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干货:如何实现喷漆机器人自动喷涂中的同步设置?其方法与步骤详解

典型的现有喷漆系统利用具有明确指定的运输机位置或者定位说明的等待/复原指令。这可以适合于帮助机器人恢复同步,但并非在所有情况下都可以。确定如何设置和管理指令的负担落在了最终用户的身上,使它成为了一项需要专业知识的相当复杂的操作。现有技术的其他实例包括使用干扰区的系统、或者使用机器人之间的主从关系(例如,协调运动)的系统,以防止臂移动而彼此靠近。作为另一个实例,使用一种“运输机同步”算法来与运输机的停止和启动事件一致地明确地停止和重启机器人,和/或与运输机速度变化成正比地改变机器人的速度。


现有技术系统具有以下缺点:

(a)明确的运输机定位说明或者等待/复原说明不处理机器人停在明确限定的运输机位置之间的情况。为了使系统工作,它们也给最终用户带来了很高的专业知识负担。

(b)协调运动及其他主/从类型算法涉及更多的编程复杂度,并且在运输机由外部实体控制的情况下可能是不可行的。

(c)由于不能始终相对于物体合适地保持TCP速度,运输机同步会妨碍喷漆的质量,并且触发点(即,在此相对于物体打开或关闭喷枪)不能容易地限定。


喷漆机器人同步方法克服了以上系统的缺点:

(a)机器人臂将基于喷漆行程(stroke)定义自动地彼此同步并且与运输机同步,该喷漆行程定义是最终用户已经理解和编程的事物。

(b)不需要对机器人运动的额外编程或者对运输机运动的额外控制。

(c)机器人臂将相对于物体保持合适的TCP速度。在运输机停止或者减速的事件中,机器人臂将同样可以使喷漆行程继续至预先指定的喷枪关闭位置。

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1、通过多个机器人操纵器(这些机器人操纵器加工沿着运输机移动的物体)使喷漆同步的方法包括步骤:

a.记录同时包括机器人操纵器和运输机位置的主序列,其中记录有最佳无碰撞路径;

b.该主序列由预定的同步点处的机器人操纵器和运输机位置组成;

c。运行时间软件将当前生产路径运动与主序列进行比较;

d.该运行时间软件基于主序列与当前路径之间的比较而影响运动计划(planning),以及

e.该运行时间软件在必要时要求运输机保持(hold)以促成同步。


2、使在工作间中操作以加工沿着运输机移动的零件的多个喷漆机器人同步的方法包括步骤:

(1)为每个喷漆机器人创建计算机程序指令的主序列,以用于每个喷漆机器人相对于沿着运输机(2)移动的零件沿着相关的主序列路径的无碰撞移动,每个主序列路径包括相关喷漆机器人和运输机在预定的同步点处的位置;

(3)在连接至相关的喷漆机器人的控制器上运行每个主序列,以使相关的喷漆机器人移动并将相关的喷漆机器人和运输机的当前路径与主序列路径进行比较;

(4)基于主序列路径与当前路径之间的比较来操作控制器以调整当前路径;

(5)在必要时操作控制器以要求运输机运动保持,以促成喷漆机器人的移动与运输机的移动之间的同步。

3、区域中的机器人臂之间的同步通过如下步骤实现:

(1)机器人程序员将所有装置编程到一个单元(cell)中以如所期望地(例如,无碰撞地,并且在任何位置喷涂图案都不会相互重叠)操作;

(2)通过使用模拟的运输机和模拟的零件探测信号来运行模拟的生产工作(也被称为“幻象工作(ghost job)”)并禁用所有的涂漆器、或者通过在离线模拟程序中运行工作、或者通过运行生产工作来创建主序列;

(3)该主序列包括与计算机程序相似的一系列程序指令,这些程序程序指令限定待由机器人执行的动作,并且该主序列还包括从如在(b)中所述地运行工作中学到的数据;

(4)将来自主序列的数据存储在加工TP程序中;

(5)当加工TP中的运动发生变化时,必须重新生成序列;

(6)使用Gun=ON和/或Gun=OFF指令来限定“行程”,用Gun=ON指令代表同步点;

(7)使Gun=ONAFF指令可用于打开机器人(车门、引擎罩、行李箱)以及喷漆机器人,具有相同的TCP极端行为(extreme behavior);

(8)分别对于每个机器人臂,当机器人臂收到Gun=ON指令时,基于主序列数据做出决定,该主序列数据本身基于运输机上的物体相对于机器人世界零点(robot worldzero)的偏移;

(9)如果偏移在容差内,机器人可以继续运动执行并且运输机也可以继续移动;

(10)如果偏移落后于主序列,机器人将等待直到偏移到达容差内,并且机器人运动执行将恢复;

(11)如果偏移先于主序列,将产生合适的数字输出以使运输机停止直到偏移到达容差内,然后将清除数字输出以允许运输机运动恢复;以及

(12)不同的容差将可用于上文提到的“落后于”和“先于”两种情况,并且可以在运行中(on the fly)从用户程序中更改这些不同的容差。

(13)根据本发明的方法为顾客和/最终用户提供多种好处:

(14)允许待编程的机器人使用相同的室空间(booth space)或相同的“喷涂区域”来喷漆,而没有因为运输机速度波动而导致的碰撞的危险。例如,可以对两个引擎罩喷漆机器人进行编程,以使它们从汽车两侧一直喷漆到车辆的中心线并且将不会在中间“彼此喷漆”或者碰撞。

(15)复杂的移动流水线单元的生效将大大地简化。机器人程序员将只需要花一些时间考虑最坏的情况,即,与努力使多个运输机停止事件生效相反,在运输机停止之后机器人将运行。

(16)由于机器人将始终在室内的同一位置中加工车辆,而不管运输机停止或者速度波动,生产将是更加可重复的。

(17)通过消除对不同臂之间的“交错(stagger)”机器人运动的需要,有可能减小室尺寸。


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