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喷涂机器人喷涂模型与离线编程关键技术研究总结

时间：2017-07-14 来源：机器人在线阅读：9134

从本文的全局内容来说，本文的研究对象为喷涂机器人，研究的过程为涂装工艺的喷涂环节，研究的重点放在静电喷涂的模型分析与机器人离线编程技术研究这两个方向上。从全文的结构来看，本文首先对静电喷涂工艺和喷涂机器人工作的离线工程环境进行描述，为后续关于高压静电喷涂模型分析与机器人离线编程技术研究埋下伏笔。

本文结合2014年度江苏省科技成果转换项目，与校外企业开展合作。围绕项目中具有学术价值和工程价值的内容开展科研工作。随着本课题研究工作的推进，主要解决了以下一些重点问题:

1、分析了乘用车涂装生产的实际环节和高压静电喷涂作业的特点。在ABBRobStudio平台上合理的构建了贴合生产实际的喷涂生产线离线虚拟环境。弄清了在离线工作站中，操作对象与操作信号之间的关系和通信控制手段。为后续在离线环境中利用编程手段对工作站中的机器人进行运动控制创造了条件。

2、结合目前流行的高压静电喷涂工艺特点，采用了一种全新的思路去分析高压静电喷涂模型。将传统空气喷涂分析中复杂的数学建模过程，简化为形象实用的图像数据处理过程。

更重要的是让此想法在软件应用层面得到了较好的实现。在MATLAB2012环境中进行二次软件开发，设计了一个多功能模块的综合静电喷涂模型分析软件。并将该软件交付合作企业使用，软件的分析结果与生产现场反馈结果较为接近。同时软件平台还能对喷涂过程中的一些重要参数进行合理估计，如:喷涂机器人末端喷枪的移动速度，车身表面喷涂轨迹间距等。为提高后续离线编程调试效率发挥了作用。

3、同时结合企业生产实际需求，研究了机器人离线编程关键技术。从ABBIRB系列喷涂机器人入手，研究内容包括:弄清了离线环境中机器人各个坐标系系统的关系和意义;了解了机器人离线轨迹控制的数学原理;分析了Rapid离线编程语言的使用特点和高效利用Rapid语言编程的方法;总结了静态机器人与运动输送装置协同作业的离线编程关键技术。

5.2后续研究方向展望

诚然，在此次课题研究的过程中也出现了一些全新的问题没有攻克，需要在后续的研究过程中对这些问题保持关注。

1、在静电喷涂的过程中，有时待喷涂工件表面的凹凸特性非常复杂。而工件凹凸表面会产生局部电场的法拉第电磁屏蔽效应，这对于静电喷涂工艺来说相当于是喷涂的盲区。目前在生产上处理这一问题的方法主要有两个:一是在凹凸区域将静电喷涂切换为空气喷涂;二是在人工环节对凹凸区域进行手工修饰。很显然这两种方法都是无奈之策，需要进一步研究全新的方法来解决上述问题。

2、目前的离线编程技术虽然较传统的在线编程调试进步了不少，但是编程的主体还是人。本质上依旧是人命令机器人进行工作。而事实上在实际的涂装作业过程中，大部分的喷涂轨迹都是很接近的(如车体前后门及车顶相对平整的区域)。目前的神经网络和人脑科学研究正在迅猛发展，相信可以在机器人人工智能方向上大做文章。让机器人在离线编程的训练过程中，能进行“学习”并能“自主”的解决一些轨迹参数配置的问题。并且机器人在离线编程训练过程中的“知识和经验”能复制和传达给其他机器人以解决相似的问题。如若可以这样，将会带来喷涂机器人运用领域的全新革命。

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