一种喷涂机器人控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及喷涂技术领域，更具体地说，它涉及一种喷涂机器人控制方法及控制系统。

背景技术

工业喷涂生产领域的竞争正变得日趋激烈，对自动化水平，优化程度和油漆的质量需求日益提高。

在喷涂行业中，为了便于自动化控制以及减少对操作人员的影响，一般通过喷涂机器人来进行喷涂操作。具体的，是在自动化控制的喷涂机械手的端部设置喷枪，再通过喷枪对待喷涂工件进行喷涂。

现有技术中，通常通过输送机将工件运输至待喷涂区域，采用工业机械臂对工件进行喷涂，然而传统的喷涂作业自动化程度还有待提高，往往需要人工时刻关注喷涂进度，并对工件或喷涂机器人进行适当调整，以满足喷涂需求，耗费人工成本，且喷涂效率和准确度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷涂机器人控制方法及控制系统，达到提高喷涂机器人喷涂作业自动化程度，以降低人工参与度，进而提高喷涂效率和准确度的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种喷涂机器人控制方法，包括以下操作：选择工作模式，所述工作模式至少包括第一工况；于第一工况下，获取若干个待加工目标对象的上件顺序；基于该若干个待加工目标对象的上件顺序，依次获取各待加工目标对象的特征信息；获取加工区域内待加工目标对象的特征信息；基于加工区域内待加工目标对象的特征信息，提取对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。

可选的，获取各待加工目标对象的特征信息的过程，包括：识别待加工目标对象的待加工状态；基于待加工目标对象的待加工状态，将待加工目标对象的特征信息写入待加工目标对象携带的电子标签中。

可选的，待加工目标对象的待加工状态为区域加工时，该待加工目标对象的特征信息包括待加工目标对象的产品号、待加工目标对象的加工区域号、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号；待加工目标对象的待加工状态为非区域加工时，该待加工目标对象的特征信息包括待加工目标对象的产品号、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号。

可选的，获取加工区域内待加工目标对象的特征信息的过程，包括：识别待加工目标对象是否进入加工区域；当识别到待加工目标对象进入加工区域时，读取加工区域内待加工目标对象所携带电子标签中的特征信息，并对该待加工目标对象进行计数。

可选的，在加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作前，还包括：基于待加工目标对象的产品号，提取对应控制程序；基于所述控制程序和待加工目标对象所需涂料号，控制加工区域内喷涂机器人执行换色动作。

可选的，在加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作时，还包括：基于喷涂机器人枪头自动清洗间隔号，控制加工区域内喷涂机器人执行清洗动作。

可选的，加工区域内喷涂机器人执行换色动作前，还包括：控制加工区域内喷涂机器人执行清洗动作。

可选的，在加工区域内喷涂机器人执行清洗动作后，还包括，对加工区域内喷涂机器人进行流量校准：所述流量校准，至少包括以下操作，预设加工区域内喷涂机器人设定吐出量；获取设定吐出量状态下，加工区域内喷涂机器人的实际吐出量；将设定吐出量和实际吐出量进行对比处理，得到对比结果；基于所述对比结果，对加工区域内喷涂机器人的设定吐出量进行调整。

可选的，所述工作模式还包括第二工况；于第二工况下，获取一待加工目标对象的产品号；基于该一待加工目标对象的产品号，利用喷涂机器人进行喷涂动作。

第二方面，提供一种喷涂机器人控制系统，用于实现第一方面所述的喷涂机器人控制方法，包括：选择模块，所述选择模块用于选择工作模式，所述工作模式至少包括第一工况；第一获取模块，所述第一获取模块用于在第一工况下，获取若干个待加工目标对象的上件顺序；第二获取模块，所述第二获取模块用于用于基于该若干个待加工目标对象的上件顺序，依次获取各待加工目标对象的特征信息；第三获取模块，所述第三获取模块用于获取加工区域内待加工目标对象的特征信息；控制模块，所述控制模块用于基于加工区域内待加工目标对象的特征信息，提取对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

①基于待加工目标对象的特征信息，提取对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。达到提高喷涂机器人喷涂作业自动化程度，以降低人工参与度，进而提高喷涂效率和准确度的目的。

②获取若干个待加工目标对象的上件顺序，并基于该若干个待加工目标对象的上件顺序，依次获取各待加工目标对象的特征信息。达到使喷涂机器人实现流水线作业，以进一步提高喷涂机器人喷涂作业自动化程度的目的。

③根据各待加工目标对象的特征信息，提高对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。达到实现对不同类型待加工目标对象进行喷涂作业，以提高喷涂机器人喷涂作业兼容性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为实施例1中一种喷涂机器人控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供一种喷涂机器人控制方法，包括以下操作：

S1.选择工作模式，所述工作模式至少包括第一工况；

在S1中，所述工作模式还包括第二工况；于第二工况下，获取一待加工目标对象的产品号；基于该一待加工目标对象的产品号，利用喷涂机器人进行喷涂动作。具体地：

喷涂机器人控制系统的工作模式包括为自动模式的第一工况、手动模式的第二工况、维护模式的第三工况、人工清洗模式的第四工况、模拟模式的第五工况和停止模式的第六工况等。

在喷涂机器人控制系统处于第二工况的工作模式下时，操作者可以在手工输入台人工输入待加工目标对象的产品号进行喷涂。并进行生产准备、设备调试、维护保养等，以及喷涂机器人喷涂前的准备工作，如手动对喷涂机器人洗枪、换色填充等，在无操作人员时是喷涂机器人及喷涂系统不可有任何动作。

在需要对喷涂机器人进行维护保养时，使喷涂机器人控制系统处于第三工况的维护模式下。此时，喷涂养机器人的运动被限制在安全速度内，且操作人员可以对喷涂机器人控制系统的各部分进行点动操作，以达到便于操作人员安全地维护保喷涂养机器人的目的。

在喷涂机器人的旋杯或喷枪需要清洗时，使喷涂机器人控制系统处于第四工况的人工清洗模式下。此时，喷涂机器人自动将旋杯或喷枪移动至清洗位或维修位，以便于操作人员进行人工清洗。

在需要对待加工目标对象的轨迹进行低速模拟喷涂时，使喷涂机器人控制系统处于第五工况的模拟模式下。此时，在有、无待加工目标对象通过时，通过旋钮切换，喷涂机器人自动根据输入的待加工目标对象的轨迹进行低速模拟喷涂(无吐出)。

在不需要喷涂机器人动作时，使喷涂机器人控制系统处于第六工况的停止模式下。此时，喷涂机器人及喷涂机器人控制系统等不做任何动作。

S2.于第一工况下，获取若干个待加工目标对象的上件顺序；具体地：

现有喷涂机器人控制系统不具备待加工目标对象(待加工目标对象可以是车辆、车辆保险杠、车辆上的其他任何零件以及其他工件)的类型校验功能，在待加工目标对象的形状尺寸相似时，通过检测光幕自动识别长宽高尺寸或超声波识别待加工目标对象轮廓形式均有较大检测误差，采用视觉识别也具备不稳定性，所以须在上件时根据系统计划保证产品类型上架无误。因此，在喷涂机器人控制系统处于自动模式的第一工况下时，上下件区域智能编码系统将通过以太网网络自动读取来自MES生产管理系统的排产计划表中若干个待加工目标对象的上件顺序。

S3.基于该若干个待加工目标对象的上件顺序，依次获取各待加工目标对象的特征信息；

在S3中，获取各待加工目标对象的特征信息的过程，包括：

S31.识别待加工目标对象的待加工状态；

待加工目标对象的待加工状态为区域加工时，该待加工目标对象的特征信息包括待加工目标对象的产品号(产品号用于与确定待加工目标对象的类型)、待加工目标对象的加工区域号、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号；具体地：

当生产线需要喷涂的待加工目标对象为返工产品或者喷涂试验产品时，该部分待加工目标对象的待加工状态即为区域加工。此时，该待加工目标对象的特征信息包括待加工目标对象的产品号、待加工目标对象的加工区域号、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号。如：仅需要喷涂产品号为1号的待加工对象，其中加工区域号为1#区域时(客户自动定义该区域)，RFID将按1-1写入；若需要喷涂产品号为1号的待加工对象，其中加工区域号为2#区域时(客户自动定义该区域)，RFID将按1-2写入。

待加工目标对象的待加工状态为非区域加工时，该待加工目标对象的特征信息包括待加工目标对象的产品号、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号。

S32.基于待加工目标对象的待加工状态，将待加工目标对象的特征信息写入待加工目标对象携带的电子标签中。具体地：

通过RFID射频识别技术，按若干个待加工目标对象的上件顺序顺序将待加工目标对象的待加工目标对象的产品号、待加工目标对象的加工区域号(只有在待加工目标对象的待加工状态为区域加工时，待加工目标对象的特征信息才包含该信息)、待加工目标对象所需涂料号和喷涂机器人枪头自动清洗间隔号等特征信息，自动写入安装在待加工目标对象上的电子标签中，待加工目标对象沿输送系统运行前进。

S4.获取加工区域内待加工目标对象的特征信息；

在S4中，获取加工区域内待加工目标对象的特征信息的过程，包括：

S41.识别待加工目标对象是否进入加工区域；

S42.当识别到待加工目标对象进入加工区域时，读取加工区域内待加工目标对象所携带电子标签中的特征信息，并对该待加工目标对象进行计数。

S5.基于加工区域内待加工目标对象的特征信息，提取对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。具体地：

当待加工目标对象进入喷涂机器人工作站这一加工区域时，位于喷涂机器人工作站入口的RFID读写器自动读取待加工目标对象上电子标签中信息同时存储到PLC中，并在待加工目标对象上的挂具触发到喷涂机器人的传感器时，PLC自动计数并发送对应存储的待加工目标对象的所需涂料号给喷涂机器人，喷涂机器人在接收到待加工目标对象的产品号和待加工目标对象所需涂料号时，自动换色清洗并执行对应工件号的喷涂程序直到喷涂结束。

喷涂结束后，加工完成后的目标对象到达下件位置区域时，该目标对象上的挂具触发此位置读写器，再次自动读取电子标签中信号，代表此标签中目标对象信息已生产完成，生产统计自动记录，并可上传MES系统成品库管理。

在S5中，在加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作前，还包括：

S51.基于待加工目标对象的产品号，提取对应控制程序；

S52.基于所述控制程序和待加工目标对象所需涂料号，控制加工区域内喷涂机器人执行换色动作。具体地：

生产前或清洗后换色涂料的填充，点清洗功能按钮，清洗功能按钮变绿，表明清洗功能有效，此时可进行填充的手动操作。点击“填充”按钮后，将按照预定程序自动进行系统填充，当喷涂机器人在进行填充时，填充指示灯变成绿色，填充完成后喷涂机器人自动回到HOME位置，填充指示灯变为红色。

在S52中，加工区域内喷涂机器人执行换色动作前，还包括：

S521.控制加工区域内喷涂机器人执行清洗动作。具体地：

在S5中，在加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作时，还包括：

S53.基于喷涂机器人枪头自动清洗间隔号，控制加工区域内喷涂机器人执行清洗动作。具体地：

(换底色清漆中间隔车，若未清洗完成输送链停止，不换色清洗时设定车数进行洗枪并填充，可以设定最小单位为每车一清洗，纯清洗时间不超过4s)在自动生产模式下，喷涂机器人枪头自动清洗间隔号设定，当时间到达该清洗间隔号时，喷涂机器人将自动到清洗位置进行清洗和填充，防止主剂和固化剂在混合管中凝固堵塞管路，完成清洗和填充后喷涂机器人自动回到HOME位置继续等待。自动清洗的雾化空气、扇形空气、洗枪水流量可手动设定，洗枪水清洗与空气吹扫来回切换(参数也可设定)，保证喷涂系统清洗干净。

在S5中，在加工区域内喷涂机器人执行清洗动作后，还包括，

S54.对加工区域内喷涂机器人进行流量校准：所述流量校准，至少包括以下操作，

S541.预设加工区域内喷涂机器人设定吐出量；

S542.获取设定吐出量状态下，加工区域内喷涂机器人的实际吐出量；

S543.将设定吐出量和实际吐出量进行对比处理，得到对比结果；

S544.基于所述对比结果，对加工区域内喷涂机器人的设定吐出量进行调整。具体地：

流量校准是对齿轮泵的实际流量和理论计算流量做比较并对齿轮泵的实际流量进行自动修正，保证设备在运行一段时间后齿轮泵流量的准确度。校准结果会自动对齿轮泵的流量进行修正，使之与实际流量相一致。可手动设定设定吐出量及扇型、雾化参数，在设定设定吐出量时，使用量杯接住喷涂机器人吐的油漆，用实际吐出量与喷涂机器人的设定吐出量进行对比，若是偏差较大时，在上位机上点击自动校准功能，使机器人的设定吐出量与实际量杯测量的油漆量一致。

通过本实施例提供一种喷涂机器人控制方法喷涂机器人进行喷涂，至少存在以下优点：

1)零件膜厚稳定：同一工艺参数相同零件同一位置的膜厚偏差±2um；

2)零件色差稳定：连续喷涂同一批零件色差差异ΔE偏差≤0.3(只判断稳定性、不对色差标准值做判断)。

3)油漆中的颗粒点：喷涂工件表面颗粒≤0.05mm(仅限于油漆中产生的颗粒，用于检查过滤和雾化效果稳定性，环境中的颗粒不做评判)。

4)油漆附着力：百格试验合格(因甲方油漆或素材不良影响因素除外)。

5)上漆率：底漆空气旋杯上漆率范围30-50％，色漆及清漆静电旋杯上漆率范围45％-70％。

实施例2

本实施例提供一种喷涂机器人控制系统，用于实现实施例1所述的喷涂机器人控制方法，包括：选择模块，所述选择模块用于选择工作模式，所述工作模式至少包括第一工况；第一获取模块，所述第一获取模块用于在第一工况下，获取若干个待加工目标对象的上件顺序；第二获取模块，所述第二获取模块用于用于基于该若干个待加工目标对象的上件顺序，依次获取各待加工目标对象的特征信息；第三获取模块，所述第三获取模块用于获取加工区域内待加工目标对象的特征信息；控制模块，所述控制模块用于基于加工区域内待加工目标对象的特征信息，提取对应控制程序以控制加工区域内喷涂机器人执行相应的喷涂动作。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。