基于PLC的五軸噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的趨勢,各類工業(yè)機(jī)器人逐漸在國內(nèi)企業(yè)中普及。作為工業(yè)機(jī)器人的重要機(jī)型之一,噴涂機(jī)器人在涂裝生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。然而,目前的噴涂機(jī)器人產(chǎn)品,無法被國內(nèi)眾多中小型企業(yè)接受。其主要原因有價(jià)格昂貴,技術(shù)要求高,以及對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)能力差和對(duì)市場快速響應(yīng)能力弱等問題。
　　本研究旨在開發(fā)一款低成本通用型噴涂機(jī)器人,兼顧性能和環(huán)保,快速適應(yīng)中小企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)規(guī)模和需要,形成生產(chǎn)力,提高對(duì)市場的快速反應(yīng)能力。同時(shí),該機(jī)型能引

2、領(lǐng)噴涂機(jī)器人本土化發(fā)展的趨勢,改變家具行業(yè)涂裝生產(chǎn)的方式。針對(duì)上述目標(biāo),本研究具體工作如下:
　　(1)闡述開發(fā)低成本通用型噴涂機(jī)器人的目的及意義,綜述了國內(nèi)外噴涂機(jī)器人研究現(xiàn)狀。從大平面快速噴涂功能實(shí)現(xiàn)的角度,提出實(shí)現(xiàn)家具行業(yè)適用的噴涂機(jī)器人通用機(jī)型的開發(fā)理念和趨勢的可行性。
　　(2)以防盜門板和門框工件的噴涂為例,從噴涂工藝和企業(yè)設(shè)施出發(fā),選型合理的五自由度結(jié)構(gòu)方案,從機(jī)構(gòu)硬件配置角度滿足機(jī)器人快速直線噴涂的運(yùn)動(dòng)要求和

3、多工作面切換噴涂動(dòng)作功能。機(jī)構(gòu)硬件利于改善噴涂機(jī)器人動(dòng)力學(xué)性能,可實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定地噴涂作業(yè)。
　　(3)依照中小企業(yè)的多品種小批量的生產(chǎn)規(guī)模,設(shè)計(jì)專用的工件數(shù)據(jù)采集單元,用以識(shí)別不同的工件,獲取噴涂需要的控制參數(shù)。按照機(jī)構(gòu)類型和驅(qū)動(dòng)要求進(jìn)行電氣設(shè)計(jì),按照運(yùn)動(dòng)軌跡、點(diǎn)位、精度等控制要求,選型控制器和電機(jī),編輯PLC程序來控制機(jī)器人實(shí)施噴涂作業(yè)。
　　(4)分析噴槍的噴涂模型,建立工件表面涂料累積的數(shù)學(xué)模型,利用測量光幕采集的數(shù)

4、據(jù)形成工件的2D點(diǎn)陣模型。提出噴涂區(qū)域劃分,降低單一規(guī)則區(qū)域梯度,以及多區(qū)域銜接的特例控制算法,提高單位工件噴涂效率,改善噴涂機(jī)器人力學(xué)性能。確立合適的噴涂重疊寬度,改善兩個(gè)子區(qū)域銜接處的涂層均勻性。
　　(5)詳細(xì)闡述同步跟蹤作業(yè)功能實(shí)現(xiàn)的開發(fā)過程;確定合適的直線噴涂加速度,并進(jìn)行噪音試驗(yàn)?；谕苛侠鄯e模型,用MATLAB軟件平臺(tái),模擬仿真相鄰規(guī)則區(qū)域之間噴涂重疊寬度與涂層均勻性的變化曲線,憑借曲線分析結(jié)果,為實(shí)際操作中最佳軌跡