【正文】 .............................................. 15 PLC 控制系統(tǒng)接線圖設計 ............................................................................. 17 第 4 章 噴涂機器人控制系統(tǒng)軟件設計 ...................................................................... 21 PLC 控制程序流程概述 ............................................................................................ 21 建立程序工程 ............................................................................................................ 21 控制程序編寫 ............................................................................................................ 22 結 論 .............................................................................................................................. 26 致謝 .................................................................................................................................. 27 參考文獻 .......................................................................................................................... 28 附錄 1 點序表 .................................................................................................................. 29 附錄 2 軟件控制 程序 ..................................................................................................... 30 附錄 3 電氣控制原理圖 ................................................................................................. 38 畢業(yè)論文 第 4 頁 第一章 緒論 課題研究的背景及意義 機器人技術 結 合了人工智能、仿生學 、 計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術等多學科而形成的高新技術 ， 是當代研究十分活躍 ， 應用日益廣泛的領域。機器人 的 應用情況 ，是體現(xiàn) 一個國家自動化水平 高低 的重要標志。機器人是用于完成各種作業(yè)的機電一體化的自動化生產(chǎn)設備 ， 廣泛 的 應用 ， 不 但 可提高產(chǎn)品的 加工 質(zhì)量與產(chǎn)量 ， 而且對改善勞動環(huán)境 ， 保障人身安全 ， 減輕勞動強度 ， 提高生產(chǎn)率 ，減少 材料消耗 和 降低生產(chǎn)成本有著 非常 重要的意義。機器人 技術 己在越來越多的領域得到了 廣泛的 應用 ，在工業(yè)方面， 如在機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、裝配、檢測及 出入料 等作業(yè)中 ， 機器人 作業(yè) 已逐步取代 了人工作業(yè) ； 在農(nóng)業(yè)方面 ， 國外農(nóng)場應用 相對 比較廣泛 ， 如植保機器人、果蔬采摘機器人、噴藥機器人 以及 高壓靜電滅蝗機器人等農(nóng)業(yè)自動化領域 中 [2]。 本 設計 以汽車車身的 噴涂 機器人為研究對象 ， 噴涂機器人 是 用于表面涂覆工作的機器人 ， 它是機器人技術與表面噴涂工藝相結合的產(chǎn)物 ， 主要用于工業(yè)領域的表面涂裝作業(yè) ， 同時 ， 也 被 應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中噴藥殺蟲植保作業(yè) 中 。采用噴涂機器人的主要 意義 在于實現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)作業(yè)的自動化 ， 避免了工人始終處于有毒環(huán)境中而造成 危害健康的狀況， 提高了產(chǎn)品 加工 質(zhì)量和 加工效率， 減少 了 涂料和 能源 的消耗 ，同時也 提高生產(chǎn) 效率。 噴涂機器人的特點及其發(fā)展現(xiàn)狀 大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品的制造加工都涉及到表面涂裝作業(yè)，對于傳統(tǒng)機械行業(yè)、電機電器行業(yè)、儀器儀表行業(yè)、家電行業(yè)以及交通運輸行業(yè)等，由于用戶需求，對其產(chǎn)品外觀質(zhì)量的要求都很高，因此，表面涂裝技術就顯得尤為重要了，表面涂裝是達到這一要求的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的表面噴涂是以手工方式對產(chǎn)品進行表面的噴涂作業(yè)，這種作業(yè)方式嚴重影響到操作工人的身體健康，因此噴涂質(zhì)量受人為因素影響較大，制約了生產(chǎn)能力。自動噴涂機的出現(xiàn)則克服了這一缺點，然而自動噴涂機只能完成簡單的往復直線運動，由于工件表面的多 樣性和復雜性限制了噴涂機的使用。隨著機器人技術不斷發(fā)展，機器人運用到涂裝作業(yè)中，進而產(chǎn)生了噴涂機器人 [3]。 畢業(yè)論文 第 5 頁 噴涂機器人最顯著的特點不僅克服了人工噴涂作業(yè)的缺點，同時，噴涂機器人可以重復進行相同的操作動作而不厭其煩，因此噴涂質(zhì)量得到了提高；其次機器人能夠進行操作動作的程序控制，可以根據(jù)不同的工件，編寫不同的操作動作控制程序，不同的程序針對不同的工件，所以，噴涂機器人能夠適應多種工件在同一條噴涂線上進行噴涂作業(yè)。 智能 噴涂機器人是可以進行自動噴涂的一種新型工業(yè)機器人 。 1969 年由挪威一家公司發(fā)明 ，噴涂 機器人主要 由機器人本體、計算機和相應的控制系統(tǒng)組成， 噴涂 機器人 的執(zhí)行 驅(qū)動 方式 包括液壓 驅(qū)動 ， 氣壓驅(qū)動 和電機等。 結構 多采用 6 自由度關節(jié)式結構，手臂有較大的運動空間， 能夠進行 復雜的軌跡運動，其腕部動作類似人的手腕，一般有 2～3 個自由度，可靈活運動 [6]。較先進的 噴涂 機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉動，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。 目前噴涂 機器人一般采用 電機 驅(qū)動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數(shù)來實現(xiàn) 噴涂軌跡規(guī)劃 。隨著機器人技術的不斷完善，噴涂精度得到顯著提高。 我國的科研機構先后對噴涂機器人技術進行深入的研究，取得了不少進展。航天航空部的 703所、 625 所使用熱噴涂機器人進行作業(yè)，用來噴涂一些重要而特殊航空部件。目前在我國，還沒有完全意義上的獨立生產(chǎn)噴涂機器人的廠家，機器人市場大多為歐美、日本、韓國等國的生產(chǎn)廠家所壟斷 。 [4] 畢業(yè)論文 第 6 頁 第 2 章 噴涂機器人整體方案設計 噴涂機器人整體的設計要求 本文以用于汽車車身的 噴涂 機器人為研究對象，對 噴涂 機器人的整體結構進行了研究和分析，本設計從自動噴涂工藝要求出發(fā)，選擇合適的執(zhí)行機構，使自動噴涂的效率更快、更高；選擇靈活的驅(qū)動機構，使得噴涂范圍更靈活、更全面；設計合理的控制方案，優(yōu)化出合適的噴涂軌跡，實現(xiàn)對噴涂機器人的運動控制，智能小車的平移，轉臺的旋轉控制，噴槍壓力調(diào)節(jié)與控制。 噴涂機器人整體方案的確定 根據(jù)設計要求及工藝要求，確定噴涂機器人的整體設計方案。 噴涂機器人的工作模式的選擇 工件噴涂行業(yè)機器人的工作模式主要有兩種：工作模式 1 是工件運動 /噴槍掃掠的工作模式；工作模式 2 是噴槍運動 /工件靜止的工作模式。在工作模式 2 中，工件被固定在運輸線上，隨運輸線進入噴涂工作區(qū)域中，在噴涂過程中 ，工件處于靜止狀態(tài)，噴槍可以按照程序設定的軌跡，掃掠工件表面，并進行自動噴涂。這種方式的優(yōu)點是對涂料用料可控，工件位置靜止有利于涂料的附著，大大提高了噴涂的質(zhì)量，同時，噴涂軌跡易于規(guī)劃和控制，噴涂機器人的位置和噴涂姿勢可以任意變換，從而滿足了不同工件不同表面的噴涂作業(yè)。根據(jù)設計要求為汽車車身進行噴涂，由于汽車車體體積較大，不易變換位置 [10]，故本設計采用工作模式 2：噴槍運動 /工件靜止的工作模式。 執(zhí)行機構 的分析與選擇 一般機器人的執(zhí)行機構由手部、腕部、臂部、緩沖與定位，還有行走機構組成 ，對于 現(xiàn)在主流的移動方式基本是 軌道式， 輪式，腿式，和履帶式，但由于其各有優(yōu)點與缺點，現(xiàn)在的科學家越來越追求綜合性能的提高。而腿式移動結構雖然有很好的越野能力，但是結構復雜，效率低等缺點 ； 履帶式主要是由于沉重的履帶和繁多的驅(qū)動輪使得整體畢業(yè)論文 第 7 頁 機構笨重，消耗的功率也相對較大。 而輪 式移動機構 ， 具有運