工業(yè)機器人自動噴涂生產(chǎn)線參數(shù)設計

1、工業(yè)機器人自動噴涂生產(chǎn)線參數(shù)設計1. 噴涂機器人的簡介 噴涂機器人主要是集成了噴涂工藝系統(tǒng)和防爆系統(tǒng)的工業(yè)機器人，可以根據(jù)不同的工件采用不同的程序?qū)ぜ谋砻孢M行油漆的噴涂，機器人的程序可以由人工根據(jù)工件的形狀預先示教（編寫好程序）而成，也可以由專業(yè)的模擬軟件根據(jù)工件的模型先在電腦中運用專業(yè)的模擬軟件（如robot-studio)進行模擬然后再將模擬的程序從電腦導至機器人控制器，從而可以節(jié)省大量的現(xiàn)場調(diào)試時間和新產(chǎn)品開發(fā)周期。根據(jù)國內(nèi)外多家客戶使用證明，噴涂機器人在機車諸多應用中不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，改善員工的工作環(huán)境，并且可以節(jié)省大量的運營成本，提高工件品質(zhì)。針對機車表面顏色多變的要求，

2、機器人還可以配置換色閥，可以對油漆進行快速的切換，節(jié)省換漆時對管路和噴槍的清洗時間。2. 機器人噴涂的優(yōu)勢 1）降低運營成本，減少原料的浪費，提高成品率 噴涂機器人集成了噴涂工藝系統(tǒng)（IPS），可以提高油漆噴漆的上漆率， 提高油漆的利用率。機器人噴涂可以根據(jù)工件的寬度調(diào)節(jié)不同的噴幅，比如在噴涂車廂大面積平噴涂可以采用200MM的扇幅，而在噴涂例如一些邊縫時，則可以采用小的扇幅，如50MM。 并且在噴涂過程中，可以自由的開關槍，不需要改變機器人的噴涂程序，可以節(jié)省油漆的消耗量，并且極其方便。 由于機器人噴涂的高精度，如ABB IRB5400和IRB5500的重復精度達到0.15MM，因此機器人噴

3、涂的膜厚的精度可以達到正負3UM。相比人工的噴涂，既可以提高機車表面的成膜質(zhì)量與一致性，提高成品率，減少修補工作量，又可以節(jié)省油漆。特別是在要求嚴格的場合，油漆的流量可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，即機器人在噴漆的過程中會根據(jù)流量計自動檢測當前流量并且與設定流量進行對比，根據(jù)信號的反饋值自動調(diào)節(jié)流量閥的開度，以達到精確控制流量的目的。 雙組份油漆可以采用預混（即油漆和固化劑預先配好），也可以采用噴槍前混合。采用噴槍前混合可以減少油漆的浪費，因為當油漆和固化劑配好之后，如果有任何問題暫時停噴涂時，油漆會固化，而油漆和固化劑在噴槍前混合則可以避免這種情況發(fā)生。人工噴涂時，操作人員站在三維工作小車上工作，當操作人

4、員噴完一處工件時，三維小車移動將操作人員帶至下一處需要噴涂處，由于此時漆膜未干，小車移動時容易產(chǎn)生灰塵，而導致機車表面漆膜的顆粒。而機器人噴涂則可以避免這個問題。由于機器人導軌位于噴漆室的邊上，因此不會產(chǎn)生灰塵污染工件，機器人本體采用無塵型的設計，不會污染工件表面的漆膜。2） 增強生產(chǎn)柔性 柔性生產(chǎn)是針對大規(guī)模生產(chǎn)的弊端而提出的新型生產(chǎn)模式。即生產(chǎn)系統(tǒng)能對市場需求變化作出快速的適應。如當需要生產(chǎn)一款新的車型時，可以在設計階段就采用電腦模擬，得出相應的參數(shù)，為生產(chǎn)做好準備，可以節(jié)省新產(chǎn)品的交貨時間。此外，可以將若干車型的噴涂程序預先編輯好，在以后的生產(chǎn)中，針對某一種車型可以采用某一個程序，減少生

5、產(chǎn)過程不必要的過渡時間。 滿足安全法規(guī)，改善健康安全條件，減少工人職業(yè)病的發(fā)生 機器人的應用，大大減少了工人在噴漆室內(nèi)的工作時間，可以避免工人由于時間長時間噴漆而產(chǎn)生的職業(yè)病，改善了工人的工作環(huán)境，同時可以減少熟練工人的跳槽率，有利于控制產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定。隨著國內(nèi)環(huán)保法的立法，我們的制造工廠在如何減少污染排放方面也應有相當?shù)闹匾?，而機器人的噴涂可以減少達賴那個的污染。目前，國內(nèi)越來越重視EHS管理體系（EHS:環(huán)境Environment，健康Health，安全Safety），機器人的應用也幫助制造工廠提高EHS的管理水平有著重要的價值。 4）降低投資成本，減少產(chǎn)品的交貨期 由于機器人的生

6、產(chǎn)效率比傳統(tǒng)的手工效率要多，因此在單位時間內(nèi)的生產(chǎn)的工件數(shù)量要比手工生產(chǎn)要多。如傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)需要8小時才能噴涂一節(jié)車廂，而采用機器人只需要4小時，所以機器人的生產(chǎn)效率就為手工的生產(chǎn)效率的兩倍。正是如此，我們的機車制造工廠可以減少一半的廠房建筑面積和噴涂室的數(shù)量。我們都知道，采用機器人噴涂可以提高生產(chǎn)的效率，可以提高單位時間內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量，因此我們可以減少產(chǎn)品的交貨周期。 當然，采用機器人生產(chǎn)的優(yōu)勢還有很多，比如精益化生產(chǎn)，減少存貨數(shù)量等。3.噴漆所需前12項目1）噴槍清潔項目 通孔針 噴槍用潤滑油 噴槍清潔組 剛刷2) 噴槍座3） 噴槍過濾器4） 噴槍保養(yǎng)零件組各用戶需依設備，請供應商提供

7、相關資料以ACCU56系列自動噴槍為例5） 玻璃面壓力表6） 管線及相關接頭7） 球閥及鐵夫龍止帶8） 健康及安全用品9） 干凈氣源系統(tǒng)10） 地板用紙11） 噴漆框涂裝12） 更換噴槍噴嘴3噴涂對象分析被噴涂零件的形狀、幾何尺寸是自動噴涂線上的主要設計依據(jù)。1）分析被噴涂零件的幾何特征尺寸。一般幾何特征尺寸指最大噴涂面上的輪廓尺寸，根據(jù)這些參數(shù)選擇噴涂設備的最大噴涂行程。2）進行噴涂區(qū)域劃分，計算噴涂面積。一般按近似六面體劃分區(qū)域，并計算出每個區(qū)域的面積。根據(jù)噴涂面積大小和噴涂形面特征確定噴涂設備的型式。對較平整的噴涂面，可選噴涂機噴涂；而對形面較復雜或噴涂面法線方向尺寸變化較大的作業(yè)面，則

8、可選擇機器人噴涂。4噴涂工藝及參數(shù)分析生產(chǎn)廠家根據(jù)被噴零件性能、作用及外觀要求確定涂層質(zhì)量要求。同時，根據(jù)這些要求又確定了滿足質(zhì)量保證的噴涂材料和工藝過程。自動噴涂線則必須按照這些要求和工藝過程來進行噴涂作業(yè)。l）根據(jù)涂層厚度和質(zhì)量要求決定噴涂遍數(shù)。2）依據(jù)涂料材料的流動性和鏈速確定流平時間和區(qū)間距離。3）按照涂層光澤度要求和涂料物理性能（如粘度、電導率等）確定噴槍類型。4）根據(jù)節(jié)拍時間和噴涂設備的速度（空氣噴槍約為0.50.8m/s、靜電旋杯約為0.30.5m/s、噴涂形狀重疊（1/41/3），計算每臺設備在一個節(jié)拍內(nèi)的噴涂面積，比較這個計算結果與噴涂區(qū)域分配面積大小，如果計算結果小于噴涂區(qū)

9、域分配面積，說明噴涂設備的噴涂能力不足，需要增加設備。另外，擴大噴涂能力的另一個方法是在一臺設備上安裝多支噴槍。5噴涂線設備選型（1）輸送鏈 涂裝線的輸送鏈，對于前處理和電泳工位，一般選用懸掛鏈；對于涂層光澤度要求較高的噴涂、流平、烘干段，選用地面鏈；對于需仰噴的噴涂零件和光澤度要求不高的噴涂，選用懸掛鏈，這種鏈消耗動力少、維修方便。選用輸送鏈時，還應滿足承載能力和幾何尺寸的要求。（2）噴具 噴具的選擇主要取決于涂層的質(zhì)量要求和涂料性能參數(shù)。表1是幾種噴具的主要參數(shù)比較。 表 1 噴具的主要參數(shù)比較噴槍型式霧化形式霧化傳遞效率(%)噴嘴到工件距離/mm空氣噴槍空氣一般1530200300靜電空

10、氣噴槍空氣一般4575250300無氣噴槍液壓差2040300370旋杯靜電噴槍離心力好7090250300盤式靜電噴槍離心力好6590選擇噴具，除了采用常規(guī)方法之外，對于一般仿形自動噴涂機和自動噴涂機，盡可能采用靜電噴槍；對于機器人，通常采用空氣噴槍。自動噴槍的自動換色系統(tǒng)一般都要配置自動清洗功能。在噴涂過程中定時清洗，以保證噴嘴的噴涂狀態(tài)一致、噴涂質(zhì)量一致。（3）噴涂設備1）被噴形面凸凹變化較大、形狀復雜，則選用6軸通用機器人，否則選用自動噴涂機或仿形機。2）設備的工作范圍和運動參數(shù)必須滿足噴涂工藝要求。3）設備的功能參數(shù)和控制器必須實現(xiàn)自動控制。4）根據(jù)工藝參數(shù)分析，確定設備數(shù)量。6對噴涂室要求1）自動噴涂線配置的噴涂室，除了滿足一般涂裝工藝要求外，噴涂室里的動力設備應能受總控制臺控制，并實現(xiàn)聯(lián)鎖控制。2）噴涂室風速應按表2設計。3）對于靜電噴涂作業(yè)，噴涂室所有導電體必須接地，噴涂設備和其運動件必須有良好的接地。4）噴涂室內(nèi)自動噴涂設備周圍應有標志和柵欄，以防止人在設備工作時誤入工作區(qū)，發(fā)生人身傷亡事故。 表