涂装机器人喷涂模型与离线编程关键技术研究

发布时间：2017-04-14 19:21

  本文关键词：涂装机器人喷涂模型与离线编程关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：涂装工艺是乘用车生产工艺过程中的重要环节,对产品起到了保护和装饰的作用。汽车喷涂过程要求较高的喷涂效率,良好的控制精度,以及相对复杂和危险的生产作业环境。为了在汽车涂装过程中获得质量优良的漆膜,目前广泛使用喷涂机器人结合高压静电喷涂工艺来进行乘用车的喷涂环节。高压静电喷涂工艺与空气喷涂工艺有很大的不同,空气喷涂漆膜的建模方法并不适用于静电喷涂。另一方面,随着车型更新越来越快,传统的机器人示教器系统在线编程调试的手段已经很难满足实际生产的需求。机器人离线编程技术也因此成为了整个工业机器人运用的主流研究方向。综上所述,本文将研究重点放在如下几个方面:1、分析了乘用车涂装过程的主要环节,应用虚拟工厂技术,在离线环境中构建了贴合实际的机器人离线控制环境。使研究能紧密结合工程实际解决生产中迫切需要解决的问题。2、在Matlab2012平台上结合C++可视化编程技术,设计了一个可以直接在工程上用于构建静电变量喷涂漆膜模型的应用软件平台。该软件平台结合了CAD模型重构,数字图像处理,矩阵变换分析以及快速数据处理等技术。其只需采集少量的生产现场初始数据就能对漆膜的喷涂效果进行高效的预测。并给出合理的机器人估计参数,为后续机器人离线编程和实际现场工艺提供参考。3、结合上述软件平台提供的机器人控制参数,在ABB RobStudio环境中研究了ABB IRB5500涂装机器人的离线编程关键技术。着重从机器人Frame系统,RAPID编程控制语言,静态机器人与运动输送装置的Conveyor同步,多机器人Multi-Move协同等几个当前机器人离线控制的难点入手进行研究。并将研究成果应用到重庆某汽车企业正在投产的一款车型中进行工程测试。对所设计的软件平台进行仿真测试并提供给合作企业生产试用,结合仿真结果和企业反馈的信息对所设计软件平台的功能模块进行维护和扩展。仿真和实际测试结果表明:软件平台易于使用,软件模块调用灵活,省时高效。机器人在实际生产车型的工程测试表明:机器人的机械控制状态稳定,操作性能良好,机器人运动作业精度较高,离线编程调试效率大大提升。各类指标完全满足实际汽车涂装生产的需求。
【关键词】：涂装机器人 模型仿真 静电喷涂 离线编程
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及研究意义10
• 1.2 涂装机器人国内外研究现状10-12
• 1.3 乘用车涂装工艺简介12-14
• 1.4 机器人离线编程技术发展概述14-15
• 1.5 课题主要研究内容15-17
• 第二章 喷涂离线系统环境的构建17-27
• 2.1 引言17-19
• 2.2 涂装机器人工作站构建19-20
• 2.3 高压静电喷涂工艺20-23
• 2.3.1 高压静电喷涂原理20-22
• 2.3.2 高压静电喷涂设备22-23
• 2.4 涂装离线环境的通信集成23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 静电喷涂模型仿真软件平台的设计27-41
• 3.1 引言27-29
• 3.2 静态漆膜堆积模型的生成29-32
• 3.3 喷涂模型图像数据的处理32-34
• 3.4 漆膜喷涂的动态分析34-37
• 3.5 软件平台分析结果37-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 涂装机器人离线编程关键技术研究41-71
• 4.1 引言41
• 4.2 机器人离线编程的坐标系系统41-46
• 4.2.1 世界坐标系统与基坐标系统42-43
• 4.2.2 工具坐标系统43-45
• 4.2.3 工件坐标系统45-46
• 4.3 机器人离线编程过程中的轨迹控制46-54
• 4.3.1 轨迹点构成轨迹的规划控制46-50
• 4.3.2 针对已知轨迹的规划控制50-54
• 4.4 机器人离线编程RAPID语言54-61
• 4.4.1 RAPID运动指令系统55-58
• 4.4.2 RAPID中的数据结构58-61
• 4.5 涂装机器人的离线输送系统61-65
• 4.6 离线编程系统的实际工程测试65-70
• 4.7 本章小结70-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 全文研究工作总结71-72
• 5.2 后续研究工作展望72-73
• 参考文献73-76
• 致谢76-78
• 攻读硕士期间取得的成果78

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