目前,国内电饭煲内胆不粘喷涂采用定点半自动喷涂和工人手工操作相结合的方式,需要工人在喷涂前预先手工调节喷涂工艺参数,且对于大规格尺寸的内胆只能手工喷涂,对人工的依赖程度较高。由于没有相关的操作指导,喷涂工艺参数的调节完全依赖于喷涂工人的工作经验,这加剧了产品的喷涂质量合格率低、返工率高和工作效率低的问题。而且,喷涂生产恶劣,在这种条件下工作将工人的身体健康造成严重的影响。随着人口红利消失和制造业升级换代的制造业大环境变化,电饭煲内胆不粘喷涂生产线改进已经迫在眉睫。在此背景下,本研究拟研发出低成本、高柔性、高度自动化的喷涂机电设备,旨在解决目前电饭煲内胆喷涂生产中存在的手工调节工艺参数、半自动定点喷涂、产品合格率不高等问题,这对提升产业制造技术水平、推动电饭锅制造业的升级换代以应对制造业大环境变化具有重要意义。本研究的主要内容包括以下几方面:(1)为明确各个喷涂因素的不同取值对内胆不粘喷涂涂层的影响,以合格的电饭煲内胆喷涂质量为目标,利用生产线现有设备,开展内胆不粘喷涂工艺优化的实验研究。该研究优选出了较好的喷涂工艺参数组合,如气压0.46Mpa、流量1.5圈、转速1.7rps、距离25cm、角度45°和气压0.46Mpa、流量2圈、转速1.8rps、距离20cm、角度60°。(2)基于不粘喷涂工艺优化实验所得到的工艺参数,根据生产实际需求,提出了内胆不粘喷涂工艺的改进方案,并对该方案的节拍、末端执行器的运动路径、干涉等一些关键技术问题展开了研究。该研究确定了采用喷涂机械手的技术改进方案。(3)对喷涂机械手整机进行结构设计。设计出了直线运动机构和角度摆动机构等关键机构,并完成了电机等主要零部件的选型设计。(4)对喷涂机械手的控制系统进行设计。完成了控制系统所需要的电气零部件的选型,分配了控制器的I/O接口,完成了控制系统的电气接线原理图的设计,同时也根据工作要求编写了控制程序、设计了HMI的人机界面。(5)制作了喷涂机械手样机,测试了喷涂机械手的运行性能。试验结果表明:样机能以设定的速度按预定的路径完成相应的喷涂任务,说明样机性能可以满足设计要求。本研究采用了“正交实验”方法获得电饭锅内胆涂层喷涂的较佳工艺参数组合,为喷涂工艺参数调节提供了依据,为改善电饭锅内胆不粘喷涂工艺提供了指导。开发了X、Y轴直线运动加Z轴旋转运动三自由度控制的机械手设备,可喷涂各种规格的内胆,且控制简单,极大减少企业的成本支出。本论文的研究成果的应用对广大中小型电器、家电制造企业在自动化喷涂改造中具有借鉴意义和参考价值。