基于图形识别的喷涂机器人开发开题报告(编辑修改稿)

基于图形识别的喷涂机器人开发开题报告(编辑修改稿)内容摘要：

线作业 ， 这三点是研究的主要方向和重点。 1 驱动平台的搭建 根据工件喷涂的作业要求，选用具有五轴驱动功能的结构。 其中构成笛卡尔直角坐标系的 X 轴、 Y 轴和 Z 轴的选用直线运动单元； R 轴和 P 轴采用关节型旋转运动单元，五轴运动互不干涉。 这样的结构布局，既能满足机器人跟踪悬挂生产线作业的需求，同时又具备遍历各种工件的表面的喷涂能力，为多轴联合驱动的控制系统设计提供了必要条件。 平台器件选型 控制器选型：依托现有平台的布局和期望实现的 功能，初步选用国产 中小 型 PLC 作为控制器，具有精确定位功能，能与执行器件配合实现定位喷涂工作。 执行器选型：为实现精确控制和定位，喷涂机器人初选用五轴伺服电机，根据各轴向机构负载和动态响应特性设计，选用不同功率的电机。 其中， X 轴向垂直布局，因此选用了带刹车的电机，防止坠落危险。 此外，考虑适当选用国外知名品牌传感器，配合执行器定位，提高控制精度，并实现极限位置保护。 电气设计： 电气设计部分主要考虑 系统的模块化性能以及可替代性等因素，故对在系统的搭建中进行详细模块化分割。 具体如下图 1， 5 图 1 电气 设计系统图 供电电路部分主要提供 220V 交流电和 24V 直流电，其中 24V 直流电由 220V 交流电经交流转直流模块输出后得到。 220V 交流电主要作为五轴驱动器、线体变频器、 PLC 以及各个电机的电源， 24V 直流电则主要为图形识别电路、传感器、编码器、译码模块以及继电器等提供电源。 具体如下 图 2， 图 2 供电电路组成图 在供电电路的主支路以及重要用电器电源线路之间加入熔断器。 空气开关等是该项目电路设计中保护模块的主要采用方式。 同时在主线路中加入急停开关，在电路中加入报警电路等也是保护电路中的一部分，在整体设计 中有一定的体现。 在控制电路中，主要使用 24V 直流电作为电源。 输入主要由图形识别电路，传感器信号线路，手动开关线路，驱动器反馈线路，电机反馈线路，译码模块反馈线路等构成。 在输出方面则主要为驱动器、五轴电机、变频器等提供控制信号。 具体如下图 3， 6 图 3 控制电路组成图 同时为了使 24V 直流电供电部分和 220V 交流电供电部分降低干扰，本项目对布线箱做了合理有效的规划。 2 单片机控制系统 根据工业现场的要求，对于所喷涂的工件形状具有未知性。 所以需要在工件进入喷涂车间之前进行工件形状的检测，从而才能对 喷涂机器人平台的运行轨迹做出相应的规划，得到较好的喷涂效果。 故在机器人驱动平台之前，需要一套针对喷涂机器人图形采样的光栅控制系统。 系统由光电传感器构成的光栅控制电路进行样本采集，对采集的信号进行相对应的识别处理，完成对喷涂机器人轨迹的规划，进而输出控制信号来控制相应喷涂机器人的运行。 该控制系统硬件部分主要包括： 电源模块、控制模块、通讯模块、测试模块以及传感器模块。 控制系统的技术方案大致为：电源模块由总供电电路中交流转直流单元得到稳压直流12V 电压，经过转换将电压降到 5V 或 ，作为控制电路、传感器 电路等各个模块的工作电源。 图形采样功能由光电传感器构成的光栅电路完成。 光栅电路在主 CPU 控制下工作，并将采集到的图形信息通过编码方式传入控制模块的主 CPU。 控制模块对所得数据进行解析，还原途径光栅的工件形状，规划对应该形状的最优喷涂路径，并将所得的控制信号通信给喷涂机器人驱动平台主控制器。