[发明专利]一种适用于航天器小批量零部件热控涂层机械臂涂装系统

说明书

技术领域

本发明涉及航天器制造技术领域，具体涉及一种适用于航天器小批量零部件热控涂层机械臂涂装系统。

背景技术

在我国大力发展航天的时代背景下，应用工业机械臂进行自动化生产，对企业生产模式转型升级、装备先进制造能力提升具有十分重要的意义和价值。与人工喷涂相比，机械臂喷涂有以下优点：

1)各项数据的量化控制和对量化参数的可执行性，可以实现精细化控制，提高产品质量；

2)对于相近尺寸结构板以及批量产品的喷涂，重复精度高，并提高喷涂效率；

3)热控涂层中含有大量的二甲苯、乙酸丁酯等有机溶剂，机械臂喷涂可以减轻对操作人员职业伤害、改善劳动环境、降低劳动强度。

目前，传统汽车、家电制造行业已有自动化涂装生产线，但只能为某一类结构相同的零部件大批量涂装生产提供技术服务。与传统行业不同，航天产品制造具有结构复杂、小批量、多品种、性能指标要求高等特点，并且热控涂料价格昂贵，所以传统的机械臂涂装系统不能适用于航天器零部件表面小批量、多漆种热控涂层的喷涂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于航天器小批量零部件热控涂层机械臂涂装系统，该系统灵活、省漆，可以实时监测涂料量，对喷涂机械臂进行离线控制，并且可以检测涂层喷涂后的外观状态，是否有漏喷、瑕疵现象。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于航天器小批量零部件热控涂层机械臂涂装系统，该系统包括机械臂本体系统、供漆喷漆系统、工艺控制系统、供气系统、离线轨迹优化系统、视觉检测系统、工件变位系统；所述械臂本体系统包括六轴机械臂以及与六轴机械臂电性连接的机械臂控制柜，为喷涂设备的载体，并且可以进行六自由度的旋转，提高喷漆灵活性；六轴机械臂采用中空手臂和柔性中空手腕，使得供漆管、线缆内置，从而减少管道表面附着漆雾；所述供漆喷漆系统包括通过输送管路连接的自动空气喷枪和1～2L压力罐，且所述输送管路与自动空气喷枪之间安装有涂料稳压器，在工艺控制系统下实现油漆的供给、传输；所述1～2L压力罐放置在机械臂本体系统下端，尽可能缩短供漆管路，达到省漆的目的。压力罐可以灵活更换，可以实现多漆种之间迅速更换，所述工艺控制系统用于对供气系统和供漆喷漆系统进行协调控制；所述供气系统为供漆喷漆系统提供气源；所述离线轨迹优化系统基于三维模型生成运动路径，具有路径优化分析功能；所述视觉检测系统用于检测涂层喷涂后的外观状态，是否有漏喷、瑕疵现象；所述工件变位系统配合机械臂本体系统，通过旋转功能精确控制喷涂工件的位置及姿态。

优选地，所述工艺控制系统包括激光测距防碰撞装置、涂料量实时监测与预警装置、气源监测与预警装置、喷房与机械臂安全互锁装置、机械臂路径控制装置以及喷涂工艺参数控制装置。

优选地，所述激光测距防碰撞装置通过激光对自动空气喷枪和待喷涂零件表面进行测距，避免出现碰撞现象；所述涂料量实时监测与预警装置通过电子称重方式实时监测压力罐内涂料含量，并设置下限值，当重量显示低于下限值时，会发出警报，并同时进行急停控制；所述气源监测与预警装置通过压力实时监测气源压力，当压力低于0.6Mpa时，会发出警报，并同时进行急停控制；所述喷房与机械臂安全互锁装置通过继电器、接触器的触点实现互锁，确保人员安全。

优选地，所述供气系统对供漆喷漆系统进行提供的气源为纯度99.99％普通氮气，压力大于0.6Mpa。

优选地，所述视觉检测系统，由硬件系统和软件系统组成，其中硬件系统包括照明光源、线缆、工业摄像机、采集卡、计算机等，光源和摄像机安装在机械臂的末端，依靠机械臂的运动完成不同位置图像的采集，送入工业计算机进行后续处理；软件系统包括图像处理、缺陷检测等程序，用于检测涂层喷涂后的外观状态，是否有漏喷、瑕疵现象。

优选地，所述工件变位系统通过转台及运输小车，精确控制喷涂工件的位置及姿态，根据产品喷涂状况，通过旋转工件，对工件进行全方位、无死角喷涂，控制涂层的喷涂控制精度，提高产品涂层的喷涂质量。

与现有技术相比，具有以下有益效果：

该系统灵活、省漆，对喷涂机械臂进行离线控制，可以实时掌握喷涂状态，并且具有检测涂层喷涂后的外观状态，是否有漏喷、瑕疵现象。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例一种适用于航天器小批量零部件热控涂层机械臂涂装系统的系统框图。

具体实施方式