申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

申请日：2024-04-19

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118060153B

主分类号：B05D1/02

分类号：B05D1/02;B05D7/00;B05B13/04;B05B16/40;B05B13/02;B05B12/00;B05B15/25;B05B12/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明属于智能机器人喷涂加工自动化领域，公开了一种温敏漆全自动喷涂方法。该温敏漆全自动喷涂方法包括选定待喷涂工件和工艺信息，自动化喷涂与烘烤，检测与定型，完成喷涂与设备清理。该温敏漆全自动喷涂方法通过自动扫描与标定系统的三维扫描设备对待喷涂工件的点云数据进行模型重构与标定处理，获取喷涂机器人坐标系下的待喷涂工件重构模型；根据待喷涂工件重构模型规划喷涂机器人的喷涂轨迹和测厚末端执行器的运行轨迹，自动完成喷涂和检测。该温敏漆全自动喷涂方法，能够快速均匀地、不需人工操控进行全自动喷涂温敏漆，增强了喷涂过程的精准性、均匀性，提高了自动化喷涂效率，可有效应用于复杂曲面、喷涂精度要求较高的零构件。

主权项：1.一种温敏漆全自动喷涂方法，其特征在于，所述的喷涂方法使用的喷涂装置放置于喷涂房，喷涂房分为喷涂房外间（1）和喷涂房内间（2）；喷涂房外间（1）北侧靠墙布置机器人控制器（10）与总控系统（11）；总控系统（11）包括数据库软件、喷涂转运车平台控制软件、三维扫描与标定软件、喷涂机器人轨迹规划软件、喷涂与测厚软件和远程监控软件；喷涂房内间（2）内预置若干个标定靶杆（16）；喷涂房内间（2）居中布置工件转运车（3），东侧靠墙布置在位自动扫描与标定系统（4），北侧靠墙布置喷涂机器人（6）；在喷涂机器人（6）的左右两侧安装自动送料与清洗系统，左侧布置自动送料装置（701），右侧布置清洗装置（702）；在自动送料装置（701）和工件转运车（3）之间布置快换架（9）；工件转运车（3）的AGV转运平台（12）上安装柔性工装转台（13），AGV转运平台（12）的南北两侧侧面分别预置若干个标定靶杆（16）；在位自动扫描与标定系统（4）包括五自由度移动平台和固定在五自由度移动平台上的三维扫描设备（22）；工作时，喷涂机器人（6）的末端安装喷枪末端执行器（5）或者测厚末端执行器（8），喷枪末端执行器（5）上固定底漆喷枪和面漆喷枪；快换架（9）上固定不用的喷枪末端执行器（5）或者测厚末端执行器（8）；所述的工件转运车（3）的主体是AGV转运平台（12）；AGV转运平台（12）的顶面通过伺服转台（17）安装柔性工装转台（13），伺服转台（17）的侧面包裹转台防尘板（14）；AGV转运平台（12）的东西两侧侧面分别安装激光导航Ⅰ（15）和激光导航Ⅱ（20），AGV转运平台（12）的东侧还固定AVG控制箱（18）和电池箱（19）；AGV转运平台（12）的底面固定若干个中心对称的舵轮（21）；AGV转运平台（12）通过激光导航Ⅰ（15）和激光导航Ⅱ（20）实现对现场位置信息的反馈，AVG控制箱（18）中的PLC控制器控制舵轮（21）前行、后退和转弯；柔性转台（13）上装夹与定位待喷涂工件，同时通过伺服转台（17）调整待喷涂工件的转角；所述的五自由度移动平台由X1轴（24）、X2轴（25）、Y轴（26）、Z轴（27）和A轴（23）组成；三维扫描设备（22）绕A轴（23）俯仰，沿Y轴（26）东西平移，沿Z轴（27）上下，沿X1轴（24）、X2轴（25）南北平移，五自由度移动平台协助三维扫描设备（22）进行待喷涂工件的喷涂与三维外形扫描；所述的喷枪末端执行器（5）包括平板形的工装架（30），工装架（30）的一端固定快换子盘Ⅰ（31），另一端固定底漆喷枪（28）和面漆喷枪（29），工装架（30）通过快换子盘Ⅰ（31）与喷涂机器人（6）末端的快换母盘进行拆装；底漆喷枪（28）用于控制温敏底漆的喷涂开关、雾化和扇幅动作；面漆喷枪（29）用于控制温敏面漆的喷涂开关、雾化、扇幅动作；所述的自动送料与清洗系统的自动送料装置（701）的主体为支撑架；支撑架的下隔层放置底漆原料罐（33）和底漆压力罐（35）；支撑架的上隔层放置面漆酒精原料罐（32）、面漆胶粉原料罐（37）、面漆温敏原料罐（38）和混料搅拌加热罐（36）；支撑架的侧面固定上下扶梯（34）；所述的测厚末端执行器（8）包括快换子盘Ⅱ（39）、直线模组（40）和测量厚度工具（41）；测厚末端执行器（8）通过快换子盘Ⅱ（39）与喷涂机器人（6）末端的快换母盘进行拆装；快换子盘Ⅱ（39）上固定连接直线模组（40），厚度测量工具（41）通过直线模组（40）前后滑动并定位；厚度测量工具（41）包括直流电机（42）、螺杆滑块机构（43）、滑块式直线位移传感器（44）、接触弹簧（45）、电涡流传感器（46）；厚度测量工具（41）的前端固定电涡流传感器保护壳体；在电涡流传感器保护壳体内腔的中心轴线上安装电涡流传感器（46），电涡流传感器（46）的后段套装接触弹簧（45）；在电涡流传感器保护壳体的后段固定螺杆滑块机构（43）在电涡流传感器保护壳体的上方固定滑块式直线位移传感器（44）；厚度测量工具（41）的后端固定直流电机（42）；厚度测量工具（41）进行温敏漆膜厚测量时，直流电机（42）驱动螺杆滑块机构（43）带动电涡流传感器（46）向模型表面伸出；当电涡流传感器（46）接触模型表面时，接触弹簧（45）在弹性力的作用下带动电涡流传感器（46）向后退，直至接触弹簧（45）达到预先设定的防滑伤弹性接触力再测量获得温敏漆膜厚，避免电涡流传感器（46）划伤模型表面；所述的喷涂方法，包括以下步骤：S10.工作人员在总控系统（11）的数据库软件上选定待喷涂工件对应的工艺信息，选定待喷涂工件的软件模型，同时指定待喷涂工件的安装面与安装姿态；S20.在喷涂房外间（1），工作人员将待喷涂工件安装到工件转运车（3）的柔性工装转台（13）上；S30.工作人员将工件转运车（3）移动到喷涂房外间（1）的装卸区，在总控系统（11）的喷涂转运车平台控制软件上按动自动运行按钮，工件转运车（3）按照预先规划的路线进入喷涂房内间（2）的喷涂区；S40.总控系统（11）的三维扫描与标定软件启动在位自动扫描与标定系统（4），三维扫描设备通过五自由度移动平台运行至待喷涂工件扫描位置，对待喷涂工件、工件转运车（3）上的标定靶杆（16）、喷涂房内间（2）内的标定靶杆（16）进行扫描，三维扫描设备完成点云数据扫描后，将点云数据上传至总控系统（11）的三维扫描与标定软件中；总控系统（11）的三维扫描与标定软件将获取的待喷涂工件的点云数据进行模型重构与标定处理，获取喷涂机器人（6）坐标系下的待喷涂工件重构模型；S50.总控系统（11）的喷涂机器人轨迹规划软件根据工艺信息，对待喷涂工件重构模型进行路径规划与轨迹生成，继而生成喷涂机器人（6）运行轨迹，并对运行轨迹进行喷漆指令程序编译后上传至机器人控制器（10）；S60.喷涂机器人（6）按照喷漆指令程序进行底漆喷涂，同时总控系统（11）的喷涂与测厚软件根据工艺信息，实时控制底漆喷枪的流量、喷幅、雾化情况，并实时监测底漆喷涂流量和底漆喷涂状态；S70.喷涂房内间（2）根据工艺信息启动底漆晾干程序，进行底漆晾干；S80.底漆晾干过程中，准备面漆喷涂；自动送料装置（701）中的面漆自动混料功能在总控系统（11）的喷涂与测厚软件的控制下，根据工艺信息进行配料，并对配料进行混料搅拌，得到面漆；S90.底漆晾干后，喷涂机器人（6）按照喷漆指令进行面漆喷涂，同时总控系统（11）的喷涂与测厚软件根据工艺信息，实时控制面漆喷枪的流量、喷幅、雾化情况，并实时监测面漆喷涂流量和面漆喷涂状态；S100.喷涂房内间（2）根据工艺信息启动面漆晾干程序，进行面漆晾干；S110.总控系统（11）的喷涂与测厚软件启动洗枪操作，清洗装置（702）对使用过的喷枪末端执行器（5）进行自动冲洗、清洁，确保下一轮喷涂过程不受杂质污染；S120.总控系统（11）的喷涂机器人轨迹规划软件根据待喷涂工件重构模型和工艺信息自动确定采样点，并生成采样点对应的坐标，继而生成测厚末端执行器（8）运行轨迹，并对运行轨迹进行测厚指令程序编译后上传至机器人控制器（10）；S130.喷涂机器人（6）将喷枪末端执行器（5）更换为测厚末端执行器（8），再根据测厚检测指令进行采样点的漆膜厚度检测，同时将采样点的漆膜厚度检测数据上传至总控系统（11）的数据库软件，生成检测报告；S140.喷涂与检测完成后，总控系统（11）的喷涂与测厚软件对喷枪末端执行器（5）与自动送料装置（701）进行清洗，最后，总控系统（11）的喷涂转运车平台控制软件通过工件转运车（3）将完成喷涂的工件输送至喷涂房外间（1），喷涂完成；在S30~S130步骤中，总控系统（11）的远程监控软件对喷涂房内间（2）和在位自动扫描与标定系统（4）进行远程实时监测；同时，进行全流程自检、故障报警，并保留所有历史信息，用于后期维护参考。

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百度查询： 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种温敏漆全自动喷涂方法

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