机器人喷涂系统概述

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车型识别及信息传递部分
手动输入装置:在喷漆房入 口设置人工车型/颜色输入台。
位置跟踪部分
在输送链的驱动轴上装有编 码器,编码器旋转时产生脉 冲信号,该脉冲信号传递给 机器人控制柜和PLC 的高速计 数器。由于每个脉冲对应的 移动距离为固定值,根据检 测到的脉冲数即可计算出车 身移动的具体距离。这样就 检测到车身的具体位置信息, 实现机器人对车身的位置跟 踪.
转速控制原理
机器人控制系统
机器人运动控制部分
主要作用 按照车型信息及喷涂参数表的规定动作,与其他部分协同作业,实 现自动喷涂运动。 主要配置 喷涂机器人:采用六轴伺服防爆喷涂机器人。机器人的所有轴均由 交流无刷伺服电机提供动力。这些电机的设计遵循完全封闭及完全自冷的原 则。机器人通过该设计避免了干扰信号传入通信系统。交流伺服系统设计具 有保护及警告电路功能,可以保护机器人及伺服电机免遭过电压、过电流或 不正确操作的损害和能源浪费。 运动控制系统由机器人、机器人控制柜、示教盘及连接电缆和轨迹跟踪系统 组成;
机器人、控制柜、示教盘是运动系统的硬件部分,轨迹跟踪系统是机器人的 运动控制核心。
轨迹跟踪系统
轨迹跟踪系统:在进行机器 人示教时,把将要进行喷涂 的车身分割成若干块,通过 计录当前脉冲和位置值,停 喷时机器人同步随行,到达 命令位置继续喷涂。
中央控制部分
主要作用 在机器人喷涂系统中,中央控制部分通过各种总线及网络通信,收集各 部分的相关信息并进行综合处理。它严格按照规定的程序对各部分发出控制指令, 及时反馈并修正,使各部分安全有效地协同作业。
流量控制原理
旋杯控制原理
喷杯转速控制:喷杯转速参数通过控制系统相应换算后输出一个数字量。该数字量 通过气动控制柜内的数模转换模块输出一个模拟量。该模拟量用来控制调节阀,通 过调节喷杯驱动空气压力即可实现喷杯转速调节。喷杯转速信号同时作为控制系统 的反馈量,以实现闭环控制。
成形空气压力控制:喷杯成形空气压力参数通过控制系统进行相应换算输出一个数 字量。该数字量通过气动控制柜内的数模转换模块输出一个模拟量。该模拟量直接 输出给调节阀,通过控制调节阀的模拟量输入值即可实现成形空气压力控制。成形 空气压力作为反馈值以实现闭环控制。 高电压控制:与上述调节类似,高电压参数经PLC换算输出一个数字量。该数字量经 远程数模转换模块输出一个模拟量。该模拟量输出给气动控制柜内的高压发生装置, 此装置根据该模拟量输出一个高电压给喷杯。高电压及电流反馈值经高压发生装置 换算,将换算值输出给模数转换模块,作为高电压及电流的反馈值以实现闭环控制 。
中央控制部分
主要配置 中央控制部分包括主控柜、操作柜、人机界面、工控机及控制软件、现 场总线网络和以太网等。 现场总线网络:中涂、面涂和罩光清漆各有一套远程控制系统,每套远程控制系 统由现场总线网络组成。现场总线网络传输机器人控制柜内部的相关信息,包括 车型信息、喷涂表调用、开关枪及机器人状态信息。该网络不仅传输各喷涂控制 的开关量(I/O)信号,同时传输喷涂参数中的喷杯驱动空气压力,喷杯成形空气 压力和高电压等模拟量值,还传输反馈信号。 以太网:以太网用来传递机器人的作业信息和喷涂表里的参数信息等。控制系统 采用以太网高速传送喷涂参数及机器人作业信息。系统还可以通过网络模块与现 场控制总线相连,通过网络传输将现场信息传递给中控室计算机。这样就能够在 中控室对系统运行状况进行监控。
安全保护系统:机器人动作速度较快且体积较大,一旦碰到人将会发生严重的人身伤 害。另外喷涂区域内存在高压静电,如不慎触电,也会发生人身事故。系统要求在自 动运行状态下严禁人员出入机器人喷涂工位,同时也配备较为严密的安保措施:例如, 在喷房入口处设置防爆高压显示指示灯,当系统高压启动时,该指示灯点亮,表示高 压启动,严禁人员进入;在进入喷房的入口处设置安全销及急停按扭,人员由该门进 入喷房时必须将安全销拔下方可进入,拔下安全销时系统产生急停报警,机器人停止 动作;当人员由车身进入口进入时,喷房入口及出口处设置出入禁止光电管,在自动 待机状态下有人员进入时,光电管被挡住后发出信号给安全控制系统,系统产生急停 报警并停机;在车门没有关好的状态下,车身进入喷房时,喷房入口处设置的开门检 测行程开关动作,车门未关报警发生,输送链停止行进;由于误动作或不慎碰到喷杯 或喷枪时,当碰撞冲击超过一定值时,机器人与喷杯联结处的塑料螺栓首先断裂,该 处密封的压缩空气无法保持设定压力,产生喷枪断裂报警,系统停机,该保护系统可 以使喷杯在一定的外力作用下,连接处最薄弱的环节首先断裂,从而避免直接损害喷 杯。另外,机器人工作的喷漆室为易燃易爆场所,机器人通过密封正压的防爆空气来 实现电气系统与危险场所的隔离。
油漆供给和喷涂控制部分
主要作用 按车型颜色供给机器人相应颜色的油漆并实现颜色实时更换,按喷 涂参数进行油漆喷涂。 主要配置 油漆供给及喷涂控制部分由气动控制柜、换色阀、齿轮泵及电机、 静电喷杯(喷枪)、油漆、溶剂及空气供给管路、流量、雾化压力、成形空 气压力和高电压调节系统组成。
油漆供给和喷涂控制部分
wk.baidu.com 总结
机器人喷涂系统运用了当代比较先进的科学技术,其中包括:电机的变频、 伺服驱动技术,气动控制技术,光电控制技术,现场总线技术,PLC控制技术 和计算机控制技术等。机器人依靠这些技术手段,通过示教操作后严格执行 预定的程序,就能够较好地完成人们需要反复做的各种动作,从而为人们服 务。但是,这类机器人并非智能型机器人,要让这些机器人更好地工作还需 要较高水平的工程技术人员来维护和管理。
喷涂控制电气部分 主要集成在AP柜中, 气动部分在机器人 手臂上。
油漆供给和喷涂控制部分
主空气入口设置数显压力开关,用来显示入口空气压力并在压力低时产生报 警。主空气进入气控柜后一路直接连接到喷杯气动轴承处,另一路又由球阀 分成两路,一路接到机器人控制柜,供给机器人防爆空气;另一路进入分气 罐。 换色阀由一组模块组合而成,每个模块可以对两种颜色进行换色。 静电喷杯(喷枪):目前轿车面漆自动喷涂系统一般采用高压静电旋杯+高压 静电旋杯的方式进行喷涂。 流量控制:车身的不同部位要求喷杯的油漆吐出量不同,机器人工作时在车 身的不同部位调用不同的喷涂参数,包括吐出量等。该参数通过控制系统数 模转换模块输出一个模拟量。该模拟量输出给控制齿轮泵电机转动的变频器, 通过调节变频器即可控制齿轮泵的转速,不同的转速对应不同的流量,从而 实现流量控制。
机器人喷涂系统组成
机器人喷涂系统由以下几个部分组成:车 型识别及信息传递部分、位置跟踪部分、油漆 供给及喷涂控制部分、机器人运动控制部分、 联锁控制部分、机器人喷涂系统中央控制部分 和安全保护部分等。
车型识别及信息传递部分
主要作用 该系统能够自动识别或人工输 入待喷涂车身的车型及颜色等信息,并将 该信息与数据库定义参数进行比较,确认 符合后将喷涂参数传递给机器人。 主要配置 车型识别装置:该装置主要由 两组相同高度的光电开关组成,一组为发 射端,另一组为接收端。每组光电开关中 各光电开关的高度对应车身的不同部位。 当滑橇碰到车型识别行程开关后开始进行 检测,由于车身形状不同,光电开关被挡 住的时间长短随不同车型有所不同。检测 完毕后系统自动将各光电开关被挡住的距 离与喷涂数据表中的设定值进行比较,由 此确定车型。
机器人监控系统画面
机器人监控系统画面 中央控制部分采用PC机作为上位机,采用组态 软件制作人机界面,能够实时监控生产线各部分的信息,并对不同 车型、不同颜色分别累计产量,便于生产管理。系统能够创建和保 存喷涂参数表,以便自动识别车型,并根据输入的喷涂颜色及流量 自动完成换色和喷涂作业。
安全保护部分
机器人喷涂系统概述
机器人在汽车喷涂中应用
在汽车涂装工艺中,喷涂机器人的应用越来 越广泛,其显著的优点是可以同时在同一生产 线上混线生产多种车型,提升了涂装的自动化 程度及生产效率,其六轴或七轴的运动轴系比 传统的往复机和自动喷涂机更灵活。焊装完成 的白车身经过涂装车间前处理、电泳等工艺后, 还要经过中涂和面漆及罩光等工艺阶段,才能 使汽车车身拥有漂亮的油漆外观。中涂和面漆 及罩光的喷涂任务可以由机器人喷涂系统来完 成。
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