工业机器人喷涂工作站设计与应用(附件)【字数：8650】
随着科学技术的不断发展，工业机器人技术在生产领域也在不断的进步，我国很多的生产制造企业在最近几年也都是使用了各种类型的智能机器人对人工生产模式进行替代，使得传统的人工模式生产效率低，施工质量差的缺点得以解决，有效的增加了行业之间的竞争力，为了能够很好的满足目前市场上对工业智能机器人的需求，智能喷涂机器人在工业生产加工中成为不能够缺少的设备。并且被广泛的使用在了各个行业之中，目前已经成为当前社会代替人口劳动力的重要组成部分。本人在此文中根据当前某家公司对产品的具体需求来设计出一款符合当前行业大部分中小型企业的喷涂工作站，来解决当前人工喷涂的效率低下，和质量无法得到保障的问题。首先柴油发动机的喷涂工艺十分复杂，使用机器人加工具有一定难度。我们需要通过企业对产品的不同需求来设计不同方案，使用不同的工作模式，主要有动-静与流动喷涂两种不同模式，它们各有优劣，企业可根据具体需求来使用。这个工作站的电气设备主要有站点主控制柜（ＭＣＰ柜）、机器人控制柜、喷涂设备以及外部辅助设备这四个部分组成，其中以simatics 7-1500可编程序控制器（cpu1513f-1pn）作为前置器喷淋运行的主控制器，来完成精准的喷涂工作。最后使用ＷｉｎＣＣ软件平台来设计人机交互界面，用PLC西门子s7-1500来建立设备间的通信，来确保产品高效、安全的生产。本文中设计的喷涂工作站能够适用于我国大部分的中小型企业，并对工业机器人喷涂技术工作站的设计和具体的应用做出了介绍，希望能够给行业带来一定的指导意义。
目 录
引言 1
一、喷涂工作站方案设计 3
（一）作业对象分析 3
（三）本章小结 4
二、工作站电气设计 4
（一）总体电气设计 4
（二）喷涂设备选型 6
（三）本章小结 8
三、工作站软件设计和实现 8
（一）需求分析 8
（二）交互界面设计 8
（三）程序设计 10
（四）喷涂轨迹 11
（五）本章小结 12
五、总结 13
参考文献 14
致谢 15
引言
随着改革开放的进行，时代的不断进步，我国的科技水平在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
不断提高，机械制造行业的技术水平也在日益进步，并一步一步迈入国际先进行列，对外观的美观性和喷涂质量的要求也在不断提高。由于这是生产过程中的一个重要环节，发动机喷涂的着色越来越受到重视。使用适当的手动自动喷雾装置是不可避免的趋势。喷涂机器人作为一种先进的自动化喷涂设备，它在工业机器人的组成在变得更加重要，占据的地位也在逐步提高，随着喷涂机器人及其相关技术研究的成熟，它已广泛应用于表面生产和生产的许多领域，成为替代手工喷涂作业的重要力量。众所周知，在农业、工业、建筑、船舶、航天器等领域的生产和生产中，经常使用各种型号的喷涂类电机产品。中国在全世界的经济体中是最大的发展中国家，经济增长速度非常迅速，每年对汽车产品的需求特别高，设计用于喷涂具有自主知识产权的机器人。
随着用户对产品质量的需求在不断提高，中国大部分大型发动机制造商都在利用雄厚的资金资源与社会资源，来进行相关的生产技术的升级、优化，来提高相关技术的实用性，来取代传统的人工喷涂，以吸引更多的投资，来提高企业的利润率和市场占有率。根据其的生产方法，喷涂发动机产品的规格型号直接从国外引进，但是，国内许多中小型发动机生产商无法生产与之相匹配的特种喷涂设备，来支持高标准生产设施和工作环境。同时，由于成本高、收益低，国外中小企业喷雾设备在多品种、小批量生产中的兼容性和整体水平较低，难以满足企业在生产铲平中的需求。
此外，机器人喷涂的基本技术掌握在其他人手中。我国许多中小发动机制造企业都无法解决上述问题，为规避高价格、低盈利的投资风险，手动喷涂主要是基于运营商的经验和技能，主要是少数技术人员使用。同时，一线工人在工作时的情绪、状态和身体状况也在影响着喷涂工作的质量，从而容易影响到产品的质量，使之无法达到要求。这使得这种生产方式会影响到售往市场上产品的稳定性、生产效率和质量，从而降低了自己在同行业企业的竞争力。并且从长远的方面来看，这项工作也会严重危害操作人员的呼吸系统，危害工人的健康，特别是含有苯和甲醛的油漆，如喷板、喷漆等，所以手动喷涂终将被淘汰。
由于企业健康意识的提高和中国人口的老龄化的影响，许多相关的中国企业出现了艰难的就业形势和大量的招聘，因此劳动力工资在企业每年的成本中的占比不断加大，从而使得企业的成本在逐年增加，年利率却在逐年降低。因此开发一款适合当前社会的机器人喷涂工作站来代替企业中的人工喷涂已迫在眉睫，只有这样提高了工作效率，并增加了产品质量的稳定性，才能降低劳动成本的占比。能够如何在提高企业的利润的同时，也满足市场上对产品质量的要求，并能够加强行业之间的竞争力已成为工业机器人应用研究的核心课题。
为了解决上述资金问题和技术问题，我们需要设计一个低成本、高性能、兼容高，并且能够通用于大部分设备的喷涂机器人工作站代替手动喷涂在企业中的位置，并能够让我国大部分中小行电厂发动机适用的加工生产的生产方法和环境要求，来加强我国喷涂行业的生产技术，并使我们的技术更加优化和现代化。这不仅对相关技术人员来说是一个巨大的机会，同时也是探索该领域非标准通用机器人喷涂工作站的契机。
一、喷涂工作站方案设计
（一）作业对象分析
机器人工作站主要的工作对象是柴油机，它喷涂工艺复杂，相应的生产技术要求非常严格。即使是一些十分微小且不可察觉的错误也会使产品出现无法分类的情况。根据通过对多家不同的相关企业的实地考察、调查和分析，在使用机器人对柴油机进行喷漆时，主要遇到以下困难：
1、就柴油机整体而言，其形状和结构复杂，体积大，有许多不利于阻力喷涂的区域和角度，容易产生无响应、假祈祷、表面涂层不均匀和挂色等喷涂现象。
2.柴油机相关部件和外部不见的结构和形状大多是不规则的。如果安装没有达到要求，将直接影响到喷涂的效果，是喷涂不合适。
3.喷涂机器人的性能和精度、科学合理的喷涂方式以及相关软硬件系统的设计也影响到柴油机的喷涂质量。
在农场的生产现场，经过大量的人工喷洒作业，发现由于操作人员的不同经验和喷洒设备的AOS效应，存在喷洒少、假祈祷、涂抹、涂布不匀等现象，造成了对企业资源和时间的大量浪费，并且在浪费的同时，还不能够保证喷涂产品的质量，从而完成企业稳定高效的生产目标，去满足快速而庞大的市场需求。因此，研制电磁喷涂机器人代替手工喷涂具有十分重要的意义。本项目加工的柴油机主要有7.8l、D 10L、12L三种型号。据公司生产统计，上述三款发动机的10L车型是目前市场上产量最大、需求量较大的车型。
10L柴油机的前后视点和侧视点必须相应指示。促进SMP工作站相关部分的建设，如10L、FIM柴油机等介绍相关部分。如上图所示，柴油机的某些部件不应喷涂。为避免喷涂过程中粘附或进入柴油机，应使用薄膜、废纸、胶带等覆盖柴油机。
目 录
引言 1
一、喷涂工作站方案设计 3
（一）作业对象分析 3
（三）本章小结 4
二、工作站电气设计 4
（一）总体电气设计 4
（二）喷涂设备选型 6
（三）本章小结 8
三、工作站软件设计和实现 8
（一）需求分析 8
（二）交互界面设计 8
（三）程序设计 10
（四）喷涂轨迹 11
（五）本章小结 12
五、总结 13
参考文献 14
致谢 15
引言
随着改革开放的进行，时代的不断进步，我国的科技水平在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
不断提高，机械制造行业的技术水平也在日益进步，并一步一步迈入国际先进行列，对外观的美观性和喷涂质量的要求也在不断提高。由于这是生产过程中的一个重要环节，发动机喷涂的着色越来越受到重视。使用适当的手动自动喷雾装置是不可避免的趋势。喷涂机器人作为一种先进的自动化喷涂设备，它在工业机器人的组成在变得更加重要，占据的地位也在逐步提高，随着喷涂机器人及其相关技术研究的成熟，它已广泛应用于表面生产和生产的许多领域，成为替代手工喷涂作业的重要力量。众所周知，在农业、工业、建筑、船舶、航天器等领域的生产和生产中，经常使用各种型号的喷涂类电机产品。中国在全世界的经济体中是最大的发展中国家，经济增长速度非常迅速，每年对汽车产品的需求特别高，设计用于喷涂具有自主知识产权的机器人。
随着用户对产品质量的需求在不断提高，中国大部分大型发动机制造商都在利用雄厚的资金资源与社会资源，来进行相关的生产技术的升级、优化，来提高相关技术的实用性，来取代传统的人工喷涂，以吸引更多的投资，来提高企业的利润率和市场占有率。根据其的生产方法，喷涂发动机产品的规格型号直接从国外引进，但是，国内许多中小型发动机生产商无法生产与之相匹配的特种喷涂设备，来支持高标准生产设施和工作环境。同时，由于成本高、收益低，国外中小企业喷雾设备在多品种、小批量生产中的兼容性和整体水平较低，难以满足企业在生产铲平中的需求。
此外，机器人喷涂的基本技术掌握在其他人手中。我国许多中小发动机制造企业都无法解决上述问题，为规避高价格、低盈利的投资风险，手动喷涂主要是基于运营商的经验和技能，主要是少数技术人员使用。同时，一线工人在工作时的情绪、状态和身体状况也在影响着喷涂工作的质量，从而容易影响到产品的质量，使之无法达到要求。这使得这种生产方式会影响到售往市场上产品的稳定性、生产效率和质量，从而降低了自己在同行业企业的竞争力。并且从长远的方面来看，这项工作也会严重危害操作人员的呼吸系统，危害工人的健康，特别是含有苯和甲醛的油漆，如喷板、喷漆等，所以手动喷涂终将被淘汰。
由于企业健康意识的提高和中国人口的老龄化的影响，许多相关的中国企业出现了艰难的就业形势和大量的招聘，因此劳动力工资在企业每年的成本中的占比不断加大，从而使得企业的成本在逐年增加，年利率却在逐年降低。因此开发一款适合当前社会的机器人喷涂工作站来代替企业中的人工喷涂已迫在眉睫，只有这样提高了工作效率，并增加了产品质量的稳定性，才能降低劳动成本的占比。能够如何在提高企业的利润的同时，也满足市场上对产品质量的要求，并能够加强行业之间的竞争力已成为工业机器人应用研究的核心课题。
为了解决上述资金问题和技术问题，我们需要设计一个低成本、高性能、兼容高，并且能够通用于大部分设备的喷涂机器人工作站代替手动喷涂在企业中的位置，并能够让我国大部分中小行电厂发动机适用的加工生产的生产方法和环境要求，来加强我国喷涂行业的生产技术，并使我们的技术更加优化和现代化。这不仅对相关技术人员来说是一个巨大的机会，同时也是探索该领域非标准通用机器人喷涂工作站的契机。
一、喷涂工作站方案设计
（一）作业对象分析
机器人工作站主要的工作对象是柴油机，它喷涂工艺复杂，相应的生产技术要求非常严格。即使是一些十分微小且不可察觉的错误也会使产品出现无法分类的情况。根据通过对多家不同的相关企业的实地考察、调查和分析，在使用机器人对柴油机进行喷漆时，主要遇到以下困难：
1、就柴油机整体而言，其形状和结构复杂，体积大，有许多不利于阻力喷涂的区域和角度，容易产生无响应、假祈祷、表面涂层不均匀和挂色等喷涂现象。
2.柴油机相关部件和外部不见的结构和形状大多是不规则的。如果安装没有达到要求，将直接影响到喷涂的效果，是喷涂不合适。
3.喷涂机器人的性能和精度、科学合理的喷涂方式以及相关软硬件系统的设计也影响到柴油机的喷涂质量。
在农场的生产现场，经过大量的人工喷洒作业，发现由于操作人员的不同经验和喷洒设备的AOS效应，存在喷洒少、假祈祷、涂抹、涂布不匀等现象，造成了对企业资源和时间的大量浪费，并且在浪费的同时，还不能够保证喷涂产品的质量，从而完成企业稳定高效的生产目标，去满足快速而庞大的市场需求。因此，研制电磁喷涂机器人代替手工喷涂具有十分重要的意义。本项目加工的柴油机主要有7.8l、D 10L、12L三种型号。据公司生产统计，上述三款发动机的10L车型是目前市场上产量最大、需求量较大的车型。
10L柴油机的前后视点和侧视点必须相应指示。促进SMP工作站相关部分的建设，如10L、FIM柴油机等介绍相关部分。如上图所示，柴油机的某些部件不应喷涂。为避免喷涂过程中粘附或进入柴油机，应使用薄膜、废纸、胶带等覆盖柴油机。
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