前言：
随着机器人、人工智能的升温，工业自动化趋势愈演愈烈，未来发展前景日趋明朗。起重机与国家的桥梁、楼房以及军工产业有着密不可分的联系，而为了防止起重机的腐蚀、增加使用寿命，起重机的喷涂便成为了至关重要的一个环节。由于我国工业自动化水平相对较低，喷涂起重机大多采用人工，而长时间喷涂油漆会对人体产生伤害，因此开发一款完善的涂装线参数化自动编程系统既能增加公司效益，又能降低成本，解决油漆对人体产生伤害的问题。
涂装线参数化自动编程系统是针对起重机主梁喷涂所开发的一款应用软件，其主要作用是利用QT编写的图形界面读取配置文件中各类主梁的参数，根据参数以及编写的C++程序生成ABB机器人的控制命令文件，实现ABB机器人的自动化化喷涂。
涂装系统喷涂原理简介：
1.1 系统结构组成
涂装车间左右两侧各有三台ABB机器人，分别对主梁的左右两侧进行喷涂，系统可喷涂一道主梁底漆、两道面漆。在系统中可生成6个机器人可识别的涂装控制命令MOD文件。用户的UI界面中分为5个表格，分别为左右侧通用参数、左侧机器人常规参数、左侧机器人姿态参数、右侧机器人常规参数、右侧机器人姿态参数，根据参数中的数据可计算出ABB机器人在喷涂过程中每个点的位置及姿态，通过程序将生成的控制命令写入相应的MOD文件，将文件导入机器人，ABB机器人将按照文件中的命令行执行相应的轨迹操作。系统程序界面如图1-1所示。
图1-1 程序主界面
1.2 程序逻辑原理
表1-1 函数功能介绍表
表1-1为涂装系统的程序函数功能表，逻辑如下：
(1) 初始化主窗口，使用Qsettings类读取sprayline.ini文件中key为name的键值。在readWorkParams函数中找到data文件夹下相应的配置文件，根据代码中定义的数组值及配置文件中的前缀名获得相应的键值，初始化机器人参数。
(2) 在界面中定义四个按钮，当点击相应按钮时，通过click信号连接执行相应的槽函数，进行配置文件的读写，改变界面中显示的参数，在genCode中执行机器人喷涂轨迹的编写。
(3) 机器人喷涂顺序为下面->侧面->上面->走台->走台->上面->侧面->下面。如下面的代码所示，根据switch中status的值执行相应的语句，在完成在喷涂中间段时绕过主梁的支撑结构，因此程序将主梁划分成五段，确定机器人的坐标系XYZ三轴的方向，计算出机器人在各方向的开始与结束位置,使喷枪按照预定轨迹间距运行。计算主梁支撑点位置，通过IF条件判断某段喷涂过程是否经过支撑点，并进行避障。在完成一段喷涂后，将statusFinish赋值给status，程序跳出switch以及while循环，进行下一段喷涂，直至完成对整根主梁的自动化喷涂。自动化喷涂如图1-2所示。
图1-2 ABB机器人自动化喷涂
雾化喷涂问题描述：
由于起重机主梁的走台与腹板相连，且走台背面焊接有起到加固作用的角钢，受主梁结构影响以及ABB机器人手臂伸缩距离限制，在走台与腹板连接处采取雾化喷涂处理——雾化喷涂就是机器人喷枪喷出的油漆在空气中飞溅雾化，雾化的油漆会附着在起重机主梁上，间接的对喷枪无法到达的地方进行涂装。经过实验发现雾化喷涂无法达到生产要求，油漆的附着力不够。实验结果如图2-1所示。
图2-1 雾化喷涂问题
在图中可以看出存在一条油漆界限，左侧是正常喷漆的结果，而右侧的走台与腹板的连接处附近是雾化喷涂的效果，其附着力不足，无法达到生产要求。
解决措施：
针对喷涂不合格的现象，我们首先采用了让人工进行后期补喷的措施。如图3-1所示，首先使用高压将不合格的喷漆面表层的油漆除去，再由人工重新对其进行喷漆。但若是补喷人员不能及时将漆面除去，油漆的水分蒸发，将会附着于主梁表面，高压将无法除去不合格部分的油漆，需使用砂轮进行打磨，浪费时间及人工。
图3-1 高压除漆
基于人工除漆进行二次补喷造成的时间及人工成本浪费问题，对涂装系统进行程序优化，当机器人运动至主梁腹板面时，令机器人与腹板面成60度夹角进行自动化喷涂，且同时增强喷枪的压力，使左右两侧机器人完成对不合格部分的直接涂装，无需再由人工进行补喷。