”原理，至少采用两个支架定位装置6对定位工装的移动支架1进行定位，优选的，采用4个支架定位装置6进行定位，，以确保定位的准确性和可靠性。为克服喷涂期间存在的冲劲，利用挂框定位装置7对装挂光进行暂时的固定，具体为，将装挂框3旋转至便于进行喷涂工作的角度，通过控制插杆7.4轴向移动，使插杆7.4插入定位孔7.3中，如此便实现了对装挂框3的固定。然后便可启动机器人对零件进行喷涂工作，待完成对零件的当前面的喷涂，即可暂停机器人，然后通过控制插杆7.4轴向移动，使插杆7.4退出定位孔7.3，旋转装挂框3，使零件翻面，同样将装挂框3旋转至便于进行喷涂工作的角度，通过控制插杆7.4轴向移动，使插杆7.4插入定位孔7.3中，以对装挂框3进行固定，再次启动机器人对零件进行喷涂，直至完成喷涂工作，关闭机器人。将所有的定位插销6.1从对应插槽6.3和插销孔1.2中抽出，移动定位工装，将完成喷涂的零件运输至喷漆待干处，将零件拆卸下来，然后将定位框架移动至零件堆放处，继续安装下一个零件，其中，为了提高工作效率，待以个定位工装离开喷涂工位后，便可将另一个装有零件的定位工装移动至喷涂工位上，并沿用先前固定好的定位座6.2。
本技术方案通过设置支架定位装置6以固定喷涂工位，确保了每次装夹位置的一致性，即可通过定位插销6.1实现基于定位工装固定作用下零件的快速重复定位，定位采用了以点定面的原理，定位方式简单方便，在确保零件的喷涂质量和机器人运行安全性的条件下，确保了程序的重复使用。另外，本技术方案还使用方便，具体为：基于滑轮单元1.4的辅助作用下，可轻松将定位工装移动至零件堆放处以及喷漆待干处，简化了零件在加工期间的的运输工作；通过装挂钩5轻松实现对零件的快速安装安装。针对需要上面喷涂的零件，本技术方案的装挂框3具有旋转功能，操作方便简单，相对于现有技术，本技术方案翻转速度快，且基于定位孔7.3的存在，能实现装挂框3和零件的快速定位，大大提高了工作效率。
实施例2
本实施例公开了一种零件表面喷漆用的翻转定位工装，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例1中，装挂框3包括矩形框体3.1和移动梁3.2，移动梁3.2的两端分别与矩形框体3.1的两条平行边缘滑动连接；移动梁3.2上和矩形框体3.1的上方边缘上分别布设有装挂钩5。本技术方案具有较好的通用性，具体表现为：装夹过程中，可通过调节移动梁3.2实现对不同尺寸零件的固定，防止喷涂过程中零件摇晃影响喷涂质量。进一步的，移动梁3.2的两端设置有预紧螺栓3.3，待移动梁3.2的位置确定后，通过调节预定螺栓便可使移动梁3.2与矩形框体3.1相对固定，进一步确保安装零件的可靠性。
进一步的，移动梁3.2可为一条横梁，横梁的两端分别与矩形框体3.1的两侧边缘滑动连接。在使用过程中，上下移动横梁，调整横梁与矩形框体3.1上边缘之间的距离，即可适应不同尺寸零件的安装。
进一步的，移动梁3.2为两条相互平行的垂向梁，垂向梁的两端分别与矩形框体3.1上方边缘和下方边缘滑动连接。在实际使用中，通过左右滑动两条垂向梁，调节两条垂向梁之间的距离，可适应不同尺寸零件的安装。
实施例3
本实施例公开了一种零件表面喷漆用的翻转定位工装，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例1中，所述滑轮单元1.4包括四个呈矩形状态布设的滑轮件，确保了定位工装的稳定性，避免受喷涂冲击而发生倒塌，滑轮件为全回转滑轮件1.4.1，方便对定位中装进行不定向移动，进一步方便了快速将定位工装移动至首次通过支架定位装置6确定的喷涂工位处（即快速重复定位）。
进一步的，支架连接件4包括焊接于装挂框3上的连接圆盘4.1，连接圆盘4.1上一体设置有连接圆柱4.2；所述挂框连接件2包括用于与支撑柱连接的连接板2.1，连接板2.1上设置有用于与连接圆盘4.1配合的空心外圆柱2.2，空心外圆柱2.2的内部，同轴设置有用于与连接圆柱4.2配合的空心内圆柱2.3。本技术方案在实现旋转功能的条件下，确保连接结构的牢固性。
实施例4
本实施例公开了一种零件表面喷漆用的翻转定位方法，作为本发明一种优选的实施方案，包括布设翻转定位装置和零件安装；
布设翻转定位装置包括以下步骤：
S11，基于对零件的支撑需要和移动需求，设置带有插销孔1.2的移动支架1；
S12，基于对零件的装夹需求，设置装挂框3，并在装挂框3上布设用于固定零件的装挂钩5；
S13，基于对零件的翻转需求，设置旋转连接件，并通过旋转连接件使装挂框3与移动支架1旋转连接；
S14，基于零件在被喷漆时所需的固定状态，在移动支架1上和装挂框3上布设挂框定位装置7；
S15，基于零件移动后的位置还原需求，设置至少两个支架定位装置6，且定位装置包括定位插销6.1和定位座6.2；
S16，在移动支架1的位置确定以后，在支架定位装置6与插销孔1.2一一对应的条件下，将定位座6.2固定于插销孔1.2下方的地面上，并使定位插销6.1穿过插销孔1.2后插入定位座6.2中；
所述零件安装包括以下步骤：
S21，通过挂框定位装置7将装挂框3进行固定；
S22，将零件置于装挂框3中，并通过装挂钩5对零件进行至少两个方向上的固定；具体的，装挂框3包括矩形框体3.1和移动梁3.2，移动梁3.2的两端分别与矩形框体3.1的两条平行边缘滑动连接，移动梁3.2的两端设置有预紧螺栓3.3，移动梁3.2上和矩形框体3.1的上方边缘上分别布设有装挂钩5。即固定零件包括以下步骤：
S22-1，首先通过矩形框体3.1上方边缘的装挂钩5的装挂钩5对零件进行初步固定；
S22-2，根据零件的大小调整移动梁3.2，直至移动梁3.2上的装挂钩5达到对对零件进行固定的要求；
S22-3，调整预紧螺栓3.3，使移动梁3.2与矩形框体3.1之间相对固定。
本技术方案通过设置支架定位装置6以固定喷涂工位，确保了每次装夹位置的一致性，即可通过定位插销6.1实现基于定位工装固定作用下零件的快速重复定位，定位采用了以点定面的原理，定位方式简单方便，在确保零件的喷涂质量和机器人运行安全性的条件下，确保了程序的重复使用。另外，本技术方案还使用方便，具体为：基于滑轮单元1.4的辅助作用下，可轻松将定位工装移动至零件堆放处以及喷漆待干处，简化了零件在加工期间的的运输工作；通过装挂钩5轻松实现对零件的快速安装安装。针对需要上面喷涂的零件，本技术方案的装挂框3具有旋转功能，操作方便简单，相对于现有技术，本技术方案翻转速度快，且基于定位孔7.3的存在，能实现装挂框3和零件的快速定位，大大提高了工作效率。
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