基于PLC的五軸噴涂機器人控制系統(tǒng)設計.pdf

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

2、領噴涂機器人本土化發(fā)展的趨勢,改變家具行業(yè)涂裝生產(chǎn)的方式。針對上述目標,本研究具體工作如下:
　　(1)闡述開發(fā)低成本通用型噴涂機器人的目的及意義,綜述了國內(nèi)外噴涂機器人研究現(xiàn)狀。從大平面快速噴涂功能實現(xiàn)的角度,提出實現(xiàn)家具行業(yè)適用的噴涂機器人通用機型的開發(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)設施出發(fā),選型合理的五自由度結構方案,從機構硬件配置角度滿足機器人快速直線噴涂的運動要求和

3、多工作面切換噴涂動作功能。機構硬件利于改善噴涂機器人動力學性能,可實現(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,設計專用的工件數(shù)據(jù)采集單元,用以識別不同的工件,獲取噴涂需要的控制參數(shù)。按照機構類型和驅(qū)動要求進行電氣設計,按照運動軌跡、點位、精度等控制要求,選型控制器和電機,編輯PLC程序來控制機器人實施噴涂作業(yè)。
　　(4)分析噴槍的噴涂模型,建立工件表面涂料累積的數(shù)學模型,利用測量光幕采集的數(shù)

4、據(jù)形成工件的2D點陣模型。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,改善噴涂機器人力學性能。確立合適的噴涂重疊寬度,改善兩個子區(qū)域銜接處的涂層均勻性。
　　(5)詳細闡述同步跟蹤作業(yè)功能實現(xiàn)的開發(fā)過程;確定合適的直線噴涂加速度,并進行噪音試驗?；谕苛侠鄯e模型,用MATLAB軟件平臺,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,憑借曲線分析結果,為實際操作中最佳軌跡