基于工业机器人的漆膜制备系统设计与开发

发布时间：2020-08-17 08:31

【摘要】：随着现代工业的发展,中国涂料工业已经成为中国工业的重要组成部分,涂料性能的检测也受到越来越多的关注。漆膜制备是涂料性能检测中的重要环节,在漆膜制备室里,由工人手持空气喷枪进行漆膜制备,这种方法效率较低,得到的漆膜质量偏差,而且喷涂中挥发的气体也会对人体产生危害。随着中国制造2025规划的提出,传统的人工漆膜制备存在太多的弊端,已经不能满足实际要求。针对这一问题,现结合工业机器人,开发一套自动化漆膜制备系统,以期解决目前人工漆膜制备存在的问题。本文基于漆膜制备的工艺要求,以研究开发机器人漆膜制备系统为目标,详细介绍了以工业机器人为中心,设计专用的外围机构与工业机器人协作构成机器人漆膜制备系统。本文的主要工作内容如下:(1)以人工漆膜制备现状为背景,对系统进行总体方案设计。首先对人工漆膜制备的现状进行分析,确定项目的需求。然后按照项目的需求对系统整体方案进行设计,包括系统方案分析和系统总体结构设计。最后详细介绍了系统的组成及工作原理,并完成了系统主要部件的设计及选型。(2)基于自动化漆膜制备系统的功能和控制要求,对工业机器人漆膜制备系统的控制系统进行设计。首先确定控制系统的总体框架,使用“触摸屏搭载A33核心板上位机监控控制+STM32下位机控制”的控制结构。然后对控制系统的硬件进行设计,包括关键硬件选型和外围电路设计,并介绍了硬件参数和电路工作方式。最后进行控制系统的软件设计,完成了控制系统的控制流程设计,根据控制流程完成了相关的功能模块和控制程序设计,并利用QT软件对用户界面进行开发。(3)为了使漆膜的厚度满足规定要求,建立平面漆膜制备喷涂模型。首先,通过分析人工漆膜制备的工艺过程来确定影响漆膜厚度分布的因素,建立了适用于本文的椭圆状喷涂区域的椭圆双β分布模型。然后进行平板静态喷涂实验,通过MATLAB软件对得到的实验数据进行拟合,并求解了该模型的参数。最后根据建立的漆膜厚度分布模型分别对小板和大板进行轨迹规划。(4)测试系统是否满足要求,编制机器人漆膜制备程序并进行实验分析。首先分析对比示教编程和离线编程各自的特点,选择离线编程来编制程序。通过在RobtStudio软件中搭建机器人漆膜制备的离线编程环境,使用RAPID语言编制机器人漆膜制备程序。然后对系统进行安装和功能调试,系统能够稳定运行,各机构无干涉,系统程序无异常。最后进行漆膜制备实验,实验结果表面,该系统实现了自动化漆膜制备,达到了预期的效果。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ630.1;TP242.2;TP311.52
【图文】：

底材,漆膜

基于工业机器人的漆膜制备系统总 2025 及产品创新发展，传统产业进行技术革命及产节能环保、精度、效率上存在太多的弊端。现需结合用量较小，涂料种类多的自动化漆膜制备系统，达到。析施加于工件表面上的一道或多道涂层所形成的固态备的样板底材为白榉贴面胶合板，主要有两种板），一种为 150×70×5mm（小板），如图 2-1 所示

针筒,注射器

图 2-2 针筒注射器Fig. 2-2 Syringe syringe大体分为三种，分别是气动驱动、液压动方式系统简单，低成本，但一般只对比大，但是不易维护，系统成本高，通电机驱动则在中等负载比较适用，并要求的轨迹，常见的驱动电机一般有用于小众的漆膜制备系统，且样板质量动速度、输出力矩等都要求不高，但采用步进电机+气缸的混合驱动方式

系统总体,上料机构,样板,针筒

储机构 2.涂料针筒上料机构 3.样板上料机构 4.机器人本体 5.末端执行器 6.机构 7.样板下料机构 8.机器人示教器 9.漆膜制备工作台图 2-4 系统总体布局Fig. 2-4 Overall layout of the system成及工作原理的漆膜制备系统主要由六大部分组成，如图 2-5 所示：块：涂料针筒存储机构、样板上料机构、涂料针筒上料机构等；块：工业机器人、末端执行器，喷涂工作台、VOC 气体检测开关块：成品存储机构、样板下料机构等；块：空压机、储气罐、电子调压阀、气管等；块：A33 核心板、电容触摸屏等；

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