噴漆機(jī)械手設(shè)計(jì)【噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì)】【含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū)】
噴漆機(jī)械手設(shè)計(jì)【噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì)】【含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū)】,噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì),含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū),噴漆,機(jī)械手,設(shè)計(jì),噴涂,cad,圖紙,ug,三維,模型,以及,說(shuō)明書(shū),仿單
多品種小批量生產(chǎn)零件的機(jī)器人自動(dòng)噴漆摘要:隨著信息技術(shù)的發(fā)展,傳感器和工藝處理能力可全面實(shí)現(xiàn)工業(yè)任務(wù)上的自動(dòng)機(jī)器人編程。本文對(duì)歐盟曲面噴涂項(xiàng)目做了闡述,該項(xiàng)目設(shè)計(jì)出一種自動(dòng)生成未知零件噴涂的機(jī)器人程序方法。其解決方案采取了四個(gè)步驟:激光三角法感測(cè),幾何特征檢測(cè),噴槍路徑規(guī)劃,生成無(wú)碰撞的可執(zhí)行機(jī)器人程序。在工業(yè)伙伴展示中顯示出了它的結(jié)果。關(guān)鍵詞:自動(dòng)機(jī)器人編程,特征檢測(cè),軌跡生成,碰撞避免,噴漆1.引言 歐盟RTD中曲面噴涂項(xiàng)目的目的在于實(shí)現(xiàn)小批量多品種零件噴涂的自動(dòng)機(jī)器人編程。由于機(jī)器人程序是根據(jù)每個(gè)單一品種零件而建立的(使用離線(xiàn)編程/人工示教編程),近來(lái)機(jī)器人噴涂在大批量規(guī)模生產(chǎn)上是經(jīng)濟(jì)可行的。該項(xiàng)目的目的是提供在大部分零件(見(jiàn)圖1)的噴涂中使用機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)可能性。其目標(biāo)是要減少近75的人類(lèi)編程工作和90的人類(lèi)噴漆工作。 該技術(shù)的挑戰(zhàn)是建立一種可以類(lèi)似漆工那樣噴涂從未見(jiàn)過(guò)的幾何形狀以完成噴涂任務(wù)的方法。一種可能的解決方案是利用CAD數(shù)據(jù)計(jì)算噴涂的路徑并測(cè)量實(shí)際的零件位置。然而,三維CAD數(shù)據(jù)往往不充分,因此這種方法只限于少數(shù)的應(yīng)用中使用。曲面噴涂中的“逆算法”已被開(kāi)發(fā)出,它不需要任何CAD數(shù)據(jù)。 該方法是自動(dòng)從距離傳感口數(shù)據(jù)得到機(jī)器人的噴涂路徑并自動(dòng)生成可行的、完整的、可執(zhí)行的機(jī)器人程序。這種方法用來(lái)處理廣泛范圍的零配件,例如電機(jī)齒輪、框架零件(車(chē)鏡、板、管等)或大型壓縮機(jī)油箱。對(duì)于每個(gè)工業(yè)客戶(hù)零件系列是已知的(包括多達(dá)70個(gè)變種)。其目標(biāo)是能夠噴涂沿著傳送帶傳送的任何次序零件。該技術(shù)的挑戰(zhàn)是檢測(cè)傳送帶上零件的幾何形狀,根據(jù)零件的幾何形狀自動(dòng)推斷出機(jī)器人的噴涂軌跡并自動(dòng)生成無(wú)碰撞機(jī)器人程序。1.1相關(guān)工作 相關(guān)工作是自動(dòng)生成一個(gè)三維噴涂路徑,這已在SmartPainter項(xiàng)目中進(jìn)行了嘗試。噴涂的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)虛擬地折疊出的被涂曲面而生成的。顯示出噴涂的運(yùn)動(dòng)和折疊后的曲面,讓噴涂的運(yùn)動(dòng)按照這個(gè)折疊曲面而運(yùn)動(dòng)。然而,這種方法只適用于當(dāng)物體3D模型是可以利用的并且物體的曲率相對(duì)比較小的情況下。從“先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)”取得的專(zhuān)利技術(shù)采用了二維數(shù)碼照片作為輸入美國(guó)專(zhuān)利 專(zhuān)利號(hào):US 5429689。用戶(hù)在屏幕上決定采用噴涂三維的位置,然后由機(jī)器人自動(dòng)完成對(duì)噴涂軌跡的規(guī)劃。 獲取自動(dòng)刀具的3D路徑第一種方法是由考慮平截面銑削渦輪葉片情況下使用網(wǎng)格單元格的方法而得到的。2.曲面噴涂方法 曲面噴涂方法的建立基于以下觀察,即對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品系列零件由大量帶典型特征的初等幾何元素形成。例如肋板結(jié)構(gòu)(冷卻肋板),圓柱形表面(典型的如馬達(dá))和腔體(典型的如空心結(jié)構(gòu)或要獲取剛度結(jié)構(gòu))。另一種類(lèi)型的表面,例如后視鏡的表面。這些表面是自由過(guò)渡的光滑表面,而且很難用簡(jiǎn)單的幾何屬性表達(dá),例如圓筒、球形、和箱體。根據(jù)初等幾何,這項(xiàng)技術(shù)目標(biāo)變成了指定這些初等幾何用于幾何方法檢測(cè),實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的可開(kāi)發(fā),在應(yīng)用中見(jiàn)到的各種幾何包含在初等幾何中。 初等幾何類(lèi)型的技術(shù)參數(shù)是根據(jù)觀察到的零件幾何結(jié)構(gòu)和噴涂過(guò)程中的約束來(lái)確定的。其主要思想是檢測(cè)噴涂過(guò)程中的初等幾何使其可以鏈接到一個(gè)特定的工藝模型。例如平幾何的表面可以用簡(jiǎn)單的直線(xiàn)模式進(jìn)行噴涂。更為復(fù)雜的幾何形狀,例如腔體或肋板狀物需要特定的噴涂方法,噴涂腔體和噴涂與肋骨取向平行的要分開(kāi)來(lái)。 初等幾何類(lèi)型在幾何庫(kù)中已定義并且與工藝庫(kù)中規(guī)定的工藝知識(shí)有關(guān)。完整的曲面噴涂方法如圖2所示。接下來(lái)的章節(jié)將概述其主要組成部分。2.1用激光三角測(cè)量傳感器的零件測(cè)量 當(dāng)工件在傳送帶上運(yùn)動(dòng),激光測(cè)距傳感器裝置掃描零件并獲得該對(duì)象的三維測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)。掃描由輸送機(jī)的實(shí)際零件的運(yùn)動(dòng)而觸發(fā)(見(jiàn)圖3)。對(duì)于大小為一米的零件,獲得了高于一毫米的分辨率。它采取了高達(dá)700每秒的掃描速度。如圖4所示,這是通過(guò)標(biāo)定取得的。 往往一些零件是安放在框架或墊木上的。這種情況下,框架或墊木被掃描并且從最后的圖像中除去。圖5顯示了一個(gè)例子,零件與框架一起被測(cè)量并且零件的數(shù)據(jù)被自動(dòng)提取。對(duì)于每一個(gè)檢測(cè)的零件,所有其他工藝步驟都是單獨(dú)執(zhí)行的。最后,如果零件相互靠得近,較大機(jī)器人的噴涂運(yùn)動(dòng)是從一次行程噴涂多個(gè)零件而獲得。2.2特征檢測(cè)器 由ACIN開(kāi)發(fā)的特征檢測(cè)器具有使用幾何庫(kù)的幾何定義檢測(cè)出零件幾何的任務(wù)。輸出是掃描零件使用初等幾何表面的說(shuō)明。 特征檢測(cè)器檢測(cè)與噴涂工藝相關(guān)的三種特征:自由曲面、腔體和肋狀部分。傳統(tǒng)的距離圖像處理通常從分割開(kāi)始。檢測(cè)出的特征限于已定義幾何性質(zhì),如平面或二次曲線(xiàn)。 三種特征的具體幾何特征并不清楚,它們只是用來(lái)進(jìn)行特征定義。因此需要一個(gè)通用方法進(jìn)行特征檢測(cè)。 圖6總結(jié)了已開(kāi)發(fā)的圖像處理過(guò)程。采用被分割成單個(gè)部分的標(biāo)定圖像并且通過(guò)具體過(guò)程來(lái)檢測(cè)三種基本特征,這個(gè)具體過(guò)程下面將簡(jiǎn)要概述。具體可見(jiàn)參考8。 首先腔體和肋骨狀結(jié)構(gòu)被檢測(cè)出后,所有剩余的零件表面將被認(rèn)為是自由曲面。腔體被定義為一個(gè)表面點(diǎn)比周?chē)吘墸ㄍǔR饬x上的外表面)局部上低的區(qū)域。其挑戰(zhàn)是建立一個(gè)彈健的方法來(lái)處理距離數(shù)據(jù)噪音和陰影。 腔體邊緣的檢測(cè)精度在某種程度上取決于其分辨率。通過(guò)使用插值點(diǎn)法被發(fā)現(xiàn)的腔體還包括傳感器陰影的潛在區(qū)域。這一點(diǎn)對(duì)于在噴涂工藝中檢測(cè)整個(gè)腔體區(qū)域很重要。腔體然后表示為網(wǎng)格,以涵蓋整個(gè)開(kāi)放的腔體。圖7顯示了完整零件的網(wǎng)格表示。開(kāi)放的腔體用黑網(wǎng)表示。網(wǎng)格表示也有它的好處,它可以顯著減少數(shù)據(jù)使噴涂軌跡的自動(dòng)生成速度快。 圖7表明了噪音容錯(cuò)方法的缺陷。最終的網(wǎng)格在表示兩個(gè)套接的腔體之間的直拐角和極窄邊(3像素)上有一定困難。然而改善三角測(cè)量凹面區(qū)域的方法已經(jīng)在開(kāi)發(fā)中。 肋狀部分是用最少數(shù)量等距平行線(xiàn)而定義的。邊緣檢測(cè)后,原始的直線(xiàn)段根據(jù)共線(xiàn)性、鄰近性和重疊性分為長(zhǎng)線(xiàn)段。使用平行性將這些線(xiàn)進(jìn)行編組。最終,形成所有線(xiàn)段組的特征向量(距離、重疊、長(zhǎng)度、線(xiàn)數(shù)),并用來(lái)分類(lèi)肋板結(jié)構(gòu)。圖8給出了一個(gè)分組結(jié)果的例子。2.3噴涂規(guī)劃器 在接下來(lái)的工藝步驟中噴槍的噴涂軌跡是根據(jù)每個(gè)初等幾何計(jì)算而來(lái)。鄰近的噴涂行程相連接以獲得更長(zhǎng)、更流暢的噴涂軌跡。最終的結(jié)果是一個(gè)完整的噴槍噴涂軌跡。另外生產(chǎn)噴涂軌跡模塊如圖2所示,它指定一個(gè)滿(mǎn)足期望噴涂質(zhì)量的噴槍軌跡。在該模塊中,只有噴槍的運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為與工藝質(zhì)量有關(guān)。對(duì)機(jī)器人沒(méi)有約束,不考慮噴槍和它所工作環(huán)境之間的碰撞。為了規(guī)劃出噴槍的運(yùn)動(dòng)軌跡,這個(gè)模塊使用了幾何庫(kù)和工藝庫(kù)。幾何庫(kù)為每一個(gè)幾何基元指定了一個(gè)或多個(gè)噴涂步驟,這些步驟可以應(yīng)用于噴涂特定類(lèi)型的幾何基元。噴涂步驟中指定了如何使噴槍的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)所噴涂表面以獲得良好工藝要求。工藝庫(kù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)工作建立的。 它的基本思路是為了確保噴涂行程的規(guī)劃連續(xù)地貫穿于整個(gè)零件,即使不同的幾何基元必須沿著這些表面覆蓋,而連續(xù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)不能沿著零件表面。該系統(tǒng)將嘗試使用面向少數(shù)主要方向上的較大平面區(qū)域(虛擬表面)去逼近曲面模型的三角曲面。圖9顯示了一個(gè)由不同規(guī)格的三角形曲面構(gòu)成的變速箱幾何模型。 在圖10中,曲面是近似曲面,并且曲面被劃分為虛擬曲面。噴涂步驟的執(zhí)行與這些虛擬曲面有關(guān)。每一個(gè)虛擬曲面只代表一種類(lèi)型的幾何基元,相同的噴涂步驟因此可以使用于整個(gè)零件表面。如果不同的幾何基元隨著表面呈現(xiàn)出來(lái),系統(tǒng)將會(huì)嘗試去建立連續(xù)噴槍運(yùn)動(dòng)覆蓋虛擬曲面,而這些虛擬曲面彼此相互連續(xù)。噴槍的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)噴涂路徑而指定的,例如圖11中的說(shuō)明。通過(guò)這個(gè)和圖10所示,可以看出噴涂路線(xiàn)遵循指定方向和虛擬曲面的平面位置。噴涂工藝指定了執(zhí)行多少必須沿著噴涂路徑噴涂行程,并指定了哪些噴涂參數(shù)應(yīng)用于這些沖程中的每一個(gè)行程。4.結(jié)論及展望 一種對(duì)系列化未知零件的自動(dòng)噴涂方法已被提出。這種方法在噴涂單元的前面使用了傳感單元,而噴涂單元處可以獲得零件的幾何形狀。從零件的幾何特征提取出工藝相關(guān)特征,找出相應(yīng)的噴涂路徑,分組得到最優(yōu)噴涂軌跡。最終生成無(wú)碰撞機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡和可執(zhí)行機(jī)器人程序。 所有的步驟都是自動(dòng)的,不需要任何操作人員的干預(yù)。個(gè)性化的工具(特征檢測(cè)器、軌跡規(guī)劃器、噴槍規(guī)劃器)存在于原型版本中。在工業(yè)客戶(hù)中的首次實(shí)施表明了該方法是可行的。掃描零件,自動(dòng)生成機(jī)器人程序,使用常規(guī)的微機(jī)技術(shù)其速率為每分鐘一個(gè)零件。 目前只有凸形零件可以自動(dòng)噴涂,盡管L形零件也可以。復(fù)雜凹形結(jié)構(gòu),例如圖15中載重汽車(chē)的地盤(pán)是不能夠自動(dòng)噴涂的。 人們計(jì)劃提高曲面噴涂工藝,即使用機(jī)器人內(nèi)置式傳感器掃描用固定傳感器而不能看見(jiàn)的零件部分。另一個(gè)拓展將會(huì)用于實(shí)施“示教”除已有幾何特征的其它特征。 盡管該項(xiàng)目主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人噴涂,但提出來(lái)的“逆向法”可以應(yīng)用于在表面處理領(lǐng)域上的大范圍工藝中獲取工藝運(yùn)動(dòng)。這種方法有望應(yīng)用的工藝?yán)佑校悍勰﹪娡?、液體洗滌和清洗(包括高壓清洗)、物理接觸式洗滌和清洗工具與零件之間的部分、脫脂、噴砂、拋光、密封、研磨、去毛刺和膠合。 - 4 -
收藏
編號(hào):20226325
類(lèi)型:共享資源
大?。?span id="0j0grxp" class="font-tahoma">5.39MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2021-02-26
100
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì)
含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū)
噴漆
機(jī)械手
設(shè)計(jì)
噴涂
cad
圖紙
ug
三維
模型
以及
說(shuō)明書(shū)
仿單
- 資源描述:
-
噴漆機(jī)械手設(shè)計(jì)【噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì)】【含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū)】,噴涂機(jī)械手的設(shè)計(jì),含CAD圖紙、UG三維模型和說(shuō)明書(shū),噴漆,機(jī)械手,設(shè)計(jì),噴涂,cad,圖紙,ug,三維,模型,以及,說(shuō)明書(shū),仿單
展開(kāi)閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶(hù)自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶(hù)書(shū)面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。
鏈接地址:http://ioszen.com/article/20226325.html