一种无数模零件快速自动化喷涂系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及工业机器人喷涂技术领域，具体为一种无数模零件快速自动化喷涂系统及方法，该喷涂系统，包括协助机器人工作平台，包括有变位机、协助机械臂、模拟涂料；工业机器人工作平台，包括有变位机、工业机械臂、实际涂料；配套软件平台，包括有机器人轨迹转换模型算法。本发明专利技术通过采用协作机器人作为零件喷涂轨迹的获取手段，可摆脱传统无数模零件实现自动化喷涂前必须进行三维建模的弊端，既节约了逆向建模设备的成本投入，也简化了工作流程，减轻了对复杂零件逆向建模的技术依赖，一般现场喷漆操作人员就能掌握；综合时间效率明显高于逆向建模后再获取机器人喷涂轨迹的传统模式。向建模后再获取机器人喷涂轨迹的传统模式。向建模后再获取机器人喷涂轨迹的传统模式。

【技术实现步骤摘要】
一种无数模零件快速自动化喷涂系统及方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人喷涂
，具体为一种无数模零件快速自动化喷涂系统及方法。

技术介绍

[0002]在工业喷涂领域，由于工作环境恶劣等原因，利用“移动装置+喷涂设备”对表面进行喷涂已开展应用多年。由于机械臂的柔性大、程控性好，因此常被作为带载喷涂设备的移动装置，而机械臂加工轨迹生成是喷涂过程中的主要准备工作内容。
[0003]机器人运动轨迹的生成目前主要有两种方式，一是通过厂家提供的远程操控手柄进行示教编程和控制，二是采用机器人仿真软件(例如法国达索公司的Delmia，德国西门子公司的Process Simulate，美国MASTER公司的Robot master)进行离线编程后导入机器人控制器实现。两种方式各有优缺点，示教编程操作简单易上手，但是机器臂轨迹路线简单；离线编程功能强大，可实现复杂轨迹的路径规划，操作人员需要经过专业培训，对仿真软件进行深入学习。正是由于上述机械臂轨迹生成方式的固有缺点，针对实际的工件，特别是没有零件数模进行修复时往往费时费力，对人员的技能要求高。
[0004]传统为获取无数模零件自动化喷涂加工轨迹，需首先利用逆向扫描设备对零件外形进行扫描以获取外形点云数据，其次利用逆向软件如Geomagic将点云数据处理为正常三维模型，再次利用加工轨迹生成软件如Mastercam基于三维数模生成加工轨迹初始数据，再然后利用机器人离线编程软件如Robotmaster将加工轨迹数据转换为机器人轨迹数据并加以验证，最后才能得到实际使用的机器人喷涂轨迹，整体流程如图2所示。在一般工业领域，大部分零件为批量生产且拥有原始数模，机械臂加工轨迹生成虽然复杂，但单个零件平均工作量仍在可接受范围内。在航空维修领域，大部分零件批量较小、形状复杂且无现成数模，其机械臂加工轨迹获取综合成本过高，对人员素质要求很高，成为推广该类零件自动化喷漆的最大障碍。
[0005]中国专利CN105045098B(授权公告日为2017年11月21日)公开了一种机器人喷涂轨迹自动化生成系统的控制方法，包括以下步骤：(1)喷涂工艺专家系统的形成；(2)工件图像数据输入；(3)喷涂工艺专家系统进行图像处理，几何图形被检测和发送至轨迹映射模块中，由自动轨迹生成器进行轨迹自动生成处理；(4)轨迹自动生成；(5)参数设定；(6)样条算法实现恒定速度和高平滑性；(7)机器人控制器通过样条进行运动学解算，形成轨迹。该专利技术缩短了喷涂加工所耗费时间，在工件摆放位置偏差、不同种类工件混放等情况下都能自动生成。
[0006]该专利技术存在以下几个缺点：1)该专利技术的实现依赖于拥有成熟的喷涂工艺专家系统，技术门槛高，实际研发周期长、成本高；2)该系统同样需配备光栅或激光传感器等逆向扫描设备，设备投入大且操作复杂；3)零件图像通过自动轨迹生成器生成加工轨迹未提出明确实施方法，实现难度大。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种无数模零件快速自动化喷涂系统及方法。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0009]一种无数模零件快速自动化喷涂系统，包括：
[0010]协助机器人工作平台，包括有变位机、协助机械臂、模拟涂料；
[0011]工业机器人工作平台，包括有变位机、工业机械臂、实际涂料；
[0012]配套软件平台，包括有机器人轨迹转换模型算法；
[0013]所述协助机器人工作平台、配套软件平台、工业机器人工作平台依次对应连接，通过协助机器人工作平台进行模拟喷涂并记录模拟喷涂轨迹信息，所述配套软件平台将记录的模拟喷涂轨迹信息转换为工业机器人工作平台可识别的运动轨迹信息，所述工业机器人工作平台通过转换后的运动轨迹信息进行实际的零件喷涂。
[0014]优选的，所述协助机器人工作平台还包括有控制器、驱动器以及操作平台，所述协助机器人工作平台上的模拟涂料为挥发性涂料。
[0015]优选的，所述协助机器人工作平台中的变位机为两轴变位机，配备有编码计数器且设置在操作平台上。
[0016]优选的，所述工业机器人工作平台还包括有控制器、驱动器以及操作平台。
[0017]优选的，所述工业机器人工作平台中的变位机为两轴变位机且设置在操作平台上。
[0018]一种应用无数模零件快速自动化喷涂系统的喷涂方法，具体步骤如下：
[0019](一)将待喷涂零件通过对应工装固定在协助机器人工作平台配备的变位机上；
[0020](二)将模拟喷涂枪安装到协助机械臂的执行终端上，并连接模拟涂料输送系统；
[0021](三)操作人员抓住协助机械臂的执行终端，利用装载在协助机械臂终端上模拟喷枪分别对待喷区域进行模拟喷涂；
[0022](四)协助机器人工作平台中的控制器获取协助机械臂与配套变位机的移动轨迹和坐标状态，并将其传递给配套软件平台；
[0023](五)配套软件平台利用配备的机器人轨迹转换模型算法，将协助机器人与配套变位机运动轨迹信息转化为工业机器人平台可识别并运行的运动轨迹，并发送给工业机器人平台；
[0024](六)将待喷涂零件通过对应工装固定在工业机器人工作平台配备的变位机上；
[0025](七)将实际喷涂枪安装到工业机械臂的执行终端，并连接实际涂料输送系统；
[0026](八)工业机器人平台利用配套软件平台发送的运动轨迹信息，进行实际喷涂作业；
[0027](九)完成一次喷涂的零件，可根据涂层种类与要求重复执行步骤(八)，选择重复喷涂同一涂料或更换其他涂料，直至完成所有喷涂工作。
[0028]进一步地，(三)中的模拟喷涂工艺要求与实际喷涂工艺要求保持一致。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]与现有技术相比，本专利技术通过采用协助机器人作为零件喷涂轨迹的获取手段，可摆脱传统无数模零件实现自动化喷涂前必须进行三维建模的弊端，既节约了逆向建模设备
的成本投入，也简化了工作流程，减轻了对复杂零件逆向建模的技术依赖，一般现场喷漆操作人员就能掌握；综合时间效率明显高于逆向建模后再获取机器人喷涂轨迹的传统模式；利用熟练工人进行喷涂轨迹获取，无形中可将熟练工人的“专家知识”融入机器人喷涂轨迹，这是零件传统自动化喷涂难以实现的。
附图说明
[0031]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：
[0032]图1为本专利技术的流程示意图；
[0033]图2为现有技术中的流程示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本专利技术进一步阐述。
[0035]如图1所示，一种无数模零件快速自动化喷涂系统，该系统由三部分组成，第一部分为协助机器人工作平台，第二部分为配套软件平台，第三部分为工业机器人工作平台，所述协助机器人工作平台、配套软件平台、工业机器人工作平台对应依次连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无数模零件快速自动化喷涂系统，其特征在于：包括：协助机器人工作平台，包括有变位机、协助机械臂、模拟涂料；工业机器人工作平台，包括有变位机、工业机械臂、实际涂料；配套软件平台，包括有机器人轨迹转换模型算法；所述协助机器人工作平台、配套软件平台、工业机器人工作平台依次对应连接，通过协助机器人工作平台进行模拟喷涂并记录模拟喷涂轨迹信息，所述配套软件平台将记录的模拟喷涂轨迹信息转换为工业机器人工作平台可识别的运动轨迹信息，所述工业机器人工作平台通过转换后的运动轨迹信息进行实际的零件喷涂。2.根据权利要求1所述的一种无数模零件快速自动化喷涂系统，其特征在于：所述协助机器人工作平台还包括有控制器、驱动器以及操作平台，所述协助机器人工作平台上的模拟涂料为挥发性涂料。3.根据权利要求1所述的一种无数模零件快速自动化喷涂系统，其特征在于：所述协助机器人工作平台中的变位机为两轴变位机，配备有编码计数器且设置在操作平台上。4.根据权利要求1所述的一种无数模零件快速自动化喷涂系统，其特征在于：所述工业机器人工作平台还包括有控制器、驱动器以及操作平台。5.根据权利要求1所述的一种无数模零件快速自动化喷涂系统，其特征在于：所述工业机器人工作平台中的变位机为两轴变位机且设置在操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒送，范鑫，吕澜君，孙同明，王纬国，于波，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：