一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法及装置与流程

本发明涉及喷涂设备，尤其是涉及一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法及装置。

背景技术：

1、喷涂机器人是一种用于自动喷涂作业的工业机器人，一般包括可移动的底盘、设于底盘上的多自由度机械臂以及设于机械臂末端的喷枪，可沿预设路径在工件表面喷涂涂料。

2、喷涂机器人需沿工件表面移动喷涂，漆膜需干燥后方可进入下一工序。现有喷涂用空压机多固定安装于车间，经长管路与喷涂机器人连接，独立运行，且与喷涂机器人互不通信。

3、针对上述中的相关技术，现有空压机体积大、不便移动，难以跟随在不同工位间移动的喷涂机器人就近布置；且空压机与机器人相互独立，不能随机器人工作状态实时调节运行参数，管路长度变化易引起供气压力波动，影响喷涂质量；喷涂后漆膜还需另配风干设备，效率较低。

技术实现思路

1、为了提高喷涂效率，本发明提供一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法及装置。

2、第一方面，本发明提供一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法，采用如下的技术方案：

3、一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法，包括：

4、s1：采集喷涂环境，并基于预设的目标绘制图形以及预设的喷涂尺寸确定喷涂机器人的喷涂路径以及配合喷涂路径的喷涂行走路径；

5、s2：根据喷涂行走路径以及预设的稳压距离范围，匹配空压机跟随喷涂机器人的同步跟随范围；

6、s3：将喷涂机器人已经完成喷涂工作的区域记录为喷涂完成区域，并基于喷涂机器人的喷涂位置以及预设的喷涂影响范围确定当前喷涂范围；

7、s4：调取空压机的冷却风出口的冷却风角度和冷却风方向，在同步跟随范围内，筛选出能够吹向喷涂完成区域的第一风干角度范围；

8、s5：在第一风干角度范围的基础上筛选出能够吹向当前喷涂范围的第二风干角度范围，计算第一风干角度范围减去第二风干角度范围的第三风干角度范围；

9、s6：基于第三风干角度范围以及同步跟随范围规划空压机的同步跟随路径。

10、通过采用上述技术方案，通过规划喷涂路径和行走路径，匹配空压机同步跟随范围，并将冷却风角度划分为能吹向喷涂完成区域的第一角度范围和能吹向当前喷涂范围的第二角度范围，取差值得到第三风干角度范围，使空压机在跟随过程中冷却风始终避开当前喷涂范围、吹向喷涂完成区域，解决了空压机固定供气、冷却风随意排放的问题。

11、可选的，还包括：

12、s21：调取当前喷涂点位的漆膜厚度以及调取漆料信息；

13、s22：基于漆料信息、漆膜厚度以及预设的基础安全距离，计算并匹配得到动态稳压距离；

14、s23：以动态稳压距离更新稳压距离范围；

15、s24：以更新后的稳压距离范围重新匹配空压机与喷涂机器人的同步跟随范围；

16、s25：根据更新后的同步跟随范围，重新计算第三风干角度范围。

17、通过采用上述技术方案，通过漆膜厚度和漆料信息计算动态稳压距离并更新同步跟随范围，使空压机与喷涂机器人之间的跟随距离能够根据漆膜和漆料特性实时调整，解决了固定稳压距离无法适应不同漆膜和漆料的问题，提高了供气稳定性和喷涂质量的适应性。

18、可选的，还包括：

19、s31：调取空压机的供气位置，并采集环境温湿度以及空压机的冷却风出口温湿度；

20、s32：计算各冷却风角度下的有效角度范围，并筛选出有效角度范围最大时的覆盖角度；

21、s33：根据环境温湿度、漆料信息和漆膜厚度匹配每个位置的目标晾干时长；

22、s34：计算各位置与供气位置之间的连接距离，并结合环境温湿度、漆料信息和漆膜厚度匹配每个位置的实际晾干时长；

23、s35：计算目标晾干时长与实际晾干时长的时长差值，并筛选得到时长差值最大的待晾干位置；

24、s36：在第三风干角度范围内，优先以覆盖角度对喷涂完成区域先进行吹风，再以待晾干位置进行吹风。

25、通过采用上述技术方案，通过计算各冷却风角度下的有效角度范围，筛选覆盖角度最大的出风角度，并根据晾干时长差值筛选待晾干位置，在第三风干角度范围内先整体吹风、再重点吹风，解决了冷却风分配不合理导致部分区域干燥不足的问题，提高了风干效率和均匀性。

26、可选的，还包括：

27、s41：采集自然风的自然风信息；

28、s42：记录各位置在喷涂完成时的喷涂完成时刻；

29、s43：基于环境温湿度、喷涂完成时刻以及自然风信息实时计算自然风对各位置的风干贡献时长；

30、s44：将实际晾干时长与风干贡献时长进行叠加得到总风干时长；

31、s45：实时计算目标晾干时长减去总风干时长的需求时长，以需求时长修正时长差值；

32、s46：当总风干时长不小于目标晾干时长时，将匹配的喷涂位置判定为晾干区域，并将晾干区域剔除在喷涂完成区域之外。

33、通过采用上述技术方案，通过采集自然风信息计算自然风对各位置的风干贡献时长，将实际晾干时长与风干贡献时长叠加得到总风干时长，达到目标晾干时长时将对应位置判定为晾干区域并剔除，避免了已有自然风干效果的区域被重复吹风，解决了冷却风浪费和干燥不均匀的问题。

34、可选的，还包括：

35、s51：从自然风信息中调取自然风向以及自然风速；

36、s52：当自然风速大于预设的基准风速阈值时，判定自然风会对空压机的冷却风进行搅动，并基于冷却风角度和冷却风方向，结合自然风速计算得到自然风对冷却风的气流偏移量；

37、s53：以气流偏移量对第一风干角度范围进行修正，并得到修正后的第三风干角度范围；

38、s54：以修正后的第三风干角度范围调整空压机的出风方向。

39、通过采用上述技术方案，通过计算自然风对冷却风的气流偏移量并修正第三风干角度范围，使冷却风在自然风扰动下仍能准确吹向喷涂完成区域并避开当前喷涂范围，解决了自然风导致冷却风偏离预定方向、无法准确风干的问题。

40、可选的，还包括：

41、s61：当自然风速大于预设的挡风阈值时，基于自然风向和喷涂位置匹配喷涂机器人的挡风位置；

42、s62：控制喷涂机器人移动至挡风位置并展开预设的挡风板；

43、s63：根据当前喷涂范围和喷涂完成区域进行分析匹配得到挡风板的挡风引导角度；

44、s64：当自然风速小于预设的影响风速阈值时，配合冷却风修正自然风。

45、通过采用上述技术方案，通过在自然风速超过挡风阈值时展开挡风板阻挡自然风，在自然风速较小时利用冷却风改变自然风方向并将其引导至喷涂完成区域辅助风干，解决了自然风干扰喷涂作业的问题，同时将自然风转化为辅助干燥的动力。

46、可选的，还包括：

47、s71：调取空压机的吹风高度，并基于喷涂环境得到目标高度；

48、s72：计算吹风高度与目标高度的高度差，并基于高度差计算预设的摆页的俯仰摆动角度；

49、s73：根据自然风信息以及第三风干角度范围确定摆页的水平摇摆角度；

50、s74：以俯仰摆动角度和水平摇摆角度输出冷却风；

51、s75：计算自然风速与预设的基准冷却风速的风速差；

52、s76：当风速差不大于预设的调节差值时，动态调节摆页的摆动速度以影响自然风。

53、通过采用上述技术方案，通过计算空压机吹风高度与目标高度的高度差确定摆页俯仰角度，根据自然风信息和第三风干角度范围确定水平摇摆角度，使冷却风能够根据喷涂区域的高度和方位进行双向调节，解决了固定出风方向无法覆盖不同高度和方位喷涂区域的问题，提高了冷却风的覆盖能力。

54、可选的，还包括：

55、s81：调取喷涂机器人的移动速度以及机械臂的摆臂参数；

56、s82：基于移动速度和摆臂参数，计算涂料喷出后在空中的漆雾偏移角度；

57、s83：基于漆雾偏移角度，匹配空压机与喷涂机器人之间的目标间距；

58、s84：根据目标间距，计算空压机吹向喷涂位置的补偿气流风速；

59、s85：控制空压机的冷却风角度指向喷涂位置，并以补偿气流抵消漆雾偏移。

60、通过采用上述技术方案，通过计算机器人移动和机械臂摆臂引起的漆雾偏移角度，匹配目标间距并计算补偿气流风速，以冷却风补偿气流抵消漆雾偏移，解决了喷涂机器人在移动喷涂过程中漆雾落点偏移的问题，提高了喷涂精度。

61、可选的，当空压机需要为多个喷涂机器人供气时的步骤包括：

62、s91：调取各喷涂机器人的喷涂范围、喷涂进度和用气需求；

63、s92：比较所有喷涂机器人的喷涂范围，并筛选出喷涂范围最大的喷涂机器人作为优先机器人；

64、s93：控制空压机在优先机器人的同步跟随范围内移动，使空压机与优先机器人之间的距离保持在稳压距离范围内；

65、s94：调取空压机位于所有喷涂机器人的供气位置，匹配除优先机器人以外的机器人的工作范围区间；

66、s95：当喷涂范围最大的喷涂机器人的喷涂进度完成或用气需求降低时，动态切换优先机器人。

67、通过采用上述技术方案，通过筛选喷涂范围最大的机器人作为优先机器人，控制空压机优先跟随并保持在稳压距离范围内，当优先机器人喷涂完成或用气需求降低时动态切换优先机器人，解决了单台空压机为多台机器人供气时供气优先级不明确的问题，使空压机优先保障喷涂范围最大的机器人。

68、第二方面，本技术提供一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机装置，采用如下的技术方案：

69、一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机装置，采用上述的一种应用于喷涂机器人的螺杆空压机的控制方法进行控制，包括壳体、架设于壳体顶部的支撑座、设置于支撑座上的螺杆压缩主机、设置于支撑座上且用于驱使螺杆压缩主机的驱动电机以及设置于支撑座上且用于为螺杆压缩主机进行冷却降温的冷却机构；

70、所述壳体的底部设置有移动滚轮，所述壳体的顶部设置有拉手。

71、通过采用上述技术方案，通过将螺杆压缩主机、驱动电机和冷却机构集成于壳体内，底部设置移动滚轮，顶部设置拉手，使空压机具备便携移动能力，能够跟随喷涂机器人移动供气，解决了传统空压机体积大、重量重、移动不便的问题。

72、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

73、通过规划喷涂路径和行走路径，匹配空压机同步跟随范围，并将冷却风角度划分为能吹向喷涂完成区域的第一角度范围和能吹向当前喷涂范围的第二角度范围，取差值得到第三风干角度范围，使空压机在跟随过程中冷却风始终避开当前喷涂范围、吹向喷涂完成区域，解决了空压机固定供气、冷却风随意排放的问题；

74、通过计算自然风对冷却风的气流偏移量并修正第三风干角度范围，使冷却风在自然风扰动下仍能准确吹向喷涂完成区域并避开当前喷涂范围，解决了自然风导致冷却风偏离预定方向、无法准确风干的问题；

75、通过筛选喷涂范围最大的机器人作为优先机器人，控制空压机优先跟随并保持在稳压距离范围内，当优先机器人喷涂完成或用气需求降低时动态切换优先机器人，解决了单台空压机为多台机器人供气时供气优先级不明确的问题，使空压机优先保障喷涂范围最大的机器人。