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喷涂机器人国内外研究现状和发展趋势

时间:2019-01-05 17:26来源:毕业论文
国内外喷涂机器人发展历程及发展趋势美国依托于多所知名大学和研究机构的研究,机器人技术实力雄厚,发展水平高。日本工业机器人普及程度高,具有机器人保有量大、出口量多的

国内外喷涂机器人发展历程及发展趋势美国依托于多所知名大学和研究机构的研究,机器人技术实力雄厚,发展水平高。日本工业机器人普及程度高,具有机器人保有量大、出口量多的特点;德国则对机器人智能化方面进行了深入研究[ ]。现在,欧美日等发达国家的机器人技术已经比较成熟,全世界机器人市场蓬勃发展。据统计,在2011年,全世界新安装工业机器人16688台,比2010年增长38%[ ]。32255
喷涂机器人是工业机器人的一种,它最早是在1969年由瑞典ABB公司研制出来的。经过几十年的发展,目前生产喷涂机器人的比较有影响力的国外企业主要有日本的安川、FANUC、三菱岩田和瑞典的ABB公司[ ]。论文网
我国工业机器人技术虽然起步较晚,但经过多个五年计划的建设和“863”项目的大力推进,也有了突破性的进展[ ]。到了90年代,随着多个机器人产学研基地的建立,机器人技术不仅在被广泛应用于汽车及装卸机械领域,又被推广到机械加工、电子工业领域[ ]。目前我国已在机器人的设计制造、软硬件控制、运动学分析以及轨迹规划方面掌握了相关的技术[ ]。
北京机械工业自动化研究所在喷涂机器人研发方面走在了前列。它在80年代研制出我国第一台液压伺服喷漆机器人和中国第一条全自动机器人喷涂生产线[ ],目前开发出了EP系列电动喷漆机器人产品和PJ系列电液伺服喷涂机器人[ ]。
机器人喷涂要达到的目标是让喷涂产品的表面涂层均匀,并且喷涂效率高,时间短[ ],此外还要考虑其他的经济性因素。随着机器人技术水平的提升,喷涂机器人的发展呈现出下列趋势: 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
一是喷涂机器人的专用化。在喷涂机器人发展初期,针对所有的喷涂领域,推广了一种“通用性”的机器人,这种机器人有6轴或者在此基础上增加导轨构成7轴机器人[ ]。这种“通用”机器人的的效率和经济性并不是最优的,因此要根据喷涂产品特点设计用途明确的喷涂机器人。
二是喷涂机器人的小型化。喷涂机器人小型化有利于节约机器人占地面积,减小喷漆室的尺寸和通风量,既降低了生产过程中的能源消耗,又可以节约成本[ ]。
三是喷涂机器人的智能化。工业机器人可应用虚拟现实,传感器技术与人机交互等智能化,例如采取基于视觉的喷涂机器人姿态反馈控制[ ]。
2  喷涂机器人的分类
一般来说,喷涂机器人主要分为往复式喷涂机器人、仿形喷涂机器人和关节式机器人。
往复式喷涂机器人采用龙门式结构,特点是结构简单,控制方便,成本较低,喷涂作业快,适用于工件尺寸变化不大、有传送装置的场合。
仿形喷涂机器人根据所喷涂产品的形状特点,简化机器人结构,对喷枪进行合理布置[ ]。可以增加可靠性,降低成本,广泛应用于各类汽车、铁路机车和集装箱的顶面和侧面喷涂[ ]。
多自由度关节喷涂机器人适用范围广,可针对不同的产品进行喷涂。以日本安川生产的MOTOMAN-EPX1250型喷涂机器人为例,如图2.1所示,它拥有6个自由度,适用于喷涂小型工件,它以简单的结构实现大范围的动作,节约了空间。它可以安装小型旋转型喷枪,从而实现高品质喷漆。
 MOTOMAN-EPX1250型喷涂机器人
图1.2  MOTOMAN-EPX1250型喷涂机器人
 喷涂机器人控制方式
国内学者对喷涂机器人的控制方面,做了很多研究,总结起来,主要分为两类。

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一类方法是利用PLC等控制器对喷涂机器人进行控制。例如,史贺男提出了用PLC对某汽车厂的自动喷换漆装置进行自动控制[ ];文怀兴等将PLC内嵌到HNC-21 M数控机中来管理喷涂过程时序动作的协调[ ];而张强等利用传感器识别和PLC技术,改进了喷涂线原有控制系统[ ]。 喷涂机器人国内外研究现状和发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190105/28749.html
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