CN104588297A - 一种采用环形轨道机器人表面固化的方法 - Google Patents

Abstract

一种采用环形轨道机器人表面固化的方法，其技术方案为对普通固化设备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UV光源，可以以移动的方式，每次固化一小部分，完成大型工件的固化加工。本发明所提出的方法，突破了传统固化设备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固化加工，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表面固化的方法

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表面固化的方法。

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。

  UV固化工艺是一种以UV光源照射化学物，使该化学物当中所含垢“光启始剂”受到UV光源的刺激，于极短时间内（短于1秒）让该化学物中所包含的“聚合单体”产生胶合硬化的“辐射硬化技术”。是光化学反应最前沿的应用。广泛应用于车灯、手机和电视机壳等塑胶件的表面处理。一般而言，UV固化工艺并不是专应用于印刷领域，它是一种以UV光源照射化学物，使该化学物当中所含垢“光启始剂（Photoinitiator）”受到UV光源的刺激，于极短时间内（短于1秒）让该化学物中所包含的“聚合单体（Polymer）”产生胶合硬化的“辐射硬化技术（Radiation Curing）”，一般称为UV硬化（UV Curing）。国际上又将上与“电子束硬化技术（Electronic Beam Curing）” 归于同类，合称UV/EBCuring。UV硬化可以使用于各种传统的印刷版式，包含凸版、弹性凸版（Flexo）、平版、网版等印刷，只要使用UV印墨，配合UV光源即完成主要的部分。平版UV印刷即是以平版印刷的架构，使用UV印墨，配合UV光源而成，当然一些非常重要的配合条件亦需同时达成方可。除了印刷外，使用透明的材料印刷物进行UV上光亦是市场上广为使用的上光方式。UV固化工艺是光化学反应最前沿的应用，通过一定强度的紫外光照射,瞬间固化油墨、涂料、胶等相关化学品。随着科技的发展，UV固化所涉及领域也更加广泛。UV固化工艺从1960诞生以来，就广泛地应用于汽车、电子、通讯、航空航天、金属、玻璃及塑料等制品的制造上，在全球涂装工业中占有4%的比例，是一个数十亿美元的大市场。凭籍其对产品品质的提高和优良的环境表现，以每年10%以上的速度替代传统固化工艺。随着UV光固化涂料在车灯，手机和电视机壳等塑胶件的表面处理的日益广泛,各种配套的UV光固化涂装生产线的对品质和无尘的要求也越来越高,联洲公司以提供完整的系统解决方案和各种输送形式的无尘UV喷漆线来满足客户的要求。

  目前，对于普通工件的UV固化，已经可以采取生产线或固化设备来完成。但对于特大型工件的UV固化，尚无实用、通用的自动化固化方法。

发明内容：

   针对以上问题，本发明针对普通固化设备难以加工的大型工件，提出一种采用环形轨道机器人表面固化的方法，其技术方案为对普通固化设备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UV光源，可以以移动的方式，每次固化一小部分，完成大型工件的固化加工。

  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UV光源，光源为电极式光源或无电极石英管式光源；同时，利用机器人的视觉识别系统，识别固化是否完成，完成后则移动，开始下一部位的固化。

   环形轨道的升降采取液压、机械或其他方式。

有益效果：

   目前，对于普通工件的UV固化，已经可以采取生产线或固化设备来完成。但对于特大型工件的UV固化，尚无实用、通用的自动化固化方法。本专利所提出的方法，突破了传统固化设备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固化加工，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为环形轨道机器人固化示意图

    附图标记：1.环形轨道，2. 升降杆，3. 固化机器人，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表面固化的方法，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电极UV光源，同时，利用机器人的视觉识别系统，识别固化是否完成，完成后则移动，开始下一部位的固化。

   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表面固化的方法，其特征在于：对普通固化设备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UV光源，可以以移动的方式，每次固化一小部分，完成大型工件的固化加工。

2.根据权利1所述的机器人表面固化的方法，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所述的机器人表面固化的方法，其特征在于：机械手臂上安装UV光源，光源为电极式光源或无电极石英管式光源；同时，利用机器人的视觉识别系统，识别固化是否完成，完成后则移动，开始下一部位的固化。

4.根据权利1所述的机器人表面固化的方法，其特征在于：环形轨道的升降采取液压、机械或其他方式。