[发明专利]一种船舶外板双机爬壁拖涂全覆盖无碾压轨迹作业方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶外板双机爬壁拖涂全覆盖无碾压轨迹作业方法，属于船舶与海洋工程中的智能装备制造领域。

背景技术

船舶智能制造是中国制造2025的国家战略布局的重要组成部分，人类不断利用自动化的新技术提升船舶建造的质量和扩大建造产能，使用于船舶建造的机器人技术科研投入不断加大，各种船舶工业机器人技术研究都取得了进展。船舶外板的坞内防污漆涂装是船舶建造环节的重要组成部分，一种船舶外板坞内喷涂机器人，代替了人工手持喷枪近距离点喷涂作业，避免了人体与有毒有害物质的接触，是作业者远离作业点，提高了生产效率，节省了经济效益，提高了喷涂质量。

由于船舶外板在坞内需要作业的直底、水线、干舷等部位区域非常大，以大型VLCC为例，统喷面积可达2.4万平米，以前用人工喷涂时，干舷部分需要4台车8个人喷4-6小时，水线和直底部分需要4台车8个人喷8-10个小时。目前，一种船舶外板坞内喷涂机器人属于爬壁作业设备，机器人的自身重量和负载都不能很大，所搭载喷涂设备数量有限，行进速度不能很快，喷涂作业区域有限，因此，作为大型船舶的坞内防污漆涂装效率较低，单台机器人作业效率要进一步提升的难度大。需考虑采用多台机联合作业以提高作业效率。

而且，由于采用爬壁接触式作业，机器人行走机构与船舶外板表面接触，需要避免机器人误入已涂区域，以免行走机构破坏已涂漆膜，还要避免机器人喷涂行走“画地为牢”，自己将自己的本体封锁在已涂路线区域内，造成机器人走不出去，或者难以返回直底部分的最低点下船，同时，还要避免机器人喷涂作业出现漏涂盲区。如果是多台机作业，特别是单侧采用双机联合作业，这对机器人的轨迹要求非常高，需要详细计算规划机器人的喷涂轨迹，单机既要避免漏涂还要避免碾压，还要兼顾机器人方便在船直底部上下船舶外板，还要考虑双机相会对接时的避免相助碾压和漏涂。并且当前，人工手持喷枪，开高架车横扫喷涂作业，横扫距离约1m/s，高架车蛇形作业，机器人轨迹要尽量与人工手持喷枪的蛇形作业轨迹相似，才能更好代替人工作业。

发明内容

本发明提供一种船舶外板双机爬壁拖涂全覆盖无碾压轨迹作业方法，该方法充分考虑了工程实际应用要求及经济性，简单新颖，功能完善，操作方便，效率高，很好地解决了大尺度船舶表面接触式爬壁喷涂的涂层全覆盖、已涂无碾压、已涂重叠少、补涂区域小、机器人下船高度低、双机有效配合不干涉的难题，具有安全、可靠和高效等优点，极具工程应用价值。

本发明采用的技术方案是：一种船舶外板双机爬壁拖涂全覆盖无碾压轨迹作业方法，所述作业方法包括以下步骤：

步骤一 选择爬壁拖涂机器人配合台数和初始路线

(a)采用喷枪搭载后置于驱动轮的拖涂式喷涂；

(b)采用每船体左右两舷四台机器人共同作业，每舷侧两台机器人对开作业；

(c)两台对开机器人对接处，需要人工作业补涂；

(d)单台机器人从自下而上再到自上而下的蛇形往复无碾压全覆盖作业；

(e)干舷部的喷涂全覆盖无碾压情况与水线部作业轨迹全覆盖无碾压原理一致；

(f)直底部作业空间低，人工直接补涂；

步骤二 船两舷单侧的两台爬壁拖涂机器人上板

(a) 调节吸附力单元，做好机器人附壁准备；

(b) 机器人甲上船板；

(c) 同时，机器人乙上船板；

步骤三 两台爬壁拖涂机器人双机对开作业的广域大面积蛇形轨迹全覆盖无碾压的喷涂

(a) 机器人甲在机器人甲作业起始点处喷涂准备完毕，船艏起点进入通电、供料、回收的准备状态，开枪喷漆，机器人喷枪在机器人喷枪横移丝杠的作用下左右横移，并自下而上垂直水线喷涂，沿着机器人甲船艏行进轨迹线行进；

(b)当机器人甲行进水线部最高处的机器人甲第一道作业最高点时，机器人喷枪关闭，机器人喷枪横移丝杠停止左右横移传动，根据丝杠电机自动限位并将喷枪定位在机器人中心，机器人右转90°，水平并向前即船艉方向行进至接近且小于一个喷枪横移距离L1的位置，取此行进距离为一个蛇形轨迹距离L2,使L2=L1-b，喷涂重叠程度b为20mm；

(c) 当机器人甲以机器人甲第一道右转行进状态，水平向右行进至一个蛇形轨迹距L2,到达机器人甲第二道作业最高点，再向右旋转90°，转到位置后，机器人喷枪，机器人喷枪横移丝杠带动机器人喷枪左右横移喷射，此时机器人前部向下，机器人驱动轮在前，机器人喷枪在后开始自上而下进行拖涂；