kuka机器人在涂装车间的应用

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1、KUKA机器人在涂装车间的应用摘要：本文通过KUKA机器人在涂装生产线中的应用，介绍了机器人的基本构造、功能以及其与摄像系统结合的优缺点，同时对机器人的防碰撞提出了一定的见解，涉及了KUKA机器人的示教再现编程方法以及其优缺点，同时对常发的故障维修方法提出了有效的解决措施。关键词：KUKA输胶系统编程防碰撞摄像系统0引言在涂装生产中采用工业机器人代替人工操作，构成自动化生产单元或组成全自动生产线，是进行高速、高效、高质量的涂装生产的一种有效方法，也是现代生产技术的重要发展方向。1工业机器人简单介绍工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重

2、要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。轿车公司直属涂装车间底涂作业采用2台KUKA机器人在一定程度上缓解了人工劳动的强度，改善了工人的工作环境，并最大程度的保证了生产的有序进行。底涂操作采用2个7轴（其中一个附加的行走轴）KR16机器人来完成工作，聚氨酯

3、喷涂采用2个KR16L6机器人完成聚氨酯的喷涂，避免了人在不宜久留的有毒的空间工作，最大程度的保证人身的安全。首先，简单介绍一下机器人的基础知识，机器人是由以下几个系统组成的，包括1）机械结构系统；2）控制系统，主要负责控制驱动系统动作，包括示教再现以及存储信息、I/O等；3）驱动系统，包括电气的、液压的、气动的驱动系统；4）末端执行器系统。第二，自由度是机器人的一个重要的参数，也就是由机器人的固定端算起相对独立运动部件的个数。机器人要按照人的要求完成工作，其末端执行器必须达到所需要执行任务的位置，而且要求末端执行器必须有一个合适的能够完成工作的姿态，也就是作业空间的概念。举例来说明，我

4、们的腰是一个回转的自由度，我们大臂可以抬起来，小臂可以弯曲，那么这就三个自由度，同时腕部还有一个调整姿态来使用的三个自由度，所以一般的机器人有六个自由度，就能把空间的三个位置，三个姿态完全实现。底涂机器人由于作业范围比较大，因此增加了一个行走的附加轴来完成喷涂要求。而聚氨酯的喷涂没有采用附加轴的形式完成原因是在机器人安装期间我们增加了一个conv_teck的技术包，另外安装了相应的旋转变压器用以机器人计算相应的辊床的运动速度，车身位置跟踪等，因此车身喷涂是在车身与机器人均运动的情况下完成的。第三，机器人的坐标系选择也是机器人一个很重要的概念。机器人坐标系对应关系如图1所示2机器人在底涂作

5、业中的应用以及与摄像系统的结合针对轿车公司混流生产的需要，我们在机器人喷涂前增加了一套读写系统，该读写系统能够将相应的车型信息包括车型代号、车身序列号、颜色信息等传递给机器人，与机器人的控制系统进行数据信息的交换，从而指导机器人进行相对应车型的喷涂。底涂机器人还与isra摄像系统进行了结合，用于摄像定位的矫正。CAPMES（CarBodyPositionMeasurementSystem，车身定位测量系统）是一个用于快速3D位置测量的系统。用于确定在3个位置坐标内以及在空间的3个相移角中与规定的理论位置之间的偏轴坐标系各个轴的单独运动全局坐标系也就是绝对坐标基础坐标系默认与world重合

6、，满足点的整体偏移工具坐标系默认TCP为法兰盘中心图1机器人坐标系对应关系差。测量利用4个CCD相机进行。系统在由相机所提供的图像中分别识别到需测量的车身上一个或多个预先示教的特征，并由此计算出其位置以作为测量结果。特征也就是各类工艺孔或冲孔或边缘的交点。在生产中必须以足够的精确度确保特征在车身坐标中的位置。在焊装车间进行三坐标测量，然后将测量所得的特征孔在车身坐标系中的准确位置输入到该系统中。由CAPMES所测定的位置用于对机器人程序进行位置修正。为此必须将机器人和测量系统的坐标系相互协调。坐标系之间关系如下图2所示。CAPMES带有全自动校准功能，测量都应在一个规定的参考坐标系内进行

7、。利用CAPMES对车身进行定位测量如图3所示。图2：各坐标系之间关系图3：利用CAPMES对车身进行定位测量CAPMES具有与机器人控制系统之间的集成式串行接口。由于这些接口部分是并行的，因此即使是有很多机器人时，传输时间也可以很短。其接口有以下几种：1、数字输入/输出卡，带有24个输入端和24个输出端2、输入/输出卡，带串行接口RS232或RS422/RS4853、Profibus接口卡4、Interbus接口卡在校正时将确定所