机器人车身涂胶系统的应用
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现 场 的 ｆＯ模 块 进 行 通 信 ； 而 胶 体 工 艺 控 制 系 统 ／
Βιβλιοθήκη Baidu
机器 人涂胶 系统主 要 由车 身机运传 送 系统 、
车 型 自动 识 别 系 统 、 车 身 视 觉 影 像 系 统 、 机 器 人 Ｐｒ ｆＩ 仿 形 系 统 、胶 体 工 艺 控 制 系 统 和 人 机 界 面 ｉ ｏ ｅ
生
产 装 备。
机器人 车身涂胶 系统 的应 用
摘要 ：机器人 喷涂 系统 首先应用 于整 车表 面涂装 。随着３ 视 觉影像 技术 的不 断成 熟和 胶体控 Ｄ 制工 艺模 型的逐步完 善 ，机器人车 身涂胶 系统 也获得 了实际应用。结合 上海通用 汽车南厂油漆 车间 的应用 实例 ，介绍 了机器 人车身涂胶 系统的结构 、工作原理 以及在 实际应 用过程 中出现的 问题及 其
目的
图３ 车 身机运 传送 系统 的基本 结构 单元
２２ 车身 自动识 别 系统 ＿ 为满 足 多 种 车 型 共 线 柔 性 生 产 的 要 求 ，车 身 自
２ １ ０ 年第２ １ 期
５ 汽 车 工 艺 与 材 料 Ａ ＆ ２Ｉ ＴＭ
生
产 装 备
动 识 别 系统 在 整 车 厂 已被 默 认 为标 ； 置 。 目前 有 佳配
图５ 车 身工 艺特 征点 的 采样 示意 图
２４ 机 器 人Ｐｒｆｅ ． ｏｉ 仿形 系统 ｌ
的 空 间 实体 特 征 对 前 者 读 取 的信 息 进 行 校 验 。 当信
息 被 读 取 并 校 验 完 成 后 ，识 别 出的 车 型 以整 型 形 式
传 送 给 机 器 人 （Ｒ ＯＴ），如 ‘ ’ 、 ‘ 、 ＯＢ １ １ １ ２’
６ 广泛 应 用 的识 别 车型 数 据 的 方式 ，即机 械压 电 、 种
昭
特 征 点
磁 频 、波 频 、视 频 检 测 、 条 码识 别和 Ｒ 无 线识 别 。 Ｆ
上 海 通 用 汽 车 的 流 水 生 产 线 上 采 用 了 以Ｓｉ ｍｅｎ ｅ Ｓ Ｍ０ＢＹ Ｉ系列 的 ＲＦ Ｄ存 储 和 读 写 设 备 作 为 车 型 识 Ｊ 别 系 统 （见 图４ ）、 以 ４ 对 射 的 光 电传 感 器 作 为 组 车 型 识 别 校 验 系统 。 车 型 识 别 系统 存 储 、读 取 字 符 串形 式 的车 身 基 本 信 息 ，车 型识 别 校 验 系统 以车 身
（ ＣＫ ＢＥ ＨＯＦ 通 过 光 纤 与 现场 的胶 体 流量 伺 服 电 Ｆ）
机控 制 器 （ ＮＤＲ Ｉ ＡＭＡ Ｔ）进行 通信 。
等 组 成 。 图２ 车 身 内部 和 顶 部 焊 接 区 域 密 封 用 涂 是
Ｓ
Ｓ
图２ 车 身 内部和顶 部焊 接 区域 密封 用涂 胶 系统 的网络 拓扑 结构
应 传 感 器 、现 场 Ｐ ｏ ｉｕ 总线 及 可 编 程 逻 辑 控 制 器 ｆ ｓ ｒ ｂ
（Ｐ Ｃ）等 设 备 组成 （ 图３）。 该 系统 以Ｐ Ｃ为主 Ｌ 见 Ｌ
控 制器 ，通过 Ｐ ｏ ｉｕ 总 线对 涂装 现 场机 运线 设 备上 ｒｆ ｓ ｂ
的传感器和变频器的状态进行采样 ，然后将采样结
果 传送 给 Ｐ Ｃ 行 逻辑 运 算 ，最后 再 将 Ｐ Ｃ 算后 的 Ｌ进 Ｌ计
滚床 一 过热 保护器
兀
控 制 指 令 通 过 Ｐ ｏ ｉｕ 总 线 传 送 给 指 定 的 电机 驱 动 ｆ ｓ ｒ ｂ 器 ， 以达 到 控 制 涂 装 现 场机 运 线 设 备启 动 、停 运 的
‘ 、 ‘ １ ３’ １ ４’和 ‘ ’ 分 别 代 表 “ 越 ” 、 “ １ ５ 凯 凯
解决 方案等内容。 关键 词 ：机器 人涂胶 系统 中图分 类号 ：Ｔ ２ ８ Ｐ ７ 车身 应用
文献标识码 ：Ｂ
一
上 海通 用汽 车南 厂油漆 车 间 黄 继伟
１ 机器 人车身涂胶 系统 的分类
根据 汽车 制造 工艺 要求 ，车 身需 要进 行胶体 喷 涂 的区域 主要 有 ：车身底 部 区域 的密 封涂 胶 、车 身 内部 和顶 部焊 接 区域 的密封 涂胶 、车 身踏 板 外翻 区域 的 防
２１ 车 身机 运传送 系统 ． 车 身 机 运 传 送 系 统 主 要 是 由 一 些 基 本 的 机 械
传 送 装 置 、交 流 电机 、 电机 驱 动 变频 装 置 、物 位 感
ｌｌ 一
１． ．一 ．
口．
口
滚 床一 占位传 感器 后
滚床 一 占位 传感 器 滚床一 慢速转换传感器 前 快、
图１ 车 身需 要涂 胶 的部位
２０１１年 第 ２期
汽 车 工 艺 与 材 料
Ａ ＆Ｍ ５１ Ｔ
． 严 装 备 ± 生 产 备。
２ 机 器 人 车身 涂 胶 系统 的 结构
机 器 人 涂 胶 系 统 的 主 要 结 构和 控 制原 理 基 本 相 同 ，下面 以用于 车身 内部 焊接 区域 密封 的涂胶 系统 为 例 进行介 绍 。
石击 涂胶 等 （ 图１）。 见 根 据 涂， ７艺 控 制原理 ，机 器人 车 身涂胶 系统 可 ９ ２ ＂ 以分 为胶体 流 量 比例控 制 机器 人涂 胶 工艺 系统 、胶体 精 确计 量控 制 机器 人涂 胶 工艺 系统 和胶体 实时压 力控 制机 器 人涂胶 工 艺 系统 。
胶 系 统 的 网 络 拓 扑 结 构 图 ，涂 胶 系 统 的 主 控 制 器 Ｓ Ｌ 通 过 以 太 网与 涂 装现 场 的 人机 界面 （ ７Ｐ Ｃ ＨＭ Ｉ ） 和 车 间 级 的 流 程 监 控 系统 （ ＰＭ Ｃ ）进 行 通 信 ，通 过 Ｐｒ ｆｂ Ｓ总 线 与 车 身 机 运 传 送 系 统 、 车 身 自动 ｉＵ ｏ 识 别 系统 、胶 体 工 艺 控 制 系 统 （ＢＥ ＨＯＦ ＣＫ Ｆ）、 视 觉 影 像 系 统 （Ｉ ＲＡ ）、 机 器 人 仿 形 系统 和 涂 装 Ｓ
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机器 人涂胶 系统主 要 由车 身机运传 送 系统 、
车 型 自动 识 别 系 统 、 车 身 视 觉 影 像 系 统 、 机 器 人 Ｐｒ ｆＩ 仿 形 系 统 、胶 体 工 艺 控 制 系 统 和 人 机 界 面 ｉ ｏ ｅ
生
产 装 备。
机器人 车身涂胶 系统 的应 用
摘要 ：机器人 喷涂 系统 首先应用 于整 车表 面涂装 。随着３ 视 觉影像 技术 的不 断成 熟和 胶体控 Ｄ 制工 艺模 型的逐步完 善 ，机器人车 身涂胶 系统 也获得 了实际应用。结合 上海通用 汽车南厂油漆 车间 的应用 实例 ，介绍 了机器 人车身涂胶 系统的结构 、工作原理 以及在 实际应 用过程 中出现的 问题及 其
目的
图３ 车 身机运 传送 系统 的基本 结构 单元
２２ 车身 自动识 别 系统 ＿ 为满 足 多 种 车 型 共 线 柔 性 生 产 的 要 求 ，车 身 自
２ １ ０ 年第２ １ 期
５ 汽 车 工 艺 与 材 料 Ａ ＆ ２Ｉ ＴＭ
生
产 装 备
动 识 别 系统 在 整 车 厂 已被 默 认 为标 ； 置 。 目前 有 佳配
图５ 车 身工 艺特 征点 的 采样 示意 图
２４ 机 器 人Ｐｒｆｅ ． ｏｉ 仿形 系统 ｌ
的 空 间 实体 特 征 对 前 者 读 取 的信 息 进 行 校 验 。 当信
息 被 读 取 并 校 验 完 成 后 ，识 别 出的 车 型 以整 型 形 式
传 送 给 机 器 人 （Ｒ ＯＴ），如 ‘ ’ 、 ‘ 、 ＯＢ １ １ １ ２’
６ 广泛 应 用 的识 别 车型 数 据 的 方式 ，即机 械压 电 、 种
昭
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磁 频 、波 频 、视 频 检 测 、 条 码识 别和 Ｒ 无 线识 别 。 Ｆ
上 海 通 用 汽 车 的 流 水 生 产 线 上 采 用 了 以Ｓｉ ｍｅｎ ｅ Ｓ Ｍ０ＢＹ Ｉ系列 的 ＲＦ Ｄ存 储 和 读 写 设 备 作 为 车 型 识 Ｊ 别 系 统 （见 图４ ）、 以 ４ 对 射 的 光 电传 感 器 作 为 组 车 型 识 别 校 验 系统 。 车 型 识 别 系统 存 储 、读 取 字 符 串形 式 的车 身 基 本 信 息 ，车 型识 别 校 验 系统 以车 身
（ ＣＫ ＢＥ ＨＯＦ 通 过 光 纤 与 现场 的胶 体 流量 伺 服 电 Ｆ）
机控 制 器 （ ＮＤＲ Ｉ ＡＭＡ Ｔ）进行 通信 。
等 组 成 。 图２ 车 身 内部 和 顶 部 焊 接 区 域 密 封 用 涂 是
Ｓ
Ｓ
图２ 车 身 内部和顶 部焊 接 区域 密封 用涂 胶 系统 的网络 拓扑 结构
应 传 感 器 、现 场 Ｐ ｏ ｉｕ 总线 及 可 编 程 逻 辑 控 制 器 ｆ ｓ ｒ ｂ
（Ｐ Ｃ）等 设 备 组成 （ 图３）。 该 系统 以Ｐ Ｃ为主 Ｌ 见 Ｌ
控 制器 ，通过 Ｐ ｏ ｉｕ 总 线对 涂装 现 场机 运线 设 备上 ｒｆ ｓ ｂ
的传感器和变频器的状态进行采样 ，然后将采样结
果 传送 给 Ｐ Ｃ 行 逻辑 运 算 ，最后 再 将 Ｐ Ｃ 算后 的 Ｌ进 Ｌ计
滚床 一 过热 保护器
兀
控 制 指 令 通 过 Ｐ ｏ ｉｕ 总 线 传 送 给 指 定 的 电机 驱 动 ｆ ｓ ｒ ｂ 器 ， 以达 到 控 制 涂 装 现 场机 运 线 设 备启 动 、停 运 的
‘ 、 ‘ １ ３’ １ ４’和 ‘ ’ 分 别 代 表 “ 越 ” 、 “ １ ５ 凯 凯
解决 方案等内容。 关键 词 ：机器 人涂胶 系统 中图分 类号 ：Ｔ ２ ８ Ｐ ７ 车身 应用
文献标识码 ：Ｂ
一
上 海通 用汽 车南 厂油漆 车 间 黄 继伟
１ 机器 人车身涂胶 系统 的分类
根据 汽车 制造 工艺 要求 ，车 身需 要进 行胶体 喷 涂 的区域 主要 有 ：车身底 部 区域 的密 封涂 胶 、车 身 内部 和顶 部焊 接 区域 的密封 涂胶 、车 身踏 板 外翻 区域 的 防
２１ 车 身机 运传送 系统 ． 车 身 机 运 传 送 系 统 主 要 是 由 一 些 基 本 的 机 械
传 送 装 置 、交 流 电机 、 电机 驱 动 变频 装 置 、物 位 感
ｌｌ 一
１． ．一 ．
口．
口
滚 床一 占位传 感器 后
滚床 一 占位 传感 器 滚床一 慢速转换传感器 前 快、
图１ 车 身需 要涂 胶 的部位
２０１１年 第 ２期
汽 车 工 艺 与 材 料
Ａ ＆Ｍ ５１ Ｔ
． 严 装 备 ± 生 产 备。
２ 机 器 人 车身 涂 胶 系统 的 结构
机 器 人 涂 胶 系 统 的 主 要 结 构和 控 制原 理 基 本 相 同 ，下面 以用于 车身 内部 焊接 区域 密封 的涂胶 系统 为 例 进行介 绍 。
石击 涂胶 等 （ 图１）。 见 根 据 涂， ７艺 控 制原理 ，机 器人 车 身涂胶 系统 可 ９ ２ ＂ 以分 为胶体 流 量 比例控 制 机器 人涂 胶 工艺 系统 、胶体 精 确计 量控 制 机器 人涂 胶 工艺 系统 和胶体 实时压 力控 制机 器 人涂胶 工 艺 系统 。
胶 系 统 的 网 络 拓 扑 结 构 图 ，涂 胶 系 统 的 主 控 制 器 Ｓ Ｌ 通 过 以 太 网与 涂 装现 场 的 人机 界面 （ ７Ｐ Ｃ ＨＭ Ｉ ） 和 车 间 级 的 流 程 监 控 系统 （ ＰＭ Ｃ ）进 行 通 信 ，通 过 Ｐｒ ｆｂ Ｓ总 线 与 车 身 机 运 传 送 系 统 、 车 身 自动 ｉＵ ｏ 识 别 系统 、胶 体 工 艺 控 制 系 统 （ＢＥ ＨＯＦ ＣＫ Ｆ）、 视 觉 影 像 系 统 （Ｉ ＲＡ ）、 机 器 人 仿 形 系统 和 涂 装 Ｓ