CN112691864A - 一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，属于机器人喷涂技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接；b、对零件进行喷涂程序编写；c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。本发明对于凹形或空间狭小的复杂零件，能够一次性连续喷涂完所有曲面，有效保障零件左右搭接区域涂层厚度的均匀性，提高喷涂效率。
Description
技术领域
本发明涉及到机器人喷涂技术领域，尤其涉及一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法。
背景技术
机器人在零件表面的喷涂包括左右搭接区域和前后搭接区域。目前常用的两种喷幅，一种为空气枪或高压无气枪的椭圆形喷幅，另一种为旋杯枪的圆形喷涂。
在机器人自动喷涂领域，喷涂左右搭接区域的处理主要存在以下几种方法：
1、中途不关枪。在喷涂过程中，不关枪，且左右搭接距离根据经验调节。其存在的缺陷是，容易导致左右搭接区域涂层厚度偏厚，且需要左右轨迹交错，编程难度大。
2、回枪位置关枪。能够使左右搭接区域厚度偏厚的情况得到改善，但厚度均匀性仍然难以得到控制，主要的原因在于机器人在回枪点时，由于方向的改变，机器人存在加减速的情况，导致厚度不均匀。且也需要左右轨迹交错，编程难度大。
3、将开关枪点轨迹延长。能够解决机器人加减速的问题，保证了在开关枪点速度不发生改变，相对于开关枪点的左右搭接距离为零，但是喷枪的枪嘴与零件表面通常有150-300cm的距离，导致关枪点关枪时还有一节油漆悬浮在空中，而在开枪时，初始状态枪嘴与零件表面的空中没有油漆。关枪时，由于惯性，会继续落在关枪点之后的区域；开枪时，导致油漆落在零件表面相对滞后一段距离。
4、提前开关枪。解决了由于枪嘴距离喷涂表面一定距离导致关枪时由于惯性导致油漆继续行走一段距离和开枪时需要延后一段距离才能落在零件表面的问题。但是缺点是机器人速度不同，喷幅大小不同，提前开关枪的距离都不一样，提前开关枪的点的距离需要做大量的实验，另外一个最重要的缺点是对于凹形或空间狭小的复杂零件，如汽车内部、飞机垂尾根部、飞机翼身连接处、各种腔体类零件，延长路径可能与零件发生碰撞。
公开号为CN 103838172A，公开日为2014年06月04日的中国专利文献公开了一种铜板喷涂作业中机器人喷枪轨迹的设置方法，其特征在于：设定喷枪喷涂区域，该区域的几何模型为一个喷涂锥，设定喷涂介质及喷枪的相关参数，得到喷涂区域面积、半径及涂层厚度；计算喷涂区域叠加范围，依据喷枪的喷涂角及各喷涂区域喷枪的间距，得到相邻喷涂区域的叠加距离；针对铜板菱角，喷枪与铜板菱角的圆弧面保持垂直，在相邻喷涂区域，喷枪以菱角圆弧面轴心为圆心旋转β角度；建立机器人喷枪轨迹数据库并将数据库各喷枪轨迹相关参数编制成喷枪轨迹子程序，喷枪轨迹按子程序设定运行。
该专利文献公开的铜板喷涂作业中机器人喷枪轨迹的设置方法，得到的机器人喷枪轨迹实现了机器人喷涂作业的优化目标，降低了喷涂成本。但是，对于凹形或空间狭小的复杂零件，无法一次性连续喷涂完所有曲面，不能保证零件左右搭接区域涂层厚度的均匀性。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，本发明对于凹形或空间狭小的复杂零件，能够一次性连续喷涂完所有曲面，有效保障零件左右搭接区域涂层厚度的均匀性，提高喷涂效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
所述步骤c中，第一个1/4圆弧是指圆弧起点为直线的终点，圆弧半径为R，圆弧的圆心为直线的终点垂直向下偏移D2。
所述步骤c中，第二个1/4圆弧是指圆弧起点为上一1/4圆弧的终点，圆弧半径为R，圆弧圆心为上一1/4圆弧的圆心。
所述步骤c中，直线的起点是指第二个圆弧的终点。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
一、本发明，“a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂”，针对单台机器人喷涂大面积零件或多台机器人协同作业或某些复杂零件无法一次性连续喷涂完所有曲面或零件存在凹型外形时，通过将喷涂机器人自动喷涂的回枪位置轨迹做半圆弧设计，并在半圆弧的起点关枪，半圆弧的中点开枪，并使左右搭接距离为零；较现有技术而言，能够一次性连续喷涂完所有曲面，有效保障零件左右搭接区域涂层厚度的均匀性，提高喷涂效率。
二、本发明，解决了现有技术喷嘴与零件表面有一定距离导致的开关枪喷雾延后一段距离的问题，以及轨迹延长导致与凹型零件发生碰撞干涉的问题，实现了喷幅左右连续，最终实现提高左右搭接区域涂层厚度均匀性的问题。
三、本发明，喷涂机器人运动轨迹采用半圆弧设计，解决了在回枪区域存在加减速的问题，喷涂机器人在回枪时，速度能保持不变，避免了因速度变化引起的涂层厚度不均匀。
四、本发明，由于雾化扇形压力决定了喷出漆雾朝向零件表面的速度，因而通过调节喷涂机器人的运动速度和雾化扇形压力大小，就能够实现圆弧上各点的漆雾刚好落在下一道轨迹的延长线上，从而实现了关枪漆雾结束点和开枪漆雾开始点对齐。
五、本发明，减小了程序编写的难度，无需左右每道轨迹对齐，也无需回枪位置错开，左右轨迹相对位置无任何要求，只需左右搭接距离为零即可。
六、本发明，对喷幅的搭接次数无要求，适合各种搭接次数；对喷幅形状无要求，对于椭圆形或圆形喷幅都适用，灵活性强。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
“a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂”，针对单台机器人喷涂大面积零件或多台机器人协同作业或某些复杂零件无法一次性连续喷涂完所有曲面或零件存在凹型外形时，通过将喷涂机器人自动喷涂的回枪位置轨迹做半圆弧设计，并在半圆弧的起点关枪，半圆弧的中点开枪，并使左右搭接距离为零；较现有技术而言，能够一次性连续喷涂完所有曲面，有效保障零件左右搭接区域涂层厚度的均匀性，提高喷涂效率。
实施例2
参见图1，一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
所述步骤c中，第一个1/4圆弧是指圆弧起点为直线的终点，圆弧半径为R，圆弧的圆心为直线的终点垂直向下偏移D2。
解决了现有技术喷嘴与零件表面有一定距离导致的开关枪喷雾延后一段距离的问题，以及轨迹延长导致与凹型零件发生碰撞干涉的问题，实现了喷幅左右连续，最终实现提高左右搭接区域涂层厚度均匀性的问题。
实施例3
参见图1，一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
所述步骤c中，第一个1/4圆弧是指圆弧起点为直线的终点，圆弧半径为R，圆弧的圆心为直线的终点垂直向下偏移D2。
所述步骤c中，第二个1/4圆弧是指圆弧起点为上一1/4圆弧的终点，圆弧半径为R，圆弧圆心为上一1/4圆弧的圆心。
喷涂机器人运动轨迹采用半圆弧设计，解决了在回枪区域存在加减速的问题，喷涂机器人在回枪时，速度能保持不变，避免了因速度变化引起的涂层厚度不均匀。
实施例4
参见图1，一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
所述步骤c中，第一个1/4圆弧是指圆弧起点为直线的终点，圆弧半径为R，圆弧的圆心为直线的终点垂直向下偏移D2。
所述步骤c中，第二个1/4圆弧是指圆弧起点为上一1/4圆弧的终点，圆弧半径为R，圆弧圆心为上一1/4圆弧的圆心。
所述步骤c中，直线的起点是指第二个圆弧的终点。
由于雾化扇形压力决定了喷出漆雾朝向零件表面的速度，因而通过调节喷涂机器人的运动速度和雾化扇形压力大小，就能够实现圆弧上各点的漆雾刚好落在下一道轨迹的延长线上，从而实现了关枪漆雾结束点和开枪漆雾开始点对齐。
减小了程序编写的难度，无需左右每道轨迹对齐，也无需回枪位置错开，左右轨迹相对位置无任何要求，只需左右搭接距离为零即可。
对喷幅的搭接次数无要求，适合各种搭接次数；对喷幅形状无要求，对于椭圆形或圆形喷幅都适用，灵活性强。
Claims (4)
1.一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将喷涂机器人的喷枪喷幅设置为L，将一个喷幅分N次搭接，确定前后搭接距离D1=L/N，圆弧半径R= D1/2；
b、对零件进行喷涂程序编写，先确定需要喷涂的区域，确定不同的两个喷涂区域的左右边界，然后在要喷涂的区域插入开始点，同时将开始点设置开枪指令，然后做一条直线轨迹，直线轨迹的终点相距边界的距离为D2，同时在直线轨迹的终点插入关枪指令；
c、插入第一个1/4圆弧，同时将圆弧终点设置开枪指令；然后插入第二个1/4圆弧；再插入一条直线轨迹，所述直线轨迹与上一条直线轨迹平行，直线的起点不设置开关枪指令；直至编完余下的程序轨迹；
d、将程序轨迹导入喷涂机器人，并将零件定位于喷涂区域，添加涂料，喷涂机器人启动程序，完成喷涂。
2.根据权利要求1所述的一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，其特征在于：所述步骤c中，第一个1/4圆弧是指圆弧起点为直线的终点，圆弧半径为R，圆弧的圆心为直线的终点垂直向下偏移D2。
3.根据权利要求1所述的一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，其特征在于：所述步骤c中，第二个1/4圆弧是指圆弧起点为上一1/4圆弧的终点，圆弧半径为R，圆弧圆心为上一1/4圆弧的圆心。
4.根据权利要求1所述的一种提高自动喷涂涂层厚度均匀性的方法，其特征在于：所述步骤c中，直线的起点是指第二个圆弧的终点。
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| CN112691864B (zh) | 2022-05-10 |
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Legal Events
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