一种用于飞机涂装的涂装系统及其方法 |
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| 申请号 | CN202410140755.5 | 申请日 | 2024-02-01 | 公开(公告)号 | CN118002342A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 北京炎凌嘉业机电设备有限公司; | 发明人 | 杨伟峰; 杨海峰; 刘振宇; 李沁; 黄夜权; 张炳计; 任剑云; | ||||
| 摘要 | 本 发明 一种用于飞机 涂装 的涂装系统及其方法，涂装系统包括复合防爆 喷涂 机器人 和悬挂平台机器人；复合防爆喷涂机器人包括防爆AGV 导航系统 、第一喷涂机器人、 机身 定位 系统、供气及过滤系统，供漆系统、第一喷涂装置和防爆AGV控制系统；悬挂平台机器人包括吊篮控制系统和第二喷涂机器人；防爆AGV导航系统采用 激光雷达 进行导航，机身定位系统对飞机在整个喷涂车间内进行定位，用于定位扫描飞机及周围环境进行初始地图建模，并发送至复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人进行 位置 偏移共享，复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人协同完成对飞机的喷涂作业。本发明采用双机器人结合技术，采用高 精度 的激光雷达来确保准确性，实现大型目标体涂装作业。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于飞机涂装的涂装系统，其特征在于，所述涂装系统包括负责飞机下部喷涂的复合防爆喷涂机器人和负责上部喷涂的悬挂平台机器人；所述复合防爆喷涂机器人包括防爆AGV导航系统、第一喷涂机器人、机身定位系统、供气及过滤系统，供漆系统、第一喷涂装置和防爆AGV控制系统；所述悬挂平台机器人包括吊篮控制系统和第二喷涂机器人；所述防爆AGV导航系统采用激光雷达进行导航，所述机身定位系统对飞机在整个喷涂车间内进行定位，用于定位扫描飞机及周围环境进行初始地图建模，并发送至复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人进行位置偏移共享，所述复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人协同完成对飞机的喷涂作业。 |
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| 说明书全文 | 一种用于飞机涂装的涂装系统及其方法技术领域背景技术[0002] 传统机器人涂装多为固定工位的涂装，工作范围小，很多位置无法到达，传统的汽车涂装线，多为汽车流水作业，机器人也是固定工位；传统固定基座喷涂机器人由于工作空间较小，仅能够完成飞机制造过程的一些小零件的喷涂任务。 [0003] 要实现飞机整机自动化喷涂就必须将喷涂机器人安装在移动平台上，在每次机器人喷涂结束后，由此移动平台将机器人移动到下一个区域进行喷涂作业以扩大喷涂机器人工作空间，从而完成飞机整机的喷涂任务。在喷涂领域中，此移动平台在空间中的位置被称为站位。现如今关于喷涂机器人站位规划还是依靠手工进行机器人站位规划，从而使得片区划分重复率高、机器人移动站位次数多、整体喷涂效率低，从而难以达到最优站位规划。 发明内容[0004] 本发明提供了一种用于飞机涂装的涂装系统，其改进之处在于，所述涂装系统包括负责飞机下部喷涂的复合防爆喷涂机器人和负责上部喷涂的悬挂平台机器人；所述复合防爆喷涂机器人包括防爆AGV导航系统、第一喷涂机器人、机身定位系统、供气及过滤系统，供漆系统、第一喷涂装置和防爆AGV控制系统；所述悬挂平台机器人包括吊篮控制系统和第二喷涂机器人；所述防爆AGV导航系统采用激光雷达进行导航，所述机身定位系统对飞机在整个喷涂车间内进行定位，用于定位扫描飞机及周围环境进行初始地图建模，并发送至复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人进行位置偏移共享，所述复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人协同完成对飞机的喷涂作业。 [0005] 进一步地，所述吊篮控制系统为搭载喷涂控制系统的吊篮运转平台，在车间进行多方向移动，搭载第二喷涂机器人的喷涂机械手进行相应喷涂，并实时反馈运行速度和位置信息。 [0006] 更进一步地，所述吊篮控制系统包括机器人系统、气动控制系统、第二喷涂装置、旋杯控制系统和操作台控制系统； [0007] 所述机器人系统用于控制第二喷涂机器人，所述第二喷涂机器人安装在所述吊篮运转平台上；所述第二喷涂装置安装在所述第二喷涂机器人上，根据所述操作台控制系统指令对飞机上部进行喷涂； [0008] 所述旋杯控制系统中旋杯采用Sames707旋杯，PPH 707SB溶剂型机器人静电旋杯。 [0009] 进一步地，所述防爆AGV导航系统采用激光导航的方式为第一喷涂机器人及其他系统在飞机底座作为移动单元进行喷涂作业。 [0010] 更进一步地，所述第一喷涂机器人通过螺接安装于防爆AGV导航系统中AGV升降台的前端，所述第一喷涂装置安装在所述第一喷涂机器人上，根据防爆AGV控制系统指令用于对飞机底部进行喷涂作业。 [0011] 进一步地，所述供气及过滤系统通过空压机螺接安装于AGV升降台的后部平台上,对喷涂系统所需的压缩空气的供给。 [0012] 进一步地，所述涂装系统还包括逆变器，将防爆AGV导航系统搭载的电池的直流电源逆变成交流电源，用于给复合防爆喷涂机器人及其他设备进行供电。 [0013] 进一步地，所述供漆系统固定安装在AGV升降平台上，与第一喷涂机器人和/或第二喷涂机器人进行升降协同，用于给整个喷涂系统进行供漆。 [0015] 所述静电旋杯用于涂料的高质量喷涂； [0016] 所述精密压力调节阀，用于减小涂料在管路内的波动，使涂料流量平稳； [0017] 所述定量齿轮泵用于配合伺服电机，精确控制旋杯的喷涂量。 [0018] 本发明还提供一种用于飞机涂装的涂装方法，其改进之处在于，所述方法包括[0019] (1)获取飞机与周围环境的初始地图； [0020] (2)通过示教的方式对复合防爆喷涂机器人及平台悬挂机器人进行行走路径及喷涂动作的示教作业； [0021] (3)将飞机机送入喷房停稳，通过复合防爆机器人的导航及定位功能确定飞机在喷房内的位置及姿态； [0022] (4)将飞机在喷房内的位置及姿态传输给复合防爆机器人及悬挂平台喷涂机器人； [0023] (5)复合防爆机器人及悬挂平台机器人根据得到的位置及姿态信息调整并生产新的行走路径及喷涂动作； [0024] (6)复合防爆机器人系统及悬挂平台机器人系统共同作业，共同完成对飞机上部及下部进行喷涂作业。 [0025] 有益效果： [0026] 本发明采用复合防爆机器人和平台喷涂机器人双机器人结合技术，采用高精度的激光雷达来确保复合防爆机器人路径精度的准确性，从而实现对大型目标体的涂装作业。 [0029] 图1为根据本发明的一种工厂设备模型批量渲染系统示意图； [0030] 图2为根据本发明的一种工厂设备模型批量渲染方法流程图； [0031] 应当理解的是，附图不必按比例绘制，呈现了说明本公开的基本原理的各种特征稍微简化的表示。包括例如特定尺寸、定向、位置和形状的如本文中公开的本发明的特定设计特征将部分地由特别预定的应用和使用环境来确定。 [0032] 在图中，贯穿附图的几个图，附图标记是指本发明的相同或等同的部分。 具体实施方式[0033] 现在将详细参考本发明的各种实施方式，其实施例在附图中说明并在下面描述。尽管将连同本发明的示例性实施方式来描述本发明，但应当理解的是，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅仅覆盖本发明的示例性实施方式，还旨在覆盖各种替代物、修饰物、等同物和其他实施方式，其可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。 [0034] 以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。本发明的示例性实施方式中描述的特定结构和功能仅仅是出于说明性的目的。根据本发明的构思的实施方式可以以各种形式实施，并且应当理解的是，它们不应当被解释为受示例性实施方式中描述的示例性实施方式的限制，但包括本发明的精神和范围中包括的全部修饰物、等同物或替代物。 [0035] 贯穿说明书，本文所使用的专业术语是仅是为了描述各种示例性实施方式，且并不旨在于限制。将进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“具有”等，当在示例性实施方式中使用时，特指所陈述的部件、步骤、操作或元件的存在，但不排除其一个或多个其他部件、步骤、操作或元件的存在或添加。 [0036] 如图1所示，本发明提供了一种用于飞机涂装的涂装系统，所述涂装系统包括负责飞机下部喷涂的复合防爆喷涂机器人和负责上部喷涂的悬挂平台机器人，复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人结合来实现飞机的整机涂覆；所述复合防爆喷涂机器人包括防爆AGV导航系统、第一喷涂机器人、机身定位系统、供气及过滤系统，供漆系统、第一喷涂装置和防爆AGV控制系统；所述悬挂平台机器人包括吊篮控制系统和第二喷涂机器人；所述防爆AGV导航系统采用激光雷达进行导航，所述机身定位系统对飞机在整个喷涂车间内进行定位，用于定位扫描飞机及周围环境进行初始地图建模，并发送至复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人进行位置偏移共享，所述复合防爆喷涂机器人和悬挂平台机器人协同完成对飞机的喷涂作业。 [0037] 上述技术方案中，所述吊篮控制系统为搭载喷涂控制系统的吊篮运转平台，在车间进行多方向移动，搭载第二喷涂机器人的喷涂机械手进行相应喷涂，并实时反馈运行速度和位置信息。 [0038] 具体地，所述吊篮控制系统为搭载喷涂控制系统的吊篮运转平台，可X、Y、Z方向进行移动，通过和复合防爆喷涂机器人定位扫描系统进行位置偏移共享，将位置坐标传送至吊篮控制系统，吊篮控制系统搭载第二喷涂机器人的喷涂机械手进行相应喷涂，通过专用软件可监控动作。 [0040] 上述技术方案中，所述吊篮控制系统包括机器人系统、气动控制系统、第二喷涂装置、旋杯控制系统和操作台控制系统； [0041] 所述机器人系统用于控制第二喷涂机器人，所述第二喷涂机器人安装在所述吊篮运转平台上，机器人示教器为防爆型，机器人系统采用防爆处理；所述第二喷涂装置安装在所述第二喷涂机器人上，根据所述操作台控制系统指令对飞机上部进行喷涂； [0042] 所述旋杯控制系统中旋杯采用Sames707旋杯，PPH 707SB溶剂型机器人静电旋杯；本发明采用PPH707 SB为一款专为静电喷涂应用而设计的内加电机器人静电旋杯，适用于溶剂型涂料。 [0043] 上述技术方案中，所述防爆AGV导航系统采用激光导航的方式为第一喷涂机器人及其他系统在飞机底座作为移动单元进行喷涂作业。 [0044] 上述技术方案中，第一喷涂机器人通过螺接安装于防爆AGV导航系统中AGV升降台的前端，所述第一喷涂装置安装在所述第一喷涂机器人上，根据防爆AGV控制系统指令用于对飞机底部进行喷涂作业。 [0045] 上述技术方案中，所述供气及过滤系统通过空压机螺接安装于AGV升降台的后部平台上,对喷涂系统所需的压缩空气的供给。 [0046] 上述技术方案中，所述涂装系统还包括逆变器，将防爆AGV导航系统搭载的电池的直流电源逆变成交流电源，用于给复合防爆喷涂机器人及其他设备进行供电。 [0047] 上述技术方案中，所述供漆系统固定安装在AGV升降平台上，与第一喷涂机器人和/或第二喷涂机器人进行升降协同，用于给整个喷涂系统进行供漆。 [0048] 上述技术方案中，所述供漆系统包括静电旋杯、精密压力调节阀和定量齿轮泵； [0049] 所述静电旋杯用于涂料的高质量喷涂； [0050] 所述精密压力调节阀，用于减小涂料在管路内的波动，使涂料流量平稳； [0051] 所述定量齿轮泵用于配合伺服电机，精确控制旋杯的喷涂量。 [0052] 如图2所示，本发明还提供了一种用于飞机涂装的涂装方法，所述方法包括[0053] 1、通过复合防爆喷涂机器人中的激光导航系统建立飞机跟喷房的初始地图信息； [0054] 通过示教的方式对复合防爆喷涂机器人及平台悬挂机器人进行提前的行走路径及喷涂动作的示教作业； [0055] 2、牵引车将飞机机送入喷房并停稳后(停在设定的区域范围内)，通过复合防爆机器人的导航及定位功能确定飞机在喷房内的位置及姿态； [0056] 3、将飞机在喷房内的位置及姿态传输给复合防爆机器人及悬挂平台喷涂机器人； [0057] 4、复合防爆机器人及悬挂平台机器人根据得到的位置及姿态信息调整并生产新的行走路径及喷涂动作； [0058] 5、复合防爆机器人系统及悬挂平台机器人系统共同作业，共同完成对飞机上部及下部进行喷涂作业。 [0059] 上述的本申请实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本申请的实施例也可表示在数据信号处理器中执行上述方法的程序代码。本申请也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列执行的多种功能。可根据本申请配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本申请揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展表示不同的程序语言与不同的格式或形式。也可表示不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本申请执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本申请的精神与范围。 [0060] 已经出于说明和描述的目的而呈现了本发明特定示例性实施方式的前述描述。并不旨在将其排除或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然地，鉴于以上教导，许多修饰和改变是可行的。选择并描述示例性实施方式以解释本发明的某些原理和它们的实际应用，以便使得本领域的其他技术人员能够制作或利用本发明各种示例性实施方式，及其各种替代物和修饰物。其目的是本发明的范围将由本发明所附的权利要求书及其等同物来定义。 [0061] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。 |
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