喷漆机器人应用技术研究与未来展望

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1、本文由米尔自动化网http://www.mirautomation.com/整理推荐喷漆机器人应用技术研究与未来展望涂装是制造业中一项非常重要的工序，它能有效地防止工件受外界环境侵蚀，提高工件寿命，而且能美化工件外观。目前在国内，涂装工序主要还是靠人工完成，涂装的质量受工人的技术熟练程度、心情等因素的影响很大。同时，涂装过程中挥发出来的有毒气体对工人的身体健康影响很大。实现涂装过程自动化，具有巨大的社会与经济效益。喷涂机器人就是一种典型的涂装自动化装备。使用机器人进行喷涂作业，工件涂层均匀，重复精度好，工作效率高，能使工人从恶劣的工作环境中解放出来

2、。国际上将机器人应用到喷涂领域已有二十多年的历史，最早将机器人技术应用于喷涂的有美国的minihit公司、fudge公司、德国的hatel公司等。随着机器人技术的不断完善，喷涂精度得到显著提高，喷涂机器人在主要的发达国家得到广泛的应用。我国的华南理工大学、华中科技大学等科研机构先后对喷涂机器人技术进行深入的研究，取得了不少进展。航天航空部的703所、625所使用热喷涂机器人进行作业，用来喷涂一些重要而特殊航空部件。目前在我国，还没有完全意义上的独立生产喷涂机器人的厂家，机器人市场大多为欧美、日本、韩国等国的生产厂家所垄断。近年来，我国的一些企业积极

3、与高校开展喷涂机器人的项目合作，进一步推动我国喷涂机器人技术的成熟，普及与应用。1、喷涂机器人的种类 1.1仿形喷涂机器人 仿形喷涂机器人根据被喷涂工件的外形特点，简化机器人本体的结构与控制方式，造价低廉，维修简便，喷涂质量基本上能满足工业的需求。据国外公司统计的数字显示，采用仿形喷涂机器人进行作业，喷房内部尺寸可减少2/3，排风量减少3/5，漆雾处理的冲水流量减少1/3，涂料节省大概30%—50%。仿形喷涂机器人广泛应用于汽车、铁路机车车辆等机械制造业的喷涂作业，用于完成被工件顶部与侧面的喷涂。相关资料介绍了一种用于汽车车身喷涂的仿形喷涂机器人，

4、该机器人模仿汽车车身的形状，同时在顶部与侧面各安装喷枪，喷枪固定在机架上，喷枪与车身的距离、角度可以调解，以满足不同型号的车身的喷涂需要。机器人采用PLC控制方式，整个系统可靠性高，组态可灵活调整，编程方便，调试维护简单，对不同车型的车身通过编程即可达到仿形编程目的。1.2移动式喷涂机器人这类机器人主要用于高空的喷涂作业，如大楼、桥梁的高空喷涂等，配备缆绳、真空或磁吸附装置，充当机器人的下肢，使机器人能够在高空喷涂作业的同时进行移动。相关资料介绍一种缆索机器人，用于斜拉桥的高空喷涂，利用PLC作为机器人的控制系统，机器人系统运行稳定，可靠性高，可满

5、足斜拉桥高空喷涂的需要。还有一种用于高层建筑喷涂作业的移动机器人，以真空吸附的方式进行高层建筑物的喷涂作业，机器人由支援系统、机器人本体、控制系统组成。其中支援系统包括移动小车、卷缆部件、悬挂装置；控制系统采PLC控制。机械手采用往复运动的方式，同时在喷涂机械手上还安装了两套CCD摄像系统，可从支援小车的监视器实时监视喷涂作业情况和墙面喷涂的质量。该机器人的推广应用提高了高层建筑喷涂作业的质量、工作效率和安全可靠性，降低工人的工作量。1.3经济型简易喷涂机器人这类机器人本质上是一种三自由度直角坐标机器人，采用龙门架式的框架结构，配备有专门的夹具，进

6、行喷涂作业时，须先手工将被喷涂工件夹紧到工作台上，再操纵机器人进行米尔自动化网http://www.mirautomation.com/本文由米尔自动化网http://www.mirautomation.com/整理推荐喷涂。主要用于手机、计算机键盘等小型电子产品外壳的喷涂作业，该机器人结构简单、操作简便易行，且成本较低。但系统功能单一，一般只能用于小型件的喷涂作业。1.4固定式多自由度喷涂机器这种机器人常固定于喷涂生产线的两侧，作业时被工件通过输送带送入生产线，再由机器人对工件进行喷涂作业，这种机器人常为回转式关节型机器人，常见的是5、6自由度关

7、节机器人。机器人的控制系统常采用在工控机上插入输入输出I/O卡和运动控制卡的模式，再通过计算机高级语言编程实现整个喷涂作业过程的自动化，可适用于各种不同场合的喷涂作业需要2、喷涂机器人运行方式2.1示教型喷涂机器人 这种方式必须首先确定机器人在喷涂件表面的运动轨迹，先操纵机器人沿运动轨迹空走一遍，即对机器人进行示教。在示教过程中，机器人记录下各个示教点的轨迹坐标，在真正喷涂过程中，机器人根据先前记录下来的示教点对工件进行自动喷涂作业，示教点之间的曲线部分采用插补算法确定各个插补点坐标，以逼近原曲线轨迹，最后通过机器人正逆解运算求出每一关节转过的角度

8、。 2.2离线编程式喷涂机器人这种方式首先获取被喷涂对象的立体几何形状，然后采用各种算法确定出工件表面的喷涂点坐标，机器人