前言：
随着科技的进步，国家大力推进工业自动化发展，制造业企业的发展前景往往取决于本身的自动化水平。为了提高公司生产效率，响应国家加快推进工业自动化的号召，公司开发人员使用C++语言自主研发了基于ABB机器人的涂装线参数化自动编程系统，实现了对起重机主梁的自动化喷涂。
涂装系统操作流程：
(1) 加载应用程序后，点击“选择工件”，选择相应的起重机主梁型号，将相关参数读入程序。根据选择的工件名称，UI界面上端的名称显示会产生相应的变化，如图1-1所示，UI界面内分为五个页面，左右两侧的机器人可调用左右侧通用参数和常规参数计算出机器人手臂在XYZ轴空间内移动的目标位置，喷涂各面时调用相应的姿态参数，运用四元函数计算出喷枪枪头的方向。
图1-1 系统界面
(2) 点击“生成程序”，在文件夹中生成相应的MOD文件。如图1-2所示，下图六个文件中，qdxx10225m-left.mod与qdxx10225m-right.mod分别为左右侧机器人喷涂光梁时的轨迹；ztqdxx10225m-left.mod与ztqdxx10225m-right.mod分别为涂装系统左右侧机器人喷涂带走台主梁的轨迹控制文件。
图1-2 机器人ABB轨迹控制命令文件
(3) 将ztqdxx10225m-right.mod文件在ABB ShopFloorEditor中打开。点击“工具”->“转换robargets到*”进行转化，点击菜单栏的“图形窗口”，查看软件虚拟化生成ABB机器人的喷涂轨迹。点击“上载工具”，选择喷枪SprayGun.wrl，通过该工具可直观的看到机器人喷涂各点时枪头与主梁的位置关系，如图1-3所示。
图1-3 主梁正向放置右侧机器人喷涂轨迹
(4) 按照步骤3中所说，将ztqdxx10225m-left.mod文件在ABB ShopFloorEditor中打开并进行转化,生成ABB机器人的喷涂轨迹。如图1-4所示。根据ABB机器人的模拟软件可以查看机器人的移动轨迹，更加直观的发现程序中的异常点，及时进行修改。
图1-4 主梁正向放置左侧机器人喷涂轨迹
主梁单向放置问题描述：
涂装系统已能够对跨度<=32米、宽度<=1.5米、高度<=1.6米QD类型的起重机主梁进行自动化喷涂，但主梁在喷涂时的摆放位置受到限制，仅能单方位固定放置——下盖板在左侧、上盖板在右侧，如图2-1所示。
图2-1 自动化喷涂正向放置
有些跨度较大的主梁因其摆放位置与原系统所能涂装的主梁方向相反，而翻转主梁存在较大的危险性，造成符合喷涂要求的主梁无法正常进入涂装线喷涂，影响公司生产效率。针对上述问题对原系统进行优化编程，在原系统的基础上编写主梁放于反向位置的ABB喷涂机器人的自动化涂装代码，使涂装生产线输送链上可双向放置主梁，进行机器人自动化喷涂。
解决措施：
3.1 系统优化攻克难题
在对系统进行优化的过程中遇到的难题进行如下总结：
(1) 了解ABB机器人、输送链以及外部抬升装置的控制原理。当机器人喷涂走台面时，需通过外部抬升装置将ABB机器人抬高，否则机器人手臂无法达到相应的高度，超出运动极限。程序将主梁划分为数段，每段大致0.8m，在完成该段所有面的喷涂后，输送链向前移动，传送0.8m后到达新的起点。
(2) 整合分析主梁反向放置后喷涂主梁各面时代码的逻辑连接关系。反向放置时，相较于正向放置，左侧机器人还需多喷涂端面与上面，而右侧机器人则放弃了端面与上面的喷涂。
(3) 反向喷涂时选取UI界面内合适的参数进行调取和计算。如左在左侧机器人喷涂主梁走台面时则需调用侧面的姿态参数，以此来控制机器人喷枪枪头的喷涂方向。
3.2 系统程序优化
在原涂装系统基础上进行优化，根据主梁在涂装线上的摆放方向调取相应配置参数，生成喷涂轨迹程序文件，实现无需翻转主梁，使ABB喷涂机器人进行自动喷涂。
主梁放置在输送链的两个支撑上，因此在函数中将整个主梁分为五个部分，分别为主梁头部至前支撑、前支撑、前后两支撑之间、后支撑、后支撑至主梁尾部这五部分，函数中的代码根据UI中的参数，计算出每段的喷涂间距以及相应的喷涂轨迹。主梁在车间内放置的方向是上、下盖板对准左右两侧，函数ztgenLeft与ztgenRight分别生成控制输送链左右两侧的ABB机器人命令的MOD文件，其中第一个函数为左侧喷涂机器人的控制代码，根据INI配置文件中的机器人姿态与主梁的尺寸大小等参数，喷涂反向放置主梁的上盖板与两侧腹板中靠近左侧机器人的部分；同理第二个函数为右侧喷涂机器人的控制代码，用以喷涂下盖板与两侧腹板中靠近右侧机器人的部分。由于主腹板中走台与下盖板部分间距较小，容易发生喷枪撞击问题，因此放弃喷涂，改为由人工补喷。
在ztgenLeft函数中设置一个参数并加入喷涂下盖板与走台之间腹板部分的喷涂控制代码，当主梁反向放置时，该参数满足条件， 运行新加入的涂装代码，根据INI配置文件中的机器人姿态与主梁的尺寸大小等参数，喷涂反向放置主梁的下盖板与走台之间腹板部分；同理当主梁反向放置时，右侧机器人涂装函数ztgenRight通过参数判断，放弃对主梁上部的喷涂，用户可根据主梁在产线中放置的正反方向选择相应的ABB机器人喷涂轨迹文件，无需因主梁的放置题进行吊运翻转，解决了起重机主梁在喷涂时的单方位固定放置问题。优化后主梁反向放置的喷涂结果如图3-1所示。
图3-1 优化后自动化涂装