本發(fā)明涉及噴涂機(jī)器人安全技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種機(jī)器人正壓防爆系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的正壓機(jī)器人防爆系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一般較為復(fù)雜且內(nèi)部壓力變化時(shí)，不能自動(dòng)調(diào)整密封腔內(nèi)壓力，使得防爆系統(tǒng)的成本昂貴，且須人工干涉手動(dòng)調(diào)整進(jìn)氣壓力。

部分設(shè)計(jì)采用了多個(gè)壓力開(kāi)關(guān)、控制閥、減壓閥、可燃?xì)怏w含量檢測(cè)裝置，例如中國(guó)專利公開(kāi)了一種新型噴涂機(jī)器人正壓防爆系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)枺?01510676671.4，申請(qǐng)日2015.10.19，整個(gè)系統(tǒng)包好一套可燃?xì)怏w含量檢測(cè)裝置，兩個(gè)防爆本安壓力開(kāi)關(guān)，三個(gè)兩位三通換向閥，以及比例控制閥和流量開(kāi)關(guān)等。其不足在于該系統(tǒng)沒(méi)有清洗循環(huán)，且系統(tǒng)原件眾多，成本昂貴且穩(wěn)定性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝備成本低，使用安全，并能根據(jù)機(jī)器人密封腔內(nèi)壓力變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的噴涂機(jī)器人正壓防爆系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種正壓機(jī)器人防爆系統(tǒng)，設(shè)有防爆控制柜和機(jī)器人正壓腔體，主氣源通過(guò)設(shè)有供氣電磁閥的供氣管向密封的機(jī)器人正壓腔體內(nèi)供氣，所述機(jī)器人正壓腔體內(nèi)設(shè)有防爆電磁閥，所述防爆電磁閥的輸入端通過(guò)排氣管與機(jī)器人正壓腔體內(nèi)連通，所述防爆電磁閥輸出端通過(guò)排氣管與機(jī)器人正壓腔體外連通，所述機(jī)器人正壓腔體內(nèi)設(shè)有檢測(cè)管，所述檢測(cè)管連通壓力傳感器，所述壓力傳感器輸出壓力信號(hào)值plc控制器，所述控制器輸出控制信號(hào)至供氣電磁閥和防爆電磁閥。

所述供氣電磁閥、壓力傳感器和plc控制器安裝在防爆控制柜內(nèi)。

所述排氣管上設(shè)有流量計(jì)，所述流量計(jì)輸出流量信號(hào)至plc控制器。

所述plc控制器輸出控制信號(hào)至機(jī)器人本體的供電繼電器。

所述排氣管的排氣口設(shè)有消音器，所述機(jī)器人正壓腔體上安裝有安全閥。

所述供氣電磁閥為先導(dǎo)二位三通電磁閥，所述主氣源通過(guò)第一供氣管連接先導(dǎo)二位三通電磁閥的輸入端，所述先導(dǎo)二位三通電磁閥的其中一個(gè)輸出端通過(guò)第二供氣管連通機(jī)器人正壓腔體，所述先導(dǎo)二位三通電磁閥的另一個(gè)輸出端通過(guò)設(shè)有減壓閥的第三供氣管連通第一供氣管。

所述主氣源設(shè)有過(guò)濾減壓閥和油霧分離器。

基于所述正壓機(jī)器人防爆系統(tǒng)的控制方法：

清掃步驟：開(kāi)啟供氣電磁閥和防爆電磁閥，讓機(jī)器人正壓腔體內(nèi)的原有氣體排出；

供壓步驟：根據(jù)當(dāng)前機(jī)器人正壓腔體內(nèi)壓力大小，先后關(guān)閉供氣電磁閥和防爆電磁閥，使機(jī)器人正壓腔體內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值；

保壓步驟：機(jī)器人本體工作的過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取機(jī)器人正壓腔體內(nèi)壓力大小，當(dāng)檢測(cè)到壓力小于設(shè)定下限值時(shí)開(kāi)啟供氣電磁閥，直至壓力大小達(dá)到設(shè)定值后關(guān)閉供氣電磁閥，若檢測(cè)到壓力小于設(shè)定下限值持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定時(shí)間，則plc控制器對(duì)機(jī)器人本體進(jìn)行斷電并報(bào)警。

所述清洗步驟中，通過(guò)流量計(jì)獲取排出氣體的體積，當(dāng)排出氣體體積大于設(shè)定排氣量后執(zhí)行供壓步驟。

本發(fā)明防爆系統(tǒng)采用潔凈壓縮空氣，在機(jī)器人通電之前首先對(duì)機(jī)器人密封腔體進(jìn)行清洗，確保上電時(shí)密封腔體內(nèi)空氣是安全的，并通過(guò)壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控密封腔體內(nèi)壓力，實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)控制，通過(guò)plc來(lái)控制密封腔體內(nèi)正壓氣體始終在可靠范圍內(nèi)，此外該防爆系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1為防爆系統(tǒng)氣動(dòng)原理圖；

圖2為防爆系統(tǒng)框架圖；

圖3為防爆系統(tǒng)控制流程圖；

上述圖中的標(biāo)記均為：1、過(guò)濾減壓閥；2、油霧分離器；3、壓力傳感器；4、減壓閥；5、供氣電磁閥；6、安全閥；7、消音器；8、流量計(jì)；9、防爆電磁閥；10、plc控制器。

具體實(shí)施方式

機(jī)器人本體置于機(jī)器人正壓腔體內(nèi)，正壓機(jī)器人防爆系統(tǒng)包括過(guò)濾減壓閥1，油霧分離器2，壓力傳感器3，減壓閥4，供氣電磁閥5，安全閥6，消音器7，流量計(jì)8，防爆電磁閥9和plc控制器10。

防爆系統(tǒng)控制潔凈的正壓空氣充入機(jī)器人封閉腔體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人封閉腔體內(nèi)電氣元件的保護(hù)，使其與可爆炸氣源隔離，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的防爆功能。用于清潔的氣體由主氣源提供，主氣源由過(guò)濾減壓閥1和油霧分離器2組成，用于提供干凈的壓縮空氣，主氣源通過(guò)設(shè)有供氣電磁閥5的供氣管向密封的機(jī)器人正壓腔體內(nèi)供氣。

如圖1所示，供氣電磁閥5為先導(dǎo)二位三通電磁閥，主氣源通過(guò)第一供氣管連接先導(dǎo)二位三通電磁閥的輸入端，先導(dǎo)二位三通電磁閥的其中一個(gè)輸出端通過(guò)第二供氣管連通機(jī)器人正壓腔體，先導(dǎo)二位三通電磁閥的另一個(gè)輸出端通過(guò)設(shè)有減壓閥4的第三供氣管連通第一供氣管。減壓閥4用于調(diào)節(jié)潔凈空氣的壓力，先導(dǎo)兩位三通電磁閥用于控制向機(jī)器人本體充氣的通斷。

機(jī)器人正壓腔體內(nèi)設(shè)有防爆電磁閥9，防爆電磁閥9用于密封腔體內(nèi)空氣排出的通斷，防爆電磁閥9的輸入端通過(guò)排氣管與機(jī)器人正壓腔體內(nèi)連通，防爆電磁閥9輸出端通過(guò)排氣管與機(jī)器人正壓腔體外連通，排氣管的排氣口設(shè)有消音器7，消音器7用于消除密封腔體排出氣體時(shí)的噪音。機(jī)器人正壓腔體上安裝有安全閥6，安全閥6安裝在機(jī)器人密封腔體壁上，當(dāng)密封墻體內(nèi)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，會(huì)打開(kāi)泄壓，保證內(nèi)部壓力不過(guò)高而導(dǎo)致密封腔體內(nèi)零件損壞。

為了控制清洗的氣體流量，排氣管上設(shè)有流量計(jì)8，流量計(jì)8輸出流量信號(hào)至plc控制器10。流量計(jì)8用于檢測(cè)清洗時(shí)從密封腔體內(nèi)排出氣體的體積。

機(jī)器人正壓腔體內(nèi)設(shè)有檢測(cè)管，檢測(cè)管連通壓力傳感器3，，機(jī)器人工作過(guò)程中，壓力傳感器3始終監(jiān)控機(jī)器人本體內(nèi)空氣壓力，并將壓力值傳遞給plc控制器10。

plc控制器10、減壓閥4、供氣電磁閥5，壓力傳感器3裝在防爆電控柜內(nèi)，位于安全區(qū)域，因此這些元器件可以采用非防爆電器元件，安全閥6、消音器7、流量計(jì)8、防爆電磁閥9安裝在機(jī)器人本體內(nèi)，位于危險(xiǎn)(防爆)區(qū)域。

基于上述正壓機(jī)器人防爆系統(tǒng)的控制方法：

清掃步驟：機(jī)器人開(kāi)始工作時(shí)，必須先啟動(dòng)防爆控制柜，防爆柜啟動(dòng)后，首先開(kāi)啟供氣電磁閥5，對(duì)機(jī)器人密封腔體充入潔凈空氣，同時(shí)開(kāi)啟防爆電磁閥9，讓密封腔體內(nèi)的原有氣體排出，此過(guò)程稱為清掃循壞，在次循環(huán)內(nèi)，通過(guò)流量計(jì)8和壓力傳感器3檢測(cè)密封腔體內(nèi)的壓力和排出氣體的體積。當(dāng)排出氣體的體積大于密封腔體內(nèi)容積的5倍以上時(shí)，認(rèn)為清掃結(jié)束。

因清洗過(guò)程中，防爆電磁閥9和流量計(jì)8在空氣沒(méi)有清洗完成時(shí)就已經(jīng)通電，因此這兩個(gè)部件使用的是本安型防爆電磁閥9和本安型流量計(jì)8。因供氣電磁閥5和壓力傳感器3安裝在防爆電控柜內(nèi)，位于安全區(qū)域，因此這兩個(gè)電器元件可使用非防爆電器元件。

供氣步驟：清掃循壞結(jié)束后，關(guān)閉供氣電磁閥5，停止對(duì)密封腔體的充氣，同時(shí)關(guān)閉防爆電磁閥9，讓密封腔體保持密封，維持密封腔體的壓力，此時(shí)防爆柜內(nèi)plc控制器10通過(guò)ka31繼電器給機(jī)器人本體上電，機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)動(dòng)進(jìn)行作業(yè)。

保壓步驟：在機(jī)器人工作的過(guò)程中，通過(guò)壓力傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人密封腔體內(nèi)的壓力，當(dāng)檢測(cè)到壓力小于設(shè)定下限值時(shí)，即開(kāi)啟供氣電磁閥5，對(duì)機(jī)器人密封腔體進(jìn)行補(bǔ)氣一定時(shí)間，如果檢測(cè)到封閉腔體內(nèi)的壓力值一直低于設(shè)定下限值超過(guò)15秒，即認(rèn)為機(jī)器人正壓防爆失敗，plc控制器10對(duì)機(jī)器人進(jìn)行斷電并報(bào)警，確保噴涂機(jī)器人安全。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。