直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用.pdf

直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 1 直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用-厦门至工机电有限公司 霍新龙 关键词：木门喷漆机，木门喷漆机器人，木门自动喷漆机，木门喷漆自动化，直角坐标机器人。1.简介简介：木门喷漆工艺由于工序比较清楚简单，非常适合采用自动化方式完成喷漆过程。而直角坐标机器人作为一种简单低廉的喷漆自动化解决方案，已经被大量地应用于这个领域。木门的喷漆需要完成以下几个工艺过程：木门的正面往复喷漆（喷枪在三维空间内往复运动并能旋转倾斜）木门的翻转（启动翻转机构）木门的反面往复喷漆（喷枪动作同上）木门的旋转替换（启动旋转底盘机构）2.直角直角坐标坐标机器人机器人系统系统的的配置配置要求要求：针对以上工艺要求，直角坐标机器人的基本配置要求为：XYZ 梁式三轴结构：确保喷枪在 XYZ 三维空间内任意一点能够运动定位。第 4 水平旋转轴：使喷枪能够做 270 度水平旋转，实现旋转定位喷漆。直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 2 第 5 倾斜旋转轴：使喷枪能做做 90 度倾斜旋转，实现有一定斜度要求的定位喷漆。同时，相应的辅助配套系统为：木门翻面机构：通过气缸运动实现木门的旋转替换。木门旋转替换机构：通过气缸运动实现木门的旋转替换。3.系统系统配置表配置表：由于喷枪需要在加大的行程内保持较高的运动速度，因此 XYZ 轴适合采用同步皮带传动型的单轴机械手进行直角坐标机器人的构建，而第 4 轴和第 5 轴由于有旋转的和尺寸精简的要求，适合采用齿轮齿条进行传动。同时，要求机械手的要达到全封闭型的防护等级(IP65 或以上)。据此，基于现有的成熟机械手产品及其控制系统，我们对整体系统的配置如下表所示：直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 3 I.I.自动喷漆五轴机械手：自动喷漆五轴机械手：序号序号 名称名称 规格型号规格型号 规格及配置规格及配置 用途用途 1 SB100 同步皮带型单轴机械臂 SB100-100-3500-C-S3-750W 底座宽 100mm,有效行程3500mm,20mm 单导轨，零点、及正负限位开关，配台达 750W 伺服电机。X 轴 2 SB100 支撑轴 SB100-3500 底座宽 100mm,有效行程3500mm,20mm 单导轨。X 轴支撑梁 3 双臂连接转轴 配连杆及 2 个万向联轴器。X 轴-支撑梁连接传动 4 SB100 同步皮带型单轴机械臂 SB100-100-2500-C-S3-750W 底座宽 100mm,有效行程3500mm,15mm 双导轨，零点、及正负限位开关，配台达 750W 伺服电机。Y 轴 5 GR80 齿轮齿条型单轴机械臂 GR80-2.5/20-350-C-S3-750W-S 80*80mm 方管,有效行程 350mm,零点、正负限位开关,配台达 750W 伺服刹车电机。Z 轴 6 第 4 轴旋转机构 配台达 200W 伺服电机，1：7.5 涡轮蜗杆减速器，零点开关。喷枪旋转 7 第 5 轴旋转机构 配台达 100W 伺服电机，零点开关。喷枪倾斜 8 安装附件 拖链、柔性电缆、电缆护套、安装板等。附件 II.II.门板翻转机构：门板翻转机构：序号序号 名称名称 规格型号规格型号 规格及配置规格及配置 用途用途 1 门板旋转替换机构 配气缸，齿轮齿条传动，零点开关。木门旋转底盘 2 门板翻面机构 含支架、夹具，配 2 套气缸（磁性开关，电磁阀，接头，消音器，节流阀等。木门翻面 直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 4 3 安装附件 拖链、柔性电缆、电缆护套、安装板等。附件 III.III.总体控制系统：总体控制系统：序号序号 名称名称 规格型号规格型号 规格及配置规格及配置 用途用途 1 主运动控制器 FPX-C60T-IN8/TR8 内置运动控制系统软件，4 轴控制，示教编程，另提供 16DI/8DO 回路。机械手位置控制 2 从运动控制器 FPX-C30T 内置运动控制系统软件，与主控制器连接使用，进行 3 轴扩展。机械手角度及木门翻转控制 3 图控型示教器 CTTS-107 7TFT，内置图控软件，面板装型。显示与编程 4 PCB 端子板 CTPB-1 可提供 5 路电机驱动器的转接端子 端子板 5 组合式控制箱 CTEC-922 控制器、电机驱动器、电源、空开等的安装配线，尺寸（L）524*（W）420*（H）922mm。控制柜 4.系统系统的的软件系统功能描述：软件系统功能描述：5 轴控制：实现了 5 轴的组合运动控制，实现了在伺服电机驱动下的 XYZ 三维精确定位运动、轨迹运行及第 4、5 轴的旋转运动控制。喷漆轨迹的示教编程及编辑：即运动轨迹的录入、编辑、储存。支持的图案元素包括点、直线、3 点圆弧、3 点圆、折线、多点曲线、特殊功能（用户自定义），输入方法为引导示教式，按输入图案规划运动轨迹，完成插补计算，数据存储。辅助设备的介入控制：可通过 IO 扩展或外轴扩展的方式控制外部设备，如喷枪的启动/停止，木门旋转结构、翻转结构的运动控制等，并和喷漆工艺进行逻辑结合。自动/手动模式：提供了手动和自动运行两种模式，用户在手动模式线可以实现对于每一轴电机的调试。权限管理：提供了二级用户管理，系统管理员可以进行系统配置及参数设置，而操作员仅能进行系统运动操作。直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 5 多语言操作：提供了中/英文可选的操作语言。5 5.软件操作界面展示：软件操作界面展示：直角坐标机器人在自动木门喷漆机中的应用 6