談噴涂機器人安全保護

現代汽車工業的迅速發展帶來汽車型號的迅速變化和車體設計的不斷調整，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。采用機器人來代替噴涂機械，進行工件表面的自動噴涂，由機器人控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離，通過專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理，確定噴槍的移動路徑和相應的噴涂參數。機器人全自動噴涂生產線實現了精確噴涂和環保涂裝。如果發生起機器人碰撞，將會造成很嚴重的經濟損失。
1、機器人碰撞的分類
綜合目前現場遇到的機器人碰撞事件主要分為以下幾種類型：
（1）機器人本體之間的相互碰撞
（2）機器人與噴漆室室體之間的碰撞

（3）機器人與待噴涂物之間的碰撞
2、碰撞原因分析
（1）機器人本體之間的碰撞。
此種碰撞一般較為少見。在噴涂機器人進行新車型導入的時候會伴有此種情況的發生。發生碰撞的原因也比較簡單。即在進行新的車型仿型示教時，噴涂動作路徑的不合理設置。
（2）機器人與噴漆室室體之間的碰撞。
此種碰撞與前一種碰撞類似，發生原因基本一致。
（3）機器人與待噴涂物之間的碰撞。
此種碰撞是機器人靜電噴涂系統之中最為常見的一種。導致此類碰撞發生的原因主要是以下幾點：
3、仿型示教的動作路徑設置偏差。
（1）機器人在新車型導入時一般是現在仿型示教軟件上按照現場實際機器人的位置進行建模并將新車型的數模導入到工程文件里面進行離線模擬。之后，將仿型示教程序導入至現場的各個機器人控制柜中。手動運行動作，按照實際車身的位置進行微調。如果微調量較大并且未能進行有效驗證。那么就會產生機器人自動動作時碰撞。
（2）待噴涂物形狀發生較大形變。
機器人在現場自動噴涂的過程中按照仿型示教的動作路徑進行自動執行。而當待噴涂物發生較為嚴重的形變時，機器人無法自動識別待噴涂物的實際狀態，依然按照原來的動作路徑運行。碰撞因此產生。
（3）待噴涂物位置產生較為嚴重的偏差。
噴涂機器人系統有著自己特定的位置跟蹤系統。當待噴涂物實際位置與機器人反饋位置出現偏差時，機器人依然按照設定好的位置運行。這樣就會導致機器人與待噴涂物發生干涉。就海馬轎車有限公司涂裝車間現場實際情況（載著車身的滑撬在雙鏈上面依靠摩擦力保證滑撬與雙鏈同步運行）分析，待噴涂物產生位置偏差的原因主要有以下幾個方面：
1、滑撬與雙鏈的護板存在較為嚴重的摩擦，導致滑撬與雙鏈之間出現相對運動，偏差由此產生。此種問題的出現一方面是雙鏈的護板發生形變下垂，另一方面則是滑撬發生變形再與蓋板發生干涉卡死。雙鏈護板阻擋滑撬的前行。
2、雙鏈本身運轉不平穩，存在爬行的情況。這樣也會使滑撬與雙鏈之間存在相對運動。
3、位置跟蹤系統出現偏差。機器人本體接收到的位置信號出現誤差。機器人接收工件位置信息是依靠雙鏈驅動輪帶動編碼器齒輪，從而編碼器發出脈沖信號傳送給機器人進行位置數據的計數。當編碼器出現計數偏差時必然導致機器人接收的位置數據的偏差。
4、預防性措施
針對不同的碰撞情況，在采取預防性措施時，會有較大的差別。下面我們針對不同的碰撞情況進行逐一分析。
首先，對于機器人本體之間的相互碰撞以及機器人與噴漆室室體的碰撞來說，主要通過以下兩種方式來避免。第一，設置防撞檢測。在機器進行仿型示教時，以每臺機器人為中心設置一個防撞區。如下圖所示：　當機器人在進行正常作業時，以1號機器人為中心的A區是不允許2號機器人動作的，這樣就可以避免機器人本體之間的相互碰撞。第二，機器人各個軸的轉動是通過伺服電機來完成的。當機器人發生碰撞之后各軸的脈沖反饋值出現異常，機器人立即產生干涉報警，防止更為嚴重的碰撞事件發生。
其次，對于機器人與工件之間的碰撞來說，預防措施較多。第一，控制工件發生嚴重形變。增加多重檢測，對于容易發生形變的位置進行專業檢測。一旦發生形變立即產生報警以便于提醒現場人員進行處理。在涂裝車間我們目前采用的檢測手段主要有：后背門防撞檢測。車門開度檢測等。第二，從防止工件位置出現偏差入手。具體到涂裝的轎車生產線來說，將雙鏈的蓋板位置加高，防止出現摩擦。加強對鏈條的檢查及保養，保證鏈條處于較為平穩的運行狀態。對于編碼器的脈沖來說，采取編碼器防波動措施。在硬件位置無法改變的前提下，通過軟件控制（增加脈沖鎖存）來達到編碼器脈沖穩定的效果，進一步保證雙鏈與滑撬之間處于同步運行狀態。
機器人靜電噴涂系統較為復雜，成本投入較大。隨著工業機器人的廣泛應用，只有在保證設備安全的前提下才能使其發揮更大的作用。不同的現場有著不同的安全防范措施，只有適時適地的保護才會起到作用。