智能汽车喷漆烤漆一体化机器人的制作方法

智能汽车涂装烘烤一体机器人的制造方法

【技术领域】

本实用新型涉及一种利用三维激光扫描技术和图像处理识别技术对汽车维修位置计算机数字化进行精确建模和匹配，通过分析汽车局部维修位置的三维矢量数据和边界轨迹规划，通过两次配送本发明涉及一种同轨道自主移动机械手进行汽车局部钣金喷漆烤漆工艺的喷漆烤漆一体化，特别是一种智能汽车烤漆烤漆一体化机器人。

【背景技术】

汽车工业是我国的重要支柱产业，特别是进入21世纪，我国已成为世界汽车生产和消费大国。 据中国汽车工业市场调查报告显示，2001年中国汽车工业产销量仅超过200万辆，但2006年产销量双双突破700万辆。 2014年，我国累计销售汽车2349.19万辆，同比增长6.9%，产销量保持全球第一。 2011年8月底，我国汽车保有量首次突破1亿辆，预计到2020年，我国汽车保有量将突破2亿辆。

汽车工业的繁荣发展与现代科学技术的进步密不可分。 随着科学技术的进步和机器人技术的发展，汽车生产领域机械手进行车辆涂装的生产线已经非常成熟。 例如，奔驰、宝马、奥迪等大多数汽车制造商都使用ABB生产的涂装机器人来进行整个过程。 汽车及批量汽车零部件的线喷涂。 与其他涂装方式相比，喷涂机器人具有以下优点：第一，喷涂机器人不受车间有毒气体的影响，因此可以在各种生产条件下工作； 其次，机器人示教后具有较高的重复性。 定位准确

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目前，国外机器人喷涂技术已接近成熟并处于应用阶段，为了快速适应市场变化，将过去的自动涂装生产线全部改造成以喷涂机器人为主体的涂装生产线。 国外生产喷涂机器人的公司主要有：ABB、FANUC、YASKAWA、KAWASAKI等，上述公司生产的喷涂机器人在国内应用广泛，且大多采用在线示教编程。 无需对整车实时进行环境感知和建模。 整个机械手轨迹通过在线试教进行重复性程序化流水线作业，喷涂对象多为整车或批量汽车零部件的喷涂。

[0005] 我国的喷漆机器人在工业应用方面与国外水平差距还很大，主要差距表现在产品性能、技术水平、质量、新产品开发等方面。 1991年，北京机械工业自动化研究所研制出我国第一条机器人自动喷涂生产线，并将该喷涂生产线成功应用于东风系列驾驶室。 随后，北京机械工业自动化研究所相继开发出PJ系列电液伺服喷涂机器人和EP系列电动涂装机器人。 随后，不少高校也研制出了自己的喷涂机器人样机，但大多尚未应用于工业生产，如哈尔滨工业大学、上海交通大学等。因此，我国的喷涂机器人还处于初级阶段，许多关键问题和技术需要逐步解决和完善。 目前，教学在线编程是机器人编程技术的主要方法，而喷涂机器人离线编程技术的研究大多采用国外技术来研究喷枪路径规划技术和喷枪建模研究。 湖北汽车学院结合东风汽车公司喷涂生产线，研究涂装线上机器人控制系统和零件识别技术。 对于涂装机器人和自动化喷涂生产线的研究，机械工业自动化研究所在这方面进行了深入的研究，并取得了一定的成果。 但在国内，适应小批量生产和柔性制造的喷涂机器人的研究还处于起步阶段。

汽车工业的发展带来了汽车维修保养行业的繁荣，全国的4S店如雨后春笋般发展起来，主要为后期的汽车保养和维修提供保障，同时各种私营小汽车维修专卖店也占据了较大的市场，由于4S店的维修成本较高，保修期后的车主逐渐离开4S店保养和维修车辆，而选择成本较低、服务较好、质量有一定保证的汽修店用于维护和保养。 除了机修、保养、装饰美容外，汽车保养和维修中，因汽车划痕引起的钣金喷漆维修在汽车维修中占有很大比例。 这种部分钣金喷漆修复的处理方式与汽车制造商喷漆的处理方式不同。 厂家的钣金喷漆属于整车喷漆，属于流水线作业。 可通过机械手等自动化生产线快速批量加工，各车型均采用相同的喷漆、烘烤工艺。 精确的喷漆轨迹保​​证了喷漆效果非常好，但是在我们日常的钣金喷漆保养过程中，无论是大品牌4S店还是小型汽修店，都是人工喷漆，可以通过喷漆机进行喷漆。专用喷漆室。 已经喷漆的汽车要经过特殊的烘烤。 这种通过手工喷漆修复钣金的方法，主要是由于大部分车辆都是局部划伤，局部修复，所以目前还没有自动化修复方案。

[0007] 本实用新型专利是基于以下背景要求而提出的。

首先，本实用新型专利提出的是基于汽车局部钣金喷漆和烤漆的综合需求而提出的，与现有汽车厂家的整车喷漆和烤漆有较大区别，整车只需装配线上的机械手按照预定的程序喷涂同类型的汽车零部件，无需识别汽车的零部件。 而且这种局部喷涂在汽车出厂后的后期保养中占有很大的比例。

二是手工操作对汽车表面进行喷涂，工人进行喷涂过程时，会产生大量的漆雾造成环境污染烤漆加工方法，苯、胺、醛等有害气体危害身体健康，现场喷涂工人的健康和情绪影响很大，因此工人的喷涂水平、劳动情绪等因素对产品的喷涂质量影响较大。 这种对人体有害的维护方式，促使我们提出开发局部喷漆机器人。

第三，随着我国人口逐渐进入老龄化社会，劳动力成本逐渐增加，尤其是较高水平的汽车维修服务行业的技术人员越来越紧缺，劳动力成本将逐年大幅增加，汽车钣金在涂装保养方面，迫切需要机器人进行汽车涂装。

【发明内容】

本实用新型的目的是提供一种利用三维激光扫描技术和图像处理识别技术，通过三维矢量数据分析和边界轨迹规划，对汽车维修位置进行计算机数字化的精确建模和匹配。对于汽车本地维修岗位，分布在同一条轨道上的两台自主移动机械手，就是一个智能汽车喷漆涂装一体化机器人烤漆加工方法，用于汽车局部钣金喷漆和烘烤一体化。

[0012]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的智能汽车喷烤漆一体化机器人包括：主控工作站、激光扫描单元、CCD图像采集处理单元、排风除尘恒温系统单元、喷漆机械手单元、喷漆自主移动小车单元、喷漆机械手单元、喷漆自主移动车单元、无线网络、供电系统单元。

[0017] 所述激光扫描单元包括二维激光扫描仪、云平台、轨道、无线数据发射模块； 其中二维激光扫描仪固定在云平台上，采集到的数据通过无线数据发射模块工作站发送至主控。

所述CCD图像采集处理单元包括CCD摄像头、云平台、轨道、无线数据传输模块，其中CCD摄像头固定在云平台上，采集到的数据通过无线数据传输模块发送至主控工作站。

[0017] 所述的涂装机械手单元包括:喷枪、喷漆机械臂、涂料料箱； 其中喷枪进料管处通过电磁阀控制喷枪的通断，涂料箱通过密封进料管与喷枪进料口连接，自走式喷漆车内部安装有气泵，为喷漆车提供动力。向喷枪供应高压空气。

所述喷漆自主移动小车装置包括履带驱动轮、履带万向轮、左侧万向支撑轮、右侧万向支撑轮组成的单驱动四轮小车； 驱动电机输出轴自动穿过蜗轮、蜗杆锁紧机构实现履带驱动轮在轨道上的转动，从而带动机械手沿轨道运动