CN104588240A - 一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法 - Google Patents

Abstract

一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法，其技术方案为对普通喷涂机器人难以加工的大型工件，设定可以上下移动的环形轨道置于工件周围，工业机器人在轨道上行走，可以达到不同的位置。机械手臂上安装喷漆设备，可以以移动的方式，每次喷漆一小部分，完成大型工件的喷涂加工。本发明所提出的方法，突破了传统喷涂机器人对加工工件尺寸的限制，可以以较低的成本实现对大型工件的喷涂加工，尤其适合批量少、数量大的复杂大型工件喷涂加工。

Description

一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法

技术领域： 

   本发明属工业机器人应用技术领域，特别涉及一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法。

背景技术： 

   机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

    从应用环境出发，机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力，同时能提升工作效率和产品品质。富士康机器人可以承接生产线精密零件的组装任务，更可替代人工在喷涂、焊接、装配等不良工作环境中工作，并可与数控超精密铁床等工作母机结合模具加工生产，提高生产效率，替代部分非技术工人。使用工业机器人可以降低废品率和产品成本，提高了设备的利用率，降低了工人误操作带来的风险等，其带来的一系列效益也十分明显，例如减少人工用量、减少设备损耗、加快技术创新速度、提高企业竞争力等。机器人具有执行各种任务特别是高危任务的能力，平均故障间隔期达60000小时以上，比传统的自动化工艺更加先进。在发达国家中工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线以保证产品质量和生产高效率。目前典型的成套装备有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子电器等机器人。

     喷涂机器人又叫喷漆机器人（spray painting robot）， 是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集团）发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。目前，喷涂机器人一般用于自动化生产线，喷涂中小型工件。对于复杂外形工件的喷涂，一般采用人工喷涂。

发明内容：

    鉴于以上技术的不足，本发明针对普通喷涂机器人难以加工的大型工件，提出一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法，其技术方案为对普通喷涂机器人难以加工的大型工件，设定可以上下移动的环形轨道置于工件周围，工业机器人在轨道上行走，可以达到不同的位置。机械手臂上安装喷漆设备，可以以移动的方式，每次喷漆一小部分，完成大型工件的喷涂加工。

    设环形轨道置于工件周围，环形轨道安装在一组立柱上，轨道可以沿立柱上下移动；工业机器人采用成熟的商用机器人平台，安装于底座上。底座安装于环形轨道，并可沿环形轨道行走，可以达到工件周围不同的位置。

    机械手臂上安装喷漆设备，设备有低压有气喷涂或无气喷涂中的一种或两种；同时，利用机器人的视觉识别系统，识别喷涂是否完成，完成后则移动，开始下一部位的喷涂。

    环形轨道的升降采取液压、机械或其他方式。

有益效果：

   目前，喷涂机器人一般用于自动化生产线，喷涂中小型工件。对于复杂外形工件的喷涂，一般采用人工喷涂。本专利所提出的方法，突破了传统喷涂机器人对加工工件尺寸的限制，可以以较低的成本实现对大型工件的喷涂加工，尤其适合批量少、数量大的复杂大型工件喷涂加工。

 附图说明：

图1为加工所用环形轨道示意图

图2为环形轨道机器人喷涂示意图

附图标记：1.环形轨道，2. 升降杆，3. 喷涂机器人，4.大型工件

具体实施方式：

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下。

    结合图说明本发明内容所提及的一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法，用于大型铸钢件的加工。

   工件尺寸约2×2×1m。设4根立柱，立柱直径0.1m，高2.5m。环形轨道直径3m。

     机器人本体选用那智SRA100机器人，最大工作半径2.6m，最大负重100kg，重复定位精度0.1mm。控制系统采用日本OTC（欧地希）的FD11控制系统。

    机械手臂上安装低压有气喷涂设备，同时，利用机器人的视觉识别系统，识别喷涂是否完成，完成后则移动，开始下一部位的喷涂。

   申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种采用环形轨道机器人喷涂大型工件的方法，其特征在于：对普通喷涂机器人难以加工的大型工件，设定可以上下移动的环形轨道置于工件周围，工业机器人在轨道上行走，可以达到不同的位置；机械手臂上安装喷漆设备，可以以移动的方式，每次喷漆一小部分，完成大型工件的喷涂加工。

2.根据权利1所述的喷涂大型工件的方法，其特征在于：工业机器人采用成熟的商用机器人平台，安装于底座上；底座安装于环形轨道，并可沿环形轨道行走，可以达到工件周围不同的位置。

3.根据权利1所述的喷涂大型工件的方法，其特征在于：机械手臂上安装喷漆设备，设备有低压有气喷涂或无气喷涂中的一种或两种；同时，利用机器人的视觉识别系统，识别喷涂是否完成，完成后则移动，开始下一部位的喷涂。

4.根据权利1所述的喷涂大型工件的方法，其特征在于：环形轨道的升降采取液压、机械或其他方式。