與傳統(tǒng)的機械噴涂相比,采用機器人噴涂有2個突出的優(yōu)點:可以減少大約30%~40%的噴槍數(shù)量地捂;提高了噴涂的速度顶恍。為了適應(yīng)高速噴涂,在內(nèi)表面噴涂和第2層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉(zhuǎn)噴槍瞭剧。
多年以來今搂,汽車車體連續(xù)噴涂主要由機械噴涂和手工噴涂2部分組成,機械噴涂完成車體外表面的噴涂工作盘挠,內(nèi)表面如車門閉合處的噴涂則由手工噴涂完成饼簸。如果對車體進行3層噴涂時,底漆和金屬漆分別在不同的噴涂室進行噴涂遗挚,每個車體通常需設(shè)置多達30個霧化噴槍噴涂外表面倾皿,同時還要設(shè)置15個手工噴槍進行手工噴涂。在手工噴涂和第2層金屬漆的噴涂過程中勃犬,油漆是由空氣霧化器霧化的惩阶,相比在外表面噴涂時的靜電霧化過程,空氣霧化器對油漆的霧化效率較低。
采用機器人噴涂
為了追求噴涂過程更大的靈活性和更高的效率断楷,從20世紀90年代起汽車工業(yè)開始引入機器人來代替噴涂機械锨匆,同時開始使用機器人進行內(nèi)表面的自動噴涂。
現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展帶來汽車型號的迅速變化和車體設(shè)計的不斷調(diào)整冬筒,只有采用機器人才能適應(yīng)這種頻繁變化的生產(chǎn)要求恐锣。機器人的作用是控制噴槍,使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離(一般為200mm)账千。為了實現(xiàn)這一任務(wù)侥蒙,工程師采用專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理,確定噴槍的移動路徑和相應(yīng)的噴涂參數(shù)匀奏。然后將這些數(shù)據(jù)傳輸給機器人控制器鞭衩,在整個噴涂過程中控制機器人的動作。一般來說娃善,只有在比較復(fù)雜的和要求非常精確的噴涂過程才需要這樣的處理论衍。
與傳統(tǒng)的機械噴涂相比,采用機器人噴涂有2個突出的優(yōu)點:可以減少大約30%~40%的噴槍數(shù)量聚磺;提高了噴槍運動的速度瓤计。為了適應(yīng)高速噴涂,在內(nèi)表面噴涂和第2層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉(zhuǎn)噴槍莹宁。
在環(huán)保意識日益增強的今天圾峭,人們稱環(huán)保效果好的涂裝廠為“綠色工廠”,技術(shù)陳舊的涂裝廠為“褐色工廠”审腺。無論是新建綠色工廠還是改造褐色工廠堤谴,建立機器人全自動噴涂生產(chǎn)線都是十分必要的。在新建工廠時确列,合理使用資金是最重要的原則栋固,因此降低噴涂生產(chǎn)線的投入是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。而對于那些需要改造的工廠來說我昵,如何將機器人合理引入到現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)線埋署,以及由此而產(chǎn)生的費用則是關(guān)鍵性的問題。
EcoRP涂裝機器人
德國杜爾集團公司(簡稱“杜爾公司”)是專門設(shè)計和生產(chǎn)汽車涂裝生產(chǎn)線的國際公司芬角。自1997年起绷匀,開始生產(chǎn)專門用于涂裝生產(chǎn)的機器人。目前汁蝶,已經(jīng)有超過3 000臺杜爾公司生產(chǎn)的涂裝機器人在全世界工作渐扮。2005年,杜爾公司發(fā)布了新一代EcoRP涂裝機器人系列的第一個產(chǎn)品掖棉,它是噴涂廠替代原有的外表面噴涂機械的最好的選擇墓律。
2007年,杜爾公司在每兩年一屆的“Open House”展覽會上又推出了一批EcoRP涂裝機器人的新產(chǎn)品。
其中的噴涂機器人用于外表面和內(nèi)表面的噴涂耻讽,操作機器人則用于在噴涂過程中打開車門察纯、抬起引擎蓋和后備箱蓋。這些機器人都安裝在噴涂室墻壁的軌道上针肥,可以根據(jù)工作的需要調(diào)整位置饼记。這些機器人相互配合工作,能夠?qū)圀w和其他零件進行各種噴涂工作慰枕,如圖1所示具则。
新一代涂裝機器人的設(shè)計貫徹了模塊化結(jié)構(gòu)的原則,機器人可以配備不同的連接裝置具帮,這樣既能夠以固定方式工作也可以安裝在軌道上工作博肋。軌道可以固定在噴涂室側(cè)壁上,也可以固定在靠近天花板的位置停迫。如果把噴涂機器人的霧化噴槍改成操作夾具刹震,就成為操作開門的機器人了,因為2種機器人的驅(qū)動系統(tǒng)是一樣的擎若。
機器人工作臂的運動方式可以選擇裝配成兩軸或三軸的环自。雙軸的機器人配合高速旋轉(zhuǎn)的噴槍,以旋轉(zhuǎn)對稱的運動方式工作漂肖,這樣能減少一個驅(qū)動軸辰襟,減輕重量、簡化設(shè)計躯括。
機器人的噴涂工作主要有2種模式:一種是動/靜模式诞书,在這種模式下,噴涂物先被傳送到噴涂室中棋裳,在噴涂過程中保持靜止(見圖2)。另外一種是流動模式贩纵,在這種模式下凭协,噴涂物勻速通過噴涂室(見圖3)。在動/靜模式時機器人可以移動懒叛,在流動模式時機器人是固定不動的丸冕。
圖2
圖3
在外表面噴涂過程中,機器人安置在可升降的軌道上薛窥,能夠自由接近噴涂體的表面胖烛,因此可以縮小操作空間,降低運營費用诅迷。在舊工廠的改造中佩番,如果以這種方式用機器人取代舊機械,就可以保持原有的噴涂室不變。這樣既能降低改造成本趟畏,又能縮短工期贡歧。在內(nèi)表面噴涂室中,不同機器人的軌道可以上下平行安裝赋秀。用于打開引擎蓋和后備箱蓋的操作機器人安置在較高的軌道上利朵,這樣就能“跨越”安置在下方軌道上的噴涂機器人而工作(見圖4)。這種方案可以使噴涂室縮短1~2m猎莲,既能減少建設(shè)投資绍弟,又能降低運營成本。
圖4
機器人的電源石阵、控制器和安全系統(tǒng)都安裝在噴涂室外的控制箱內(nèi)郁表。由于控制箱也采用模塊化的設(shè)計,因此能很方便地針對客戶實際的涂裝流程進行優(yōu)化的配置床少。在杜爾公司生產(chǎn)的先進的涂裝系統(tǒng)中砂两,采用了多運動柔性控制技術(shù),將機器人的控制和噴涂流程的控制集成在一起進行處理橘疚,不需要再設(shè)置噴涂流程的控制了汪汰。
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