CN104941851A - 清洗机器人***及清洗方法和涂装机器人***及涂装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术，尤其涉及一种用于机器设备的清洗机器人***和涂装机器人***。清洗机器人***和在清洗过程中，控制被清洗的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中活动装配的两个部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。

Description

清洗机器人***及清洗方法和涂装机器人***及涂装方法

技术领域

本发明涉及机器人，尤其涉及一种机器设备的清洗机器人***及清洗方法，和机器设备的涂装机器人***及涂装方法 

背景技术

涂装是机器设备产品的表面加工工艺中的一个常见环节，一般包括表面处理、涂装和固化处理等步骤。现有涂装工艺中，一般采用水洗方式（药品、液体等）进行表面处理，采用喷涂方式进行涂装，采用热风烘干室进行最后的干燥固化处理，且整个涂装工艺可以实现自动化或者半自动化。 

在涂装过程中，提高涂装质量和效率，是需要考虑的两个主要问题。 

表面处理的清洗质量和效率，也是影响涂装质量和效率的重要因素。 

发明内容

本发明为提高机器设备的表面处理质量和效率，提供一种清洗机器设备的机器人***和清洗控制方法，以及一种涂装机器设备的机器人***和涂装控制方法。 

为此，根据本发明实施方式针对机器设备清洗技术的改进，一方面提供一种机器设备的清洗机器人***，包括： 

清洗机器人； 

清洗剂喷枪，安装在清洗机器人手腕部前端； 

清洗机，其清洗剂出口通过清洗剂输送管线连通所述清洗剂喷枪；以及 

清洗***控制器，控制所述清洗机和清洗机器人协调工作，其中在清洗机器设备的过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中任 意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

根据上述实施方式，在清洗机器设备的过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中活动装配的两个部件之间在单一姿态下被遮挡的表面，可以提高清洁度和清洁效率。 

进而，本发明实施方式的另一方面所述控制所述的机器设备变换姿态时，针对每两个活动装配的部件，控制两个部件之间的至少一个运动到二者之间相对的每一个极限位置。进一步保证清洁度和清洁效率。 

如果应用干冰清洗工业机器人，则工业机器人可以受控自主变换姿态，可以获得更好的应用效果。 

基于此，本发明实施方式的再一方面提供一种机器设备的清洗控制方法，包括采用清洗剂清洗所述的机器设备，在清洗过程中，使所述的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

根据本发明实施方式针对涂装技术的改进，一方面提供一种机器设备的涂装机器人***，包括： 

涂装机器人； 

涂料喷枪，安装在涂装机器人手腕部前端； 

涂装机，其涂料出口通过涂料输送管线连通所述涂料喷枪；以及 

涂装***控制器，控制所述的涂装机和涂装机器人协调工作，其中在涂装过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以涂装所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

根据上述实施方式，在涂装机器设备的过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以涂装所述的机器设备中任何两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面，可以提高涂装质量和涂装效率。 

进而，本发明实施方式的另一方面，所述控制所述的机器设备变换姿态时，针对每两个活动装配的部件，控制两个部件之间的至少一个运动到二者之间相 对的每一个极限位置。进一步保证涂装质量和涂装效率。 

如果应用在涂装工业机器人中，则工业机器人可以受控自主变换姿态，可以获得更好的应用效果。 

本发明实施方式的再一方面，提供一种机器设备的涂装控制方法，包括采用涂料涂装所述的机器设备，在涂装过程中，使所述的机器设备变换姿态，以涂装所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

综上所述，本发明实施例提供的清洗机器人***和涂装机器人***，可以很好的提高机器设备的表面处理质量和效率。尤其应用在处理工业机器人时效果显著。 

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种涂装***的俯视结构示意图； 

图2为采用本发明实施例一提供的涂装方法对一个机器设备进行涂装的工艺流程示意图； 

图3为本发明实施例二提供的一种涂装***的俯视结构示意图； 

图4为本发明实施例三中一个具有多臂节结构特点的6自由度的工业机器人***的结构示意图； 

图5a为本发明实施例三中提供的一个干冰清洗机器人***的结构示意图； 

图5b和图5c分别为清洗***控制装置的两种具体结构示意图； 

图6a为本发明实施例三中提供的一个涂装机器人***的结构示意图； 

图6b为图6a中位于虚线圆圈中部分结构的放大示意图； 

图6c和图6d分别为涂装***控制装置的两种具体结构示意图； 

图7为本发明实施例三提供的一种涂装控制***的原理示意图； 

图8为发明实施例三中提供的喷涂工业机器人的示意图； 

图9a和图9b为发明实施例三中提供的一种用于悬挂机器人控制器线缆的 支架结构示意图； 

图10为发明实施例三中提供的一种清洗控制流程示意图； 

图11为发明实施例三中提供的一种涂装控制流程示意图。 

附图标记列表： 

涂装***：1、1， 

干冰清洗室10              干冰清洗***11 

升温室20                  室内装置211           室外装置212 

下涂装室31                下涂装***311 

上涂装室32                上涂装***321 

干燥室40 

运送装置50                行进装置51，511～515 

机器设备60，601～605 

工业机器人401             缆线402               机器人控制器403 

清洗机器人501             干冰喷枪502           干冰输送管线503 

清洗***控制装置505 

涂装机器人601             涂料喷枪602           涂料输送管线603 

涂装***控制装置605 

运输控制器701             清洗***控制器702     清洗机控制器7021 

机器人控制器7031、7032、7033、5053、6053 

升温室控制器704 

下涂装***控制器705       上涂装***控制器706   涂装机控制器7051、7061 

排风***控制器7052、7062 

具体实施方式

本发明实施例在保证机器设备涂装质量的前提下，提供一种更高效率的涂装方法和***，下面参照附图，以不同实施例分别详细地说明本发明的实施方式。 

实施例一 

如图1所示，为本发明实施例一提供的一种涂装***1俯视结构示意图，涂装***1包括： 

干冰清洗室10，以及位于干冰清洗室中的干冰清洗***11，干冰清洗***11使用干冰清洗待涂装的机器设备60。 

升温室20和保温装置，保温装置用以调整升温室20的温度，使得待涂装的机器设备60处于升温室中时，表面温度回升到进行涂装所需的温度范围内；保温装置一般包括室内装置211和室外装置212，保温装置为采用电、天然气、蒸汽等热源形成的热循环供暖设备，由室内供暖管道和室外机组成，升温室20的工作原理和干燥炉工作原理完全一样，升温室20由保温装置保持一定的室内温度，机器设备60在升温室20中，表面温度自然回升至所需的温度范围。保温装置可以受控调整工作状态以改变升温室所需的温度。 

下涂装室31，以及位于下涂装室31中的下涂装***311，利用下涂装***311可以在下涂装室31中对待涂装的机器设备60进行底漆涂装。下涂装室31还可以加装排气机构，以排放涂装过程中产生的涂料粉尘和味道。 

上涂装室32，以及位于上涂装室32中的上涂装***321，利用上涂装***321可以在上涂装室32中对待涂装的机器设备60进行面漆涂装。下涂装室31也还可以加装排气机构，以排放涂装过程中产生的涂料粉尘和味道。 

干燥室40，用以对涂装后的机器设备60进行干燥固化处理。机器设备60可以在干燥室40中自然干燥，干燥室40中也可以为提高干燥处理效率，配置和升温室20中类似的保温装置。 

运送装置50，以及架设在运送装置50上的行进装置51，运送装置50被装配为依次经过干冰清洗室10、升温室20、下涂装室31、上涂装室32和干燥室40，待涂装的机器设备可以被装载在行进装置51上，行进装置51在运送装置50上沿图示中的X方向行进，依次将待涂装的机器设备通过干冰清洗室10、升温室20、下涂装室31、上涂装室32和干燥室40进行处理。 

在图1所示涂装***1中，干冰清洗室10、升温室20、下涂装室31、上涂装室32和干燥室40分别具有三面墙体和上顶棚，且升温室20和干燥室40一般还需要设置前面的墙体（图中未绘制）以保持室内温度，其他各室前面的墙体可以根据需要考虑是否设置，或者可以设置为玻璃墙体以便观察各个室内的作业情况。各室之间通过运送装置50连通，相邻两室之间可以设置门或遮板进行隔离，门或遮板的大小可供载有机器设备60的行进装置51无障碍穿行，开闭操作可由人工执行或者自动控制。 

仍如图1所示，运送装置50可以形成环形运送装置，行进装置51将机器设备60运出干燥室40后，可以在室外划定的作业区域内进行后续包装等处理工序，然后继续行进回清洗室10外以装载下一个需要涂装的机器设备，往复循环作业。 

如果只需涂装一层涂料，则下涂装室31和上涂装室32可以合并设置为一个，如果还需要更多道涂装工序，则可以根据工序要求增加涂装室的数量。如果某相邻两道涂装工序之间需要干燥处理，则可以在相邻涂装室之间再增加干燥室。如此等等需求，本领域技术人员都可以根据实施例一中已经公开的内容方便实现，且都在本发明所要求的保护范围内。 

需要说明的是，本发明具体实施方式中，图1中的运送装置50并非必须的，也可以利用不需要运送装置的小车等运输机器设备。 

如图2所示，为采用本发明实施例一提供的涂装方法对一个机器设备进行涂装的工艺流程示意图，待涂装的机器设备60被载于行进装置51上，依次经过干冰清洗室10、升温室20、下涂装室31、上涂装室32和干燥室40，依照图2所示步骤依次进行如下处理： 

S201、在干冰清洗室10中用干冰清洗待涂装的机器设备60； 

S202、在升温室20中对待涂装的机器设备进行升温处理，使待涂装的机器设备60表面温度回升到进行涂装所需的温度范围内； 

S203、在下涂装室31中用底漆涂料对待涂装的机器设备60进行下涂装； 

S204、在上涂装室32中用面漆涂料对待涂装的机器设备60进行上涂装； 

S205、在干燥室40中对涂装后的机器设备60进行干燥固化处理。 

步骤S201对机器设备进行涂装前的表面清洁处理，干冰是较好的一种表面清洁剂。由于不同的物质在温差中具有不同收缩速度，通过高压空气将低温颗粒状的干冰粒喷射到需要涂装的机器设备表面，低温干冰粒由于表面温度急剧下降产生热收缩导致附着物变脆，同时体积增大750倍，从而使附着物脱落，可以有效去除机器设备表面粘结的油污、油漆、油墨、黏合剂、积碳、沥青、表层锈污、焊接熔渣等污垢。和其他水清洁等表面处理方式相比，清洁度和清洁效率都较高。为保证涂料的附着性，进行涂装的机器设备表面需要达到的一定温度，干冰清洗时使用的颗粒状干冰的温度一般在零下几十度，例如-78摄氏度左右，造成清洗后的机器设备表面温度过低，无法直接进行下一步的涂装，在本发明实施例中，采用了步骤S202解决了这一问题。其中，干冰不仅可为粒状，还可为粉状。当被涂装的机器设备的材料比较容易刮伤时，优选使用粉状干冰。 

步骤S202对干冰清洁过的机器设备进行升温处理，例如使机器设备的表面温度回升至50度～65度之间，较好的温度为53度、55度或58度左右等。这个温度范围可以根据不同涂料的工艺要求以及不同的机器设备来确定，50度～65度仅仅是一个示例。在升温过程中，残留在机器设备表面的干冰也随温度升高而升华，机器设备的表面随之自然干燥，温度和干燥度同时满足下一步涂装处理的需要。 

步骤S203和S204是对清洁并升温后的机器设备进行涂装，具体可以包括用底漆涂料对待涂装的机器设备进行下涂装，然后用面漆涂料对待涂装的机器设备进行上涂装。如果某些底漆需要干燥后再进行上涂装的，则可以在步骤203和步骤204之间再加装一个干燥步骤。如果某些机器设备仅仅需要一次涂装，则只需一个涂装步骤。 

步骤S205是最后干燥加固的步骤，机器设备在干燥过程中，涂料完全附 着到机器设备表面，完成整个涂装过程。 

其中，步骤S201可以在干冰清洗室中由人工操作干冰清洗机完成，也可以利用安装在干冰清洗室中的清洗机器人自动执行冰清工作。步骤S202可以在具有保温措施的升温室中完成。步骤S203和S204可以在涂装室中人工操作喷涂机完成，也可以利用安装在涂装室中的涂装机器人自动执行喷涂工作。 

涂装前的清洁处理，对保证涂装质量非常重要。采用本发明提供的上述涂装方法，利用干冰可以在涂装前很好的去除机器设备表面的污垢，并且升温处理过程中，机器设备表面随之干燥，不需要额外的干燥处理，因此在保证涂装质量前提下提高了涂装效率。干冰清洗还是一种非常环保的清洗方式，不需要额外投入任何环保措施即可满足环保需求。 

实施例二 

如图3所示，为在实施例一所示涂装***1的基础上形成的涂装***1，，利用至少5个行进装置（511～515），可以同步对5个机器设备（601～605）进行处理，并且通过选择清洗时间、上喷涂时间和下喷涂时间，以及调整升温室和干燥室的温度，可以实现流水线作业。如果有运送装置50，则运送装置50可以在外部连成环状，并在干燥室40以外的区域中，沿运送装置50划定一定区域进行包装等作业，进一步提高了涂装作业的效率。运送装置50例如链式传输带等。 

每一个行进装置（511～515）上的载台还可以在起重机构作用下抬升，以满足某些清洗和涂装过程中需要抬升机器设备的需要，起重机构为本领域技术人员所熟知的技术，这里不再详细描述。 

在图3所示涂装***1，中，每一个机器设备的涂装工艺流程仍如图2所示，同一时间不同的机器设备（601～605）处于不同的操作室中，所进行的处理步骤不同，例如机器设备601在干冰清洗室10中被清洗时，机器设备602在升温室20中进行升温处理，机器设备603在下涂装室31中进行下涂装，机 器设备604在上涂装室32中进行上涂装，机器设备605在干燥室40中进行干燥固化处理。可能还有涂装好的机器设备在干燥室40外进行包装处理等后续工序等。 

实施例三 

在图1所示涂装***1以及图3所示的涂装***1，中，干冰清洗***11、下涂装***311和上涂装***321，可以采用人工操作的设备，也可以采用自动化控制的机器人***实现自动化作业。采用自动化控制的机器人***实现自动化作业可以进一步提高涂装效率。 

为方便理解，首先对常用的工业机器人***的结构、利用机器人实现的干冰清洗机器人***的结构，以及利用机器人实现的涂装机器人***的结构和工作原理进行说明。 

如图4所示，为一个具有多臂节串联结构的6自由度工业机器人***的结构示意图，包括工业机器人401和机器人控制器403，工业机器人401为3臂6关节串联结构，参阅图4中箭头所示的各个转动方向，机器人401中每一个旋转关节可以分别以S轴、L轴、U轴、B轴、R轴以及T轴转动，形成6自由度机器人。具体的，在底部的基台上面安装有绕垂直轴即Ｓ轴周围自由旋转的旋转基板，在旋转基板上，下部臂被轴支承在水平轴即Ｌ轴周围，能够向前后方向摇摆。在下部臂的上端上，上部臂被轴支承在水平轴即Ｕ轴周围，向上下方向摇摆。上部臂的前端安装有手腕部，手腕部包括主体、摇摆体和旋转体，主体被安装为绕上部臂的长度方向的中心轴即R轴周围进行自由旋转，摇摆体被轴支承在主体前端与R轴垂直相交的轴即B轴周围，从而摇摆。旋转体在摇摆体的前端绕旋转轴即Ｔ轴进行旋转。各关节部位内置有驱动旋转的电机，以及进行控制所需的角度传感器或者速度传感器等部件，在某些工业***中，还需要在机器人外部增加摄像机、距离传感器等部件。机器人控制器403通过缆线402和各个驱动电机以及这些传感器摄像机等部件信号连接，根据设定的工作模式以及反 馈的检测信号等，控制工业机器人的行进、姿态和手腕部的操作等。根据各种自动化作业的需求，工业机器人***的结构非常多，图4所示仅为一个示例。 

如图5a所示，为一个干冰清洗机器人***的结构示意图，包括清洗机器人501，安装在清洗机器人501手腕部前端的干冰喷枪502，干冰喷枪502通过干冰输送管线503与干冰清洗机504的干冰出口连通，清洗***控制装置505信号连接干冰清洗机504以及清洗机器人501，用以协调干冰清洗机504和清洗机器人501之间的协作，例如在启动干冰清洗机504时，根据设定的清洗模式控制清洗机器人501变换姿态，对待喷涂的机器设备进行清洗。再例如清洗机器人501可以是图4所示的6自由度机器人，在待喷涂的机器设备处于清洗机器人501的作业区域内时，清洗机器人501的手腕部前端可以带动干冰喷枪502，根据清洗模式中规定的步骤和参数，控制手臂和手腕部的旋转角度，将干冰颗粒喷到机器设备除底面以外的各个面，对机器设备需要清洗的所有表面进行清洁处理。还可以在清洗模式中设定对重要部位的加重清洗，例如在某一特定结构位置，加长清洗的时间、加大干冰喷枪的压力等。这一过程可能需要行进装置51上的起重机构进行配合，对待涂装的机器设备进行必要的升降操作。或者控制清洗机器人501自身所处载台的升降，以配合清洗过程中不同清洗高度的需要。参阅图5所示，在图5a所示的干冰清洗机器人***中，清洗***控制装置505控制干冰清洗机器人***，自动完成对机器设备的清洗工作，清洗剂并不限于干冰，也可以采用其他清洗剂。 

如果清洗一般的机器设备，则清洗***控制装置505需要控制清洗机以及协调控制整个清洗过程，可以由一个控制器实现，也可以如图5b所示，由两个控制器组成，包括清洗***控制器5051和清洗机控制器5052，清洗机控制器5052用于控制清洗机，清洗***控制器5051在清洗过程中，协调控制清洗机控制器5052以及其他控制器之间的工作。如果被清洗的机器设备是工业机器人，则清洗***控制装置505还需要控制待清洗的机器人，如图5c所示，清洗***控制装置505中还可以包括一个机器人控制器5053，清洗***控制器 5051在清洗过程中，协调控制清洗机控制器5052、机器人控制器5053以及其他控制器之间的工作。清洗***控制器5051、清洗机控制器5052和机器人控制器5053可以两两合并或者三个合并设置，也可以各自分开独立设置，之间通过总线或者接口电路通信连接，例如清洗机控制器5052可以设置在干冰清洗机中等。 

如图6a所示，为一个涂装机器人***的结构示意图，包括涂装机器人601，安装在涂装机器人601手腕部前端的涂料喷枪602，涂料喷枪602通过涂料输送管线603连通至涂装机604的涂料出口，涂料输送管线603穿过机器人601前臂部和手腕部中的中空结构。涂装***控制装置605信号连接涂装机604以及涂装机器人601，用以协调涂装机604和涂装机器人601之间的协作，例如在启动涂装机604时，根据设定的喷涂模式控制涂装机器人601变换姿态，对待喷涂的机器设备进行喷涂。例如涂装机器人601可以是图4所示的6自由度机器人，在待喷涂的机器设备处于涂装机器人601的作业区域内时，涂装机器人601的手腕部前端可以带动涂料喷枪602，根据喷涂模式中规定的步骤和参数，控制手臂和手腕部的旋转角度，将涂料喷涂至机器设备除底面以外的各个面。还可以在喷涂模式中设定对重要部位的加重喷涂，例如在某一特定结构位置，加长喷涂的时间、加大涂料喷枪的压力等。这一过程可能需要行进装置51上的起重机构进行配合，对待涂装的机器设备进行必要的抬升。或者喷涂机器人501自身所处载台的抬升，以配合喷涂过程中喷涂高度的需要。如图6b所示，为涂装机器人601前臂和手腕部的中空结构示意图，其中的中空结构为涂料输送管线603而设置。涂料输送管线603通过涂装机器人601前臂和手腕部的中空结构连接至涂料喷枪602，可以很好的防止作业过程中涂料输送管线603和机器人的臂部产生干涉，同时也节省了作业空间。参阅图7所示，在图6所示的涂装机器人***中，在涂装机604中可以独立设置一个涂装机控制器，涂装***控制装置605通过涂装机控制器控制干冰清洗机的运行。 

涂装***控制装置605可以利用一个控制器实现，也可以如图6c和图6d 所示，参照清洗***控制装置505的具体结构，利用两个或者三个控制器实现。 

将图5a所示的干冰清洗机器人***和图6a所示的涂装机器人***用于本发明实施例一提供的***中，则构成一个自动化作业***，自动化作业***的清洗室10中，具有可以自动清洗的干冰清洗机器人***，下涂装室31中具有自动进行下涂装的下涂装机器人***，上涂装室32中具有自动进行上涂装的上涂装机器人***。 

进一步的，由于不同机器设备的结构相差很大，在利用机器人进行自动化清洗和涂装作业中，需要针对不同的机器设备设计不同的清洗工作模式和喷涂工作模式。为使干冰清洗机器人***、下涂装机器人***和上涂装机器人***能够自动识别出作业对象，从而调用相应的工作模式，可以在行进装置51上安装一个可拆卸的无线信号发射器，发射的无线信号中带有机器设备的身份标识，干冰清洗机器人***、下涂装机器人***和上涂装机器人***上分别设置一个无线信号接收器，用于接收带有身份标示的无线信号并发送给所连接的控制器，以便调用和待涂装的机器设备相匹配的工作模式，具体实现的技术手段为本领域技术人员所熟知，这里不再详细进行描述。 

利用机器人自动执行步骤201、S203和S204可以很好的提高涂装效率，机器人手腕部前端带着喷枪可以覆盖到机器设备的不同表面以及各个角度，例如对箱体式机器设备、汽车外壳等可以较好的做到全面覆盖。但是对于一些部件之间有转动连接关系的机器设备，例如待喷涂的机器设备本身就是一个具有多臂节串联结构的工业机器人时，每两个活动装配的臂节之间装配后，某些表面在特定的相对旋转角度形成的姿态下才会露出，而在其他相对旋转角度形成的姿态下被遮挡。如果采用单一姿态进行清洗作业，这些被遮挡的表面就会被漏掉，从而影响清洗效果。在单一姿态下喷涂时也无法覆盖到，后期需要单独的修补工序修补涂这些表面，这对涂装质量和涂装效率都将产生较大影响。 

本发明实施例三中，以被涂装的机器设备是工业机器人为例，可以在干冰清洗和涂装过程中，控制被喷涂的工业机器人变换姿态，以使活动装配的相邻 两个部件之间露出单一姿态下被遮挡的表面，从而保证清洗和喷涂质量，并避免后期的修补工作，进一步提高了喷涂效率。 

如图7所示，本发明实施例三为实现自动化涂装，可以利用***总线将下述控制器连接起来形成完整的控制***： 

运输控制器701为行进装置51以及行进装置51上可能设置的起重机构的控制器，具体对行进装置51中的驱动***，以及起重机构中的油压升降***进行控制，使行进装置51沿运送装置50行进到指定的作业位置； 

清洗***控制装置702为干冰机器人清洗***的控制器，清洗机控制器7021为干冰机器人清洗***中，干冰清洗机的控制器，清洗机控制器7021根据清洗***控制装置702的指令，具体控制干冰清洗机中干冰和压缩空气之间的比例，泵的压力、以及喷枪压力等；在干冰容器中，还可以设置料位传感器，实时监测干冰存量，清洗机控制器7021根据料位传感器的检测信号，当干冰存量下降到一定值时进行报警，如果需要，还可以进一步通知清洗控制装置702停止清洗工作。 

机器人控制器（7031、7032、7033）为待涂装的机器人处于不同处理步骤中作业位置时使用的控制器，参阅图1所示，如果喷涂***中不需要同时喷涂多个机器人，则机器人控制器（7031、7032、7033）可以是一个控制器，参阅图3所示，如果采用自动化流水线作业，需要同时处理多个机器人，例如图3所示的三个，则需要针对不同的作业位置设置三个机器人控制器。 

升温室控制器704，为升温室中保温装置的控制器。 

下涂装***控制器705和上涂装***控制器706分别为下涂装机器人***和上涂装机器人***的控制器，涂装机控制器（7051、7061）分别为上下涂装时，涂装机的控制器。上下涂装机控制器（7051、7061）分别根据所连接的涂装***控制器的指令，具体控制涂装机中压缩空气泵的压力以及涂料喷枪的压力等；在涂料缶中，也可以设置料位传感器，实时监测涂料存量，涂装机控制器（7051、7061）根据料位传感器的检测信号，当涂料存量下降到一定值时进 行报警，如果需要，还可以进一步通知涂装控制器停止喷涂工作。 

清洗***控制器702作为干冰机器清洗***的控制器，同时协调控制清洗机控制器7021和机器人控制器7031，使得干冰清洗机器人***与待涂装的机器人之间相互配合，在清洗过程中，待涂装的机器人变换姿态，以清洗机器人任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

下涂装***控制器705作为下涂装机器人***的控制器，同时协调控制涂装机控制器7051和待涂装的机器人控制器7032，使得下涂装机器人***与待涂装的机器人之间相互配合，在涂装过程中，待涂装的机器人变换姿态，以涂装机器人任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

同理，上涂装***控制器706作为上涂装机器人***的控制器，同时协调控制涂装机控制器7061和待涂装的机器人控制器7033，使得上涂装机器人与待涂装的机器人之间相互配合，在上涂装过程中，待涂装的机器人变换姿态，以涂装机器人任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。 

需要说明的是，在上涂装和下涂装过程中，如果需要排风***配合工作，则还可以将排风***控制器（7052,7062）参与到喷涂作业中。 

图7所示的各个控制器之间，通过***总线相连并交互控制信号，在各个步骤之间协调工作，上一步骤结束后触发下一步骤，形成完整的自动化流水线作业，其中用到的协调控制原理为本领域技术人员所熟知，这里不再详细描述。 

下面对如何在清洗和涂装过程中，控制待涂装的机器人变换姿态进行详细描述。 

如图8所示，为工业机器人在喷涂过程中变换姿态的示意图时，工业机器人的一个臂旋转一定角度后，和底座之间的活动连接部分中，斜线区域Q被露出，从而可以被喷涂到。 

参见图8所示，行进装置上还可以有固定机器设备的固定装置801，以及可以进行升降控制的升降台802，固定装置801对机器设备起到加固作用，升降台802可用于在清洗或喷涂过程中调整机器设备的高度，图8仅为示意性图， 本领域技术人员可以采用多种具体结构实现，这里不再一一详细说明。 

当被喷涂的机器设备为工业机器人时，工业机器人在清洗室、下涂装室以及上涂装室时，需要分别和各室中的机器人控制器通信连接。各室中的机器人控制器的缆线可以挂在一个支架上，如图9a和图9b所示，支架可以设置有信号传感器901，挂件902以及挂钩903，挂件902和挂钩903之间自恢复弹性连接。如图9a所示，当挂钩903上没有挂有机器人控制器的缆线时，挂钩顶端处于可被信号传感器901检测到的位置，传感器901从而可以向机器人控制器发送检测信号，当挂钩903上因挂有机器人控制器的缆线而下坠，信号传感器无法检测到挂钩顶端而终止检测信号的发射，机器人控制器根据该检测信号，未收到检测信号时判断缆线未被接通，即被喷涂的工业机器人还没有到达作业位置，收到检测信号时判断缆线被接通，即被喷涂的工业机器人到达作业位置。该检测信号可以用于是否开始进行作业的控制信号，工业机器人还没有到达作业位置时，各个控制器暂停工作。 

如图10所示，清洗***控制器702执行的清洗控制流程主要包括如下步骤： 

步骤1001、确定待涂装的机器人到达工作位置； 

步骤1002、识别待涂装的机器人身份标识； 

步骤1003、根据识别出的身份标识调用对应的工作模式； 

步骤10041、控制干冰清洗机器人开始工作； 

步骤10042、控制干冰清洗机开始工作； 

步骤10043、控制待涂装的机器人变换姿态； 

步骤1005、清洗结束； 

步骤1006、发出清洗步骤结束指令，清洗步骤结束指令用于触发下一个步骤。 

在上述控制流程中，步骤10041、10042和10043可以同时进行，也可以分别进行，分别进行时的先后次序根据需要设定。步骤10043执行后，在清洗 过程中，机器人控制器7031控制待涂装的机器人开始按照预定工作模式变换姿态，变换姿态的过程中，可以在需要暂停时通知清洗***控制器702暂停作业，或者在自身出现运行故障时通知清洗***控制器702暂停作业等。在变换姿态的过程中，清洗***控制器702和机器人控制器7031可以分别按照预定的工作模式各自工作，也可以互相配合作业，例如机器人控制器7031在变换到某一特定姿态时，通知清洗***控制器702对某一位置进行重点清洗，并将重点清洗的位置信息发送给清洗***控制器702，清洗***控制器702通过清洗机控制器7021，加大干冰的喷射压力、密度等。具体的控制流程，本领域技术人员可以根据机器人的结构特征进行设定，本发明实施例中不对此进行限定，只要是在机器人的清洗过程中控制机器人变换姿态，以实现对某一单一姿态下的被遮挡表面的彻底清洗，都属于本发明的保护范围。变化姿态包括至少以下方式中的一种，变换任何一个臂节的旋转角度、变换整个机器人的位置、朝向等。其中，参见图8所示，控制任何两个臂节之间变换姿态，实际上即为控制两个臂节之间相对的旋转角度，在本发明实施例中，较好的可以变换到两个活动装配的部件之间相对的各个极限位置，例如上臂沿L轴旋转时，在前后两个极限旋转角度之间进行变换，露出因相互装配而被遮挡的所有表面，并在可以针对每两个活动装配的部件分别控制其变换姿态，同时进行重点清洗。这些都可预先根据需要喷涂的机器人结构特征设计好工作模式。 

如图11所示，上涂装***控制器705和下涂装***控制器706的涂装控制原理完全一样，并且姿态变换原理和清洗过程中的姿态变换原理也完全相同，以下涂装控制流程为例，和干冰清洗控制流程的主要区别在如下步骤： 

步骤11041、控制涂装机器人开始工作； 

步骤11042、控制涂装机开始工作； 

步骤11043、控制待涂装的机器人变换姿态； 

步骤1105、涂装结束； 

步骤1106、发出涂装步骤结束指令。 

清洗机器人和待喷涂的机器人分别按照设定好的工作模式作业，以及喷涂机器人和待喷涂的机器人分别按照设定好的工作模式作业时，在清洗过程和任一个喷涂过程中看到以下场景：干冰清洗机器人或喷涂机器人以设定的姿态变换着对待喷涂机器人进行作业的同时，待喷涂的机器人也在以设定模式变换姿态，特别是针对每两个活动装配的部件作业时，两个部件相对运动以变换姿态，特别在相对的各个极限位置之间变换姿态。如果两个活动装配的部件中的一个是固定部件，则为控制另一个运动到各个极限位置。如果两个都是活动部件，也可以控制两个部件同时相对运动，或者控制其中一个静止，另一个运动到各个极限位置。如此这样，重复变换几次姿态后，所有的应该清洗或者喷涂的表面都会被覆盖到。机器人的姿态控制原理为本领域技术人员所熟知，本发明实施例三则利用姿态控制原理，在机器人的干冰清洗过程和喷涂过程中，对机器人的姿态进行控制，使得清洗效果和喷涂质量大为提高，即保证了机器人的喷涂质量，又减少了后续的修补工序，特别是将图7所示的控制***用于控制如图3所示的喷涂***时，完全实现了自动化流水作业，提高了喷涂作业的效率。 

上述任一实施例中，均可以采用水性涂料进行喷涂，使用水性涂料时，可以有效减小污染和环保处理成本。需说明的是，可以根据需要采用溶解涂料、粉末涂料，并不限于上述水性涂料。 

上述实施例三中示例的机器人结构，仅仅是一个示例，本发明保护范围并不限定机器人的具体结构。 

上述实施例三中示例的控制***结构，也仅仅是一个示例，本领域技术人员可以根据本发明实施例公开的内容，将本发明提供的涂装方法用于各种控制***中，则都在本发明保护范围内。 

上述实施例三提供的在清洗和喷涂过程中对作业对象进行姿态变换控制，并不仅仅限于作业对象为工业机器人，对于任何一种具有多臂节活动装配的产品，都可以按照本发明实施例三提供的方式提高喷涂质量和效率。例如对于不能像机器人一样受控自主运动以变换姿态的产品，可以利用多臂机器人，利用 多臂机器人的各个臂把持产品的一些部位，在清洗和喷涂过程中对产品进行变换姿态的操作。 

上述实施例三所示的清洗机器人***，也可以根据需要使用其他清洗剂，清洗剂并不限于干冰。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (10)

1.一种机器设备的清洗机器人***，其特征在于，包括：

清洗机器人；

清洗剂喷枪，安装在清洗机器人手腕部前端；

清洗机，其清洗剂出口通过清洗剂输送管线连通所述清洗剂喷枪；以及

清洗***控制器，控制所述清洗机和清洗机器人协调工作，其中在清洗机器设备的过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。

2.如权利要求1所述的清洗机器人***，其特征在于，所述控制所述的机器设备变换姿态时，针对每两个活动装配的部件，控制两个部件之间的至少一个运动到二者之间相对的每一个极限位置。

3.如权利要求1或2所述的清洗机器人***，其特征在于，所述清洗剂为干冰，所述的机器设备为工业机器人。

4.一种机器设备的清洗控制方法，包括采用清洗剂清洗所述的机器设备，其特征在于，在清洗过程中，使所述的机器设备变换姿态，以清洗所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。

5.如权利要求4所述的清洗控制方法，其特征在于，所述的清洗剂为干冰，所述的机器设备为工业机器人。

6.一种机器设备的涂装机器人***，其特征在于，包括：

涂装机器人；

涂料喷枪，安装在涂装机器人手腕部前端；

涂装机，其涂料出口通过涂料输送管线连通所述涂料喷枪；以及

涂装***控制器，控制所述的涂装机和涂装机器人协调工作，其中在涂装过程中，控制所述的机器设备变换姿态，以涂装所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。

7.如权利要求6所述的涂装机器人***，其特征在于，所述控制所述的机器设备变换姿态时，针对每两个活动装配的部件，控制两个部件之间的至少一个运动到二者之间相对的每一个极限位置。

8.如权利要求6或7所述的涂装机器人***，其特征在于，所述的机器设备为工业机器人。

9.一种机器设备的涂装控制方法，包括采用涂料涂装所述的机器设备，其特征在于，在涂装过程中，使所述的机器设备变换姿态，以涂装所述的机器设备中任意两个活动装配的部件之间在单一姿态下被遮挡的表面。

10.如权利要求9所述的涂装控制方法，其特征在于，所述的机器设备为工业机器人。