現代の工業生産において、スプレー操作は多くの製品の製造プロセスにおいて重要な役割を果たしています。技術の継続的な発展により、産業用6軸スプレーロボット徐々にスプレー分野の中心的な機器になりました。高精度、高効率、高い柔軟性を備え、スプレーの品質と生産効率を大幅に向上させます。この記事では、産業用 6 軸スプレー ロボットの関連技術について詳しく説明します。
2、 6軸構造と運動原理
（1） 6軸設計
産業用 6 軸スプレー ロボットは通常、6 つの回転ジョイントで構成され、それぞれが特定の軸の周りを回転できます。これら 6 つの軸は、ロボットのさまざまな方向の動きを担当し、ベースから始まり、エンドエフェクター (ノズル) に動きを順番に伝達します。この多軸設計により、ロボットは非常に高い柔軟性を備え、3 次元空間での複雑な軌道運動を実現して、さまざまな形状やサイズのワークピースの噴霧ニーズに対応できます。
（2） 運動学モデル
ロボットの動きを正確に制御するには、その運動学モデルを確立する必要があります。順運動学により、各ジョイントの角度値に基づいて空間内のエンドエフェクターの位置と方向を計算できます。一方、リバースキネマティクスは、エンドエフェクターターゲットの既知の位置と姿勢に基づいて各関節の角度を解決します。これはロボットの経路計画とプログラミングにとって重要であり、一般的に使用される解決方法には、ロボットの正確なスプレーのための理論的基礎を提供する分析手法や数値反復手法が含まれます。
3、スプレーシステム技術
（1） スプレーノズル技術
ノズルはスプレーロボットの重要なコンポーネントの 1 つです。最新のスプレー ロボット ノズルは、高精度の流量制御と霧化機能を備えています。たとえば、高度な空気圧または電気霧化技術により、コーティングを均一に小さな粒子に霧化して、コーティングの品質を保証できます。同時に、さまざまなスプレープロセスやコーティングの種類に応じてノズルを交換または調整して、多様な生産ニーズに対応できます。
（2）塗料の供給・配送システム
スプレー効果には、安定した塗料の供給と正確な塗布が不可欠です。塗料供給システムには塗料貯蔵タンク、圧力調整装置などが含まれています。正確な圧力制御と流量センサーにより、塗料が安定した流量でノズルに確実に供給されます。また、塗膜中の不純物による噴霧品質への影響を防ぎ、塗膜の均一性を維持するためには、塗膜の濾過や撹拌などにも配慮する必要があります。
4、 制御システム技術
（1） プログラミングとパス計画
プログラミング方法
産業用 6 軸スプレー ロボットにはさまざまなプログラミング方法があります。従来のデモンストレーション プログラミングでは、ロボットの動作を手動でガイドし、各関節の動作軌跡とパラメータを記録します。この方法はシンプルで直感的ですが、複雑な形状のワークピースの場合はプログラミング効率が低くなります。テクノロジーの発展に伴い、オフラインプログラミングテクノロジーは徐々に普及してきています。コンピューター支援設計 (CAD) およびコンピューター支援製造 (CAM) ソフトウェアを使用して、仮想環境でロボットの経路をプログラムおよび計画し、プログラミングの効率と精度を大幅に向上させます。
経路計画アルゴリズム
効率的で均一なスプレーを実現するために、経路計画アルゴリズムは制御システムの中核的な内容の 1 つです。一般的なパス プランニング アルゴリズムには、等距離パス プランニング、スパイラル パス プランニングなどが含まれます。これらのアルゴリズムでは、ワークピースの形状、スプレー幅、オーバーラップ率などの要素が考慮され、ワークピースの表面上のコーティングが均一に被覆されるようにします。ワークへの負担を軽減し、塗装の無駄を削減します。
（2） センサー技術とフィードバック制御
ビジョンセンサー
視覚センサーは以下の分野で広く使用されています。スプレー塗装ロボット。ワークの形状、サイズ、位置情報を取得して、ワークを識別して位置を特定できます。経路計画システムと組み合わせることで、視覚センサーがロボットの動作軌道をリアルタイムで調整し、スプレーの精度を確保できます。さらに、視覚センサーはコーティングの厚さと品質を検出することもでき、スプレープロセスの品質監視を実現します。
その他のセンサー
視覚センサーのほか、距離センサー、圧力センサーなども使用されます。距離センサーによりノズルとワーク間の距離をリアルタイムに監視できるため、噴霧距離の安定性が確保されます。圧力センサーは塗料供給システム内の圧力を監視してフィードバックを提供し、塗料供給の安定性を確保します。これらのセンサーと制御システムを組み合わせることで閉ループフィードバック制御が形成され、ロボットスプレーの精度と安定性が向上します。
5、セキュリティ技術
（1） 保護装置
産業用6軸スプレーロボット通常、包括的な保護装置が装備されています。たとえば、ロボットの周囲に安全柵を設置し、ロボットの走行中に人が危険な領域に入らないようにします。フェンスにはセーフティライトカーテンなどが設置されています。人員がライトカーテンに接触すると、ロボットは直ちに動作を停止し、人の安全を確保します。
（2） 電気安全・防爆設計
スプレー作業中に可燃性および爆発性の塗料やガスが発生する可能性があるため、ロボットの電気システムには優れた防爆性能が必要です。電気スパークによる安全事故を防ぐため、防爆モーター、密閉型電気制御盤、ロボットの接地・静電気除去対策などの厳しい要件を採用しています。
産業用6軸噴霧ロボットの技術は、機械構造、噴霧システム、制御システム、安全技術など多岐にわたります。工業生産におけるスプレーの品質と効率の要件が継続的に改善されるにつれて、これらの技術も継続的に開発され、革新されています。将来的には、よりスマートな経路計画アルゴリズム、より正確なセンサー技術、より安全で信頼性の高い保護手段など、スプレー業界の発展をさらに促進する、より高度なロボット技術が期待できます。
投稿日時: 2024 年 11 月 13 日
