靜電噴塑烤箱是集噴涂系統(tǒng)和防爆系統(tǒng)于一體的工業(yè)機(jī)器人。通過(guò)對(duì)其它模塊采集的信息進(jìn)行采集、分析和處理，將操作結(jié)果傳送到輸出系統(tǒng)?？筛鶕?jù)不同的工件使用相應(yīng)的程序進(jìn)行噴涂操作。機(jī)器人的噴涂程序可以通過(guò)兩種方式生成：在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手動(dòng)指令或離線編程，然后將計(jì)算機(jī)上的離線程序?qū)霗C(jī)器人控制器，從而有效地減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間。目前，國(guó)外廣泛使用的噴涂機(jī)器人制造商有瑞士的ABB、安川的Motoman、德國(guó)的Fanuc、Kuka、法國(guó)的Staubert和美國(guó)的Adept。我國(guó)噴涂機(jī)器人的研究成果主要分為兩個(gè)方面：

（1）機(jī)器人本體分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。

（2）噴灑機(jī)器人噴槍軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)模擬。在“噴涂默認(rèn)值”欄中，可以將噴涂工具設(shè)置為噴涂槍?xiě)?yīng)用或旋轉(zhuǎn)杯應(yīng)用、噴涂槍距離、噴涂槍移動(dòng)速度、噴涂寬度和疊加率等，機(jī)器人的工作單元和工件的描述是離線編程的首要任務(wù)。對(duì)靜電噴塑烤箱的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究。靜電噴塑烤箱運(yùn)用矩陣方程和方向余弦法分析了非球面手腕6R系列噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。計(jì)算了末端執(zhí)行器（噴槍?zhuān)┡c噴涂機(jī)器人各關(guān)節(jié)之間的關(guān)系，并對(duì)機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。較小二乘圓弧逼近法。保證噴涂精度，同時(shí)有效減少?gòu)?fù)雜表面的碎片數(shù)量。陳偉華等。采用拋物線逼近法研究了火導(dǎo)軌的優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)蒙特卡羅方法對(duì)機(jī)器人的工作空間進(jìn)行了分析和模擬。

靜電噴塑烤箱離線編程系統(tǒng)需要通過(guò)計(jì)算機(jī)建立系統(tǒng)的CAD數(shù)學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)創(chuàng)建的CAD模型進(jìn)行編程處理，并對(duì)編程結(jié)果進(jìn)行后處理。

一般來(lái)說(shuō)，靜電噴塑烤箱離線編程系統(tǒng)包括三個(gè)模塊：機(jī)器人系統(tǒng)CAD建模、離線編程。

（1）CAD建模需要完成以下任務(wù)：

1）加工件的建模；

2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的建模；

3）系統(tǒng)的布局規(guī)劃；

4）數(shù)學(xué)模型的處理。由于利用現(xiàn)有的CAD數(shù)據(jù)建立的機(jī)器人模型與機(jī)器人的理論參數(shù)和實(shí)際模型之間存在誤差，需要對(duì)機(jī)器人模型進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定、坐標(biāo)系標(biāo)定，并對(duì)誤差進(jìn)行分析和修正。

（2）離線編程模塊一般包括：靜電噴塑烤箱和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的任務(wù)分配、靜電噴塑烤箱末端執(zhí)行器的變換方程、機(jī)器人姿態(tài)變換矩陣和任務(wù)程序的編制等。在對(duì)機(jī)器人運(yùn)行路徑進(jìn)行初步編程后，根據(jù)結(jié)果，對(duì)相應(yīng)的奇異點(diǎn)和干涉點(diǎn)程序進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男拚?。將修改后的程序?qū)霗C(jī)器人控制器，在線控制靜電噴塑烤箱的運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行調(diào)試，完成操作。機(jī)器人編程語(yǔ)言將機(jī)器人離線編程系統(tǒng)定義為封裝機(jī)器人的幾何和動(dòng)態(tài)特性，并提供通用接口。可編程控制器（PLC）是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的基本組成部分，是工業(yè)自動(dòng)化的核心設(shè)備之一。該語(yǔ)言具有空間推理功能，能直接操作幾何信息，能有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃和編程。

paintpro離線編程具有以下主要功能：

（1）驗(yàn)證靜電噴塑烤箱坐標(biāo)的可訪問(wèn)性：記錄位置時(shí)，如果坐標(biāo)系的軸為綠色，則位置為機(jī)器人的可到達(dá)點(diǎn)；如果坐標(biāo)系的軸為紅色，則位置為機(jī)器人的可到達(dá)點(diǎn)。

（2）分步執(zhí)行程序：在paintpro軟件中運(yùn)行時(shí)，通過(guò)分析靜電噴塑烤箱的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)，可以找到各點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)范圍。paintpro軟件中的tp程序使用與真實(shí)機(jī)器人相同的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。為了限制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)范圍，避免機(jī)器人與外圍設(shè)備的碰撞，每個(gè)噴涂程序都要建立一個(gè)跟蹤邊界表。在模擬過(guò)程和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)工件進(jìn)入跟蹤邊界區(qū)域時(shí)，機(jī)器人收到指令開(kāi)始噴涂操作。另一方面，柔性生產(chǎn)線也指生產(chǎn)線系統(tǒng)本身的柔性，具有生產(chǎn)線布局干涉的自檢功能。當(dāng)工件離開(kāi)跟蹤邊界區(qū)域時(shí)，即使沒(méi)有完成噴涂操作，機(jī)器人也會(huì)停止運(yùn)行并顯示跟蹤目標(biāo)損失誤差。

（3）靜電噴塑烤箱路徑檢查：paintpro使用虛擬機(jī)器人控制器。像真正的機(jī)器人一樣，控制器可以檢查機(jī)器人的動(dòng)作。當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人處于軟件狀態(tài)時(shí)，虛擬機(jī)器人控制器在路徑過(guò)程中通過(guò)奇點(diǎn)或機(jī)器人行程的限制，也會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤報(bào)警信息。