喷涂机器人是现代制造业的重要装备之一,是机器人技术与喷涂过程控制结合的产物,其在汽车、五金、船舶、电子行业等领域得到广泛应用。工艺控制系统是喷涂机器人的重要组成部分,对汽车表面喷涂质量有着关键性的因素。随着喷涂应用技术的发展和汽车生产厂商对汽车喷漆工艺要求的提升,对于工艺控制软件的设计也提出了新的要求。由于早前的软件在开放性和功能性上的不足,已经很难满足实际应用需求,因此设计新的工艺控制软件具有非常大的商业价值和实用价值。本课题以某喷涂机器人的新产品应用开发项目为背景,结合用户实际生产需求,开发喷涂机器人工艺控制系统软件。本文的研究对象为ABB的IRB5500喷涂机器人工艺控制系统。工艺控制系统软件的设计基于现有的ABB工艺控制模块PIB-03,其内部操作系统为嵌入式Linux。论文首先分析了喷涂机器人工艺控制系统的软硬件结构;针对换色系统详细阐述了换色系统的硬件组成和控制原理。随后,给出了换色系统软件的总体方案,包括换色系统底层软件架构、软件体系和应用需求,并对嵌入式Linux的开发平台特点和Python多线程编程技术做了介绍;通过功能分解将工艺控制系统软件分为换色系统底层软件和示教器的工艺应用软件。针对换色系统底层软件,结合python编程语言的特点,根据功能需求设计流程图并采用Python语言设计完成换色系统各功能模块和用户文件系统,包括引擎模块、初始化模块、系统模块、信号处理模块、程序与管路处理模块、单线换色模块、双线换色模块、A/B双线换色模块、自定义换色模块、通讯模块、任务与报警模块和数据管理模块,实现了换色过程的进程控制、逻辑处理等。另外,设计完成的换色系统与集成工艺系统的接口实现了由Python程序控制喷涂工艺设备的方式;PLC与换色系统的接口设计实现了换色系统的独立控制。针对示教器的工艺应用软件的开发,给出了基于.NET的喷涂示教器工艺应用模块开发原理,采用XML和C#语言设计喷涂示教器工艺应用软件各模块,包括刷子设置子模块、换色功能子模块、监控功能子模块和工艺参数设置子模块,完成了示教器人机交互界面设计,并实现了示教器的工艺应用功能。最后对喷涂机器人换色系统进行了功能测试和接口测试,通过监控换色系统的实时输出和可视化仿真验证了软件的有效性;所构建的可视化的仿真平台基于ABB的RobotStudio与Robview5软件,其直观地监控了换色过程中机器人的运动、工艺设备的输出和工艺流程;此外,给出了喷涂系统集成方案,并在喷涂测试机器人上通过示教器和GUI监控软件完成了系统人机交互测试。