图1 机器人运动轴系
在汽车涂装工艺中，喷涂机器人的应用越来越广泛，其显著的优点是可以同时在同一生产线上混线生产多种车型，提升了涂装的自动化程度及生产效率，其六轴或七轴的运动轴系
比传统的往复机和自动喷涂机更灵活。
在汽车涂装生产线中，任何一款新车型在生产试制及批量投产前，都需要对涂装设备进行工艺参数设置或设备改造，如吊具支点、机械化滑橇系统、机器人喷涂仿形及参数设置等，其中机器人喷涂仿形及参数设置尤显重要，因为白车身上的中涂层、面漆层和清漆层全部由机器人进行喷涂，下面主要介绍汽车涂装线机器人新车型仿形及参数设置。 机器人的喷涂动作按预先设定好的轨迹程序和工艺参数进行，其曲面运动通过多个LIN点进行，如LIN(P1)→LIN(P2)→LIN(P3)→LIN(P…)，每个LIN点之间的运行，机器人程序默认为直线移动。每个LIN点都是由机器人的“WORLD”坐标系（X，Y，Z）组成。同时，车身表面的油漆喷涂参数按照工艺预设定值进行。 机器人运动轴系
机器人根据其加工工件的复杂度及运动仿形坐标系（X，Y，Z）需求，运动轴系一般分为如下七轴（见文中表和图1，视不同机器人厂家、参数而异）
机器人运动轴系
机器人坐标系
机器人系统通常采用“WORLD”坐标系（见图2），该坐标系有以下2个特性：X，Y，Z轴互成直角；机械化输送链的前进方向对准＋X方向。舵角指示器
图2 “WORLD”坐标系
如图3所示，在机器人机控网“WORLD”坐标系中，各坐标系代表的含义如下：
＋X：机械化前进方向；
－X：与机械化前进相反的方向；
＋Y：沿机械化进行左侧方向；
－Y：沿机械化进行右侧方向；
＋Z：喷漆室的顶部方向；
－Z：喷漆室的地板（格栅）方向。
图3 各坐标系的含义
机器仿形程序设置
以上述机器人运动轴系及坐标系为基础，下面以某机器人厂家的仿形程序为例，阐述机器人的仿形程序设置。该站共有机器人4台，分左右两边布置，左侧机器人为R11、R12，右侧机器人为R21、R22，进行仿形设置：
.
..
…(省略)
STARTPROG(“DOOR”)
开始DOOR程序
SELECT(“R11”)
选择非晶硅薄膜电池R11机器人
S E L E C T
SELECT SETTOOL(HT_BELL250)
加载机器人旋杯参数TOOL数据
SETTOOL SETOBJECT(HP)
SETOBJECT
LOADBRUSHFILE()
加载刷子文件
VEL(V 650)
设置机器人TCP速度
ACC(A2500)
设置机器人TCP加速度
OVERLAP( NODEC50)
加载有关机器人运动的参数值
SETTRIGGERPAR(G50)
加载机器人触发参数值
MOVE(“DOOR”)
开始ROOD仿形路径
MOVE LIN(P1)
机器人TCP向P1点直线移动
SETBRUSH(Gun1 1 PO3 TRG3)
设置刷子文件
SETBRUSH GUN(Gun1 GunOn PO6 TRG6)
主针(Main Gun)开启
LIN(P4) 向P4点移动
LIN(P5) 向P5点移动
LIN(P6) 向P6点移动
LIN(P7) 向P7点移动
GUN(Gun1 GunOff P9 TR3) 主针(Main Gun)关闭
LIN(P10) 向P10点移动
WAIT_PAINTPOSITION(180.0)
等机械化反馈值达到180mm
GUN(Gun1 GunOn P12 TR4)
主针(Main Gun)开启
LIN(P13) 向P13点移动
LIN(P14) 向P14点移动
LIN(P15) 向P15点移动
LIN(P16) 向P16点移动
LIN(P17) 向P17点移动
LIN(P18) 向P18点移动
LIN(P19) 向P19点移动
GUN(Gun1 GunOff P73 TR14)
主针(Main Gun)ctsb关闭
LIN(P22) 向自动埋钉机P22点移动
END MOVE(“DOOR”)
商旅系统
DOOR 路径完成终止
RELEASE(“R11”) R11机器人作业完成
ENDPROG(“DOOR”)程序
DOOR终了
RETURN 返回主程序
如上所述，经过程序编译后，在机器人的工控机上产生如图4所示的机器人轨迹走向图，至此，机器人R11的仿形已经设置完毕，运用同样的程序设置R12、R21和R22，最后再用主程序将4台机器人的分程序串接起来，就构成了机器人的运动仿形程序。
图4 机器人轨迹走向
上述方法为现场用实车进行在线仿形测量法，实际应用中，由于车型开发的三维数模及机器人应用软件的不断发展，已经完全可以应用软件（如FANUC公司的“PAINTPRO”软件、DURR公司的“3-D ONSITE”软件等）进行仿形程序离线编程，通过在软件中的三维数模车身图，直接在车身表面上设置轨迹点来实现编程（见图5）。新车型三维数模数据，一般应用最多的是CATIA的IGS及CGR格式模型数据，输入应用软件中进行编程，编程完毕后将仿形数据输入至机器人工控机上，完成车身的仿形程序设置，缩短了机器人仿形制作周期，减少了现场调试报废车的情况。
图5 在车身表面上设置轨迹点
机器人工艺参数值设置
运动仿形程序设置完成后，机器人还不能完整地喷涂出合格的油漆车身，还需要进行以下工艺参数的设置：
1.机器人雾化器的高电压值
机器人静电喷涂机的原理是以接地的被涂物为正极，旋杯（喷）为负极，从而在被涂物和雾化器间形成高压静电场。根据同性相斥、异性相吸的原理，使带负电的油漆在静电场的作用下被吸附于被涂件上，所以高电压值的大小直接影响静电涂装的静电效应、上漆率和涂膜的均匀性。若雾化器到车身的距离一定时，高电压值的升高会加强静电场的电场力，此时被涂物体表面部位的磁力线密度较高，使得涂料的上漆率增加，膜层厚度增加。但是高电压值不是越高越好，在喷涂中，当其电场强度超过4500V/cm时，会产生火花放电，同时在车身的折角、边缘部位的锐角处，容易出现流挂、气泡和发花等油漆缺陷。当电压值过低时，会导致上漆率过低，这时喷出的油漆就成雪花状的散团，导致圆锥形喷射漆流的回流现象，覆盖到车身表面的油漆过少。
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