维普资讯 http://www.cqvip.com ．生 产碗场 机器人涂装 近年来，机器人涂装已经在喷 外部涂装作业方面。同时对供漆系 涂的高效性、质量及使用成本方面 统、换色系统和喷具进行有效调 有了很大的改进。涂装机器人用户 节，使它们能够和标准机器人相匹 以及潜在用户正期待着进一步降低 配。 投资成本、减少机器人占地面积、 电动涂装机器人的引进以及其 缩短安装时间及调试时间，以及能 他进一步的改进工作，大大提高了 够将机器人涂装应用于更广范围的 整个系统的有效工作时间和涂装质 车型。 量。一些仍需改进的关键工作是要 图１目前使用的涂装机器人．成本降 低、占地更小．并且还能比前几代 机器人更快地安装和试运转 为了达到这些目标，一种新的 减少换色和喷涂时的涂料浪费，并 设计办法已经成功应用于机器人系 改进同机器人相匹配的喷涂设备的 统中了。这使得机器人涂装系统发 可靠性。 展到了新的阶段，满足了用户需 行李仓盖板等的内部喷涂及外部喷 集成了喷涂工艺设备的集成式 涂１Ｏ０％采用静电旋转喷雾器（或 求，可在上述领域为最终用户提供 涂装机器人发明于１９９６年， ＦＡＮＵＣ “旋杯”）。以前，为了获得满意的外 重要的帮助。 Ｐ－２００”就是第１台根据涂装设备而设 观，车辆外部的两层金属底漆中， 计的集成式涂装机器人。为了尽量 至少有一层由空气喷进行涂装作 减少涂料浪费，换色装置就安装在 业。现在通过对旋杯进行设计以及 机器人涂装的发展历史 早期用于对车辆内部及外部进 机器人的手臂上，离喷具尽可能地 涂装材料方面的改进工作，使金属 行涂装作业的液压机器人存在着使 近些。另外，供漆管路穿过机器人 底色漆１ Ｏ０％采用旋杯喷涂成为可 用效率低、移动精度差、可重复性 底座中心进行布置，使机器人能够 能。比起以前的喷涂过程，这种杯。 低和维护要求高等缺陷。 绕着涂装线路旋转，而不是通过外 杯站喷涂工艺可减少２０％￣４０％的涂 １９８５年第１台中空手腕电动涂装 部方式来控制它们。这种新式机器 料使用量。 机器人的应用 给早期机器人的应 人设计方式以及软管控制技术提高 ２１世纪早期，随着开门装置的 协调性及牢固性问题的解决．采用 用缺陷带来了重大改进。从２０世纪 了涂装线路的可靠性。 ８０年代中期到９０年代中期，涂装车 此外，在软件的编码中，控制 机器人进行车内涂装作业变得成熟 间机器人系统的设计致力于使机器 软件的设计突出了最关键的喷涂程 起来。而且，在许多喷涂机器人装 人操作人员以可接受的性能和正常 序（如喷开关控制）的重要性， 置中 以更加高效的旋杯取代了喷 工作时间进行操作。除了对车辆外 这一变化为减少浪费提供了更为精 进行内部涂装作业。采用旋杯进 部进行涂装的标准机器人之外，还 确（小于４ ｍｓ）的开关控制性 行内部涂装作业的一个关键因素是 开发了六轴和七轴机器人，用于对 能。 各种车盖、行李仓盖板及开门装置 喷雾模式的优化，目的是能够在车 总之，这一阶段的改进工作不 身边缘或不同表面（如门侧柱的折 的外部及内部区域进行涂装，最终 仅提高了生产效率，而且还降低了 页区域）的区域获得均匀的涂层厚 目标是１ Ｏ０％采用机器人涂装。 经过上一阶段后，开发目标又 放在了提高系统的有效工作时间、 改进用户界面、使编程更加方便， 操作和设备维护的成本（见图１）。 度。 机器人优化 现在，车辆内部及外部喷涂 １ Ｏ０％都能够采用机器人技术，并取 ２０世纪９０年代晚期，机器人优 得了出色的涂装效果。而且，从２０ 以及把机器人成功用于汽车内部和 化的重点是车门内部、发动机舱和 世纪９０年代中期到２１世纪初 汽车 ２０ ｌ汽车－ｒ艺与材料ＡＴ＆Ｍ ２ｏｏ８年第７期 维普资讯 http://www.cqvip.com
生产顼扬。 喷涂线采用在机器人上装喷和机 喷涂性能 减少了最终用户的资金 器人上装旋杯的混合使用比例已从 和使用成本，而且能够非常快速地 １ ９９５年的大约８５％喷和１ ５％旋杯 进行安装并投入工作。因为它包含 转变为８５％旋杯和１５％喷。 了在传统上同机器人涂装系统不相 关的要素．所以不同于前代的机器 主题上的变化 图２在以前的技术中。机器人、导 人。 在涂装机器人发展的前２０年 轨、气动控制系统及控制子系统 以前的机器人涂装系统只是提 里，机器人生产商针对所有的喷涂 都是建造的。之后再在系统 供机器人和喷涂工具，而不是针对 应用，推广了一种“通用”机器人及喷 建造时进行组装 具体的喷涂目标。现在通过改善车 涂系统，基本设计由１个６轴机器人 系统都具备了长时间正常工作的能 辆外部涂装工艺并增加快速、低 构成。如果把它安装到１根线性导轨 力，是具有高效性和经济性的涂装 成本的安装、试运行以及操作的要 上形成第７轴，则可增加机器人在车 作业系统。涂装机器人应用技术已 素，可根据最终用户想要购买的是 身运行方向的工作覆盖范围。通过 非常成熟，主要的机动车制造商几 什么产品而对产品设计进行合理化 改变机器人喷涂设备的机械臂长， 乎都把机器人喷涂做为优先选择的 改进。 保证其在车内和车外喷涂中普遍适 喷涂方式，所以没有人会考虑还需 此外，新型涂装机器人具有比 用。 要进行哪些改进。但如果从更高层 较小的占地面积和应用的灵活性。 机器人喷涂设备包括机器人操 次上展望今后的发展趋势，现有的 可以在较小面积的工作站内进行喷 作者．供漆设备和喷具。在系统组 机器人喷涂系统还是存在一些潜在 涂作业，这样既减少投入成本又降 装期间，每一台机器人或机器人喷 的性问题，包括： 低使用成本，同时还保持了适应一 涂设备都同其他的设备相连接。这 ａ．拥有１部通用机器人进行车内 系列车辆大小尺寸的灵活性。 些其他的设备包括：各种方式的启 以及车外喷涂是最好的办法吗７ 到目前为止，大多数用于水性 动控制装置、第７轴线性导轨、空气 ｂ．如果不是，那么假如喷涂目的 涂料的喷漆设备都遇到了操作性能 控制板、操作人员控制板以及单元 更加明确．有没有更先进的系统７ 降低或者是结构相对繁复的问题， 控制“ＰＬＣ”。 ｃ．机器人设计中有哪些要素需要 而新型涂装机器人喷涂水性涂料 在一种标准的安装方式中，为确 改进，以使整个系统效率更高７ 就像喷涂溶剂型涂料一样简单而有 保机器人设备的性能，机器人制造商 ｄ．。产品”的恰当定义是什么７它 效。 首先在本厂对机器人设备进行组装、 是指一种涂装机器人还是一个涂装 这种机器人的设计，通过减少 调试、加载预备程序，并通过测试操 系统７ 喷涂工作站外部过道上不需要的设 作运转（标准情况是２０ ｈ）。然后把 ｅ．对于给最终用户的可交付使用 备，给工作站的外部场地节省了空 机器人设备拆卸、包装，发运给客 件，哪些应该看作是。产品 ，哪些应 间。 户后，再重新组装。安装之后．按 该看作是“系统”７ 该产品已经超过了预期的性能 照设备说明书规定的项目对其进行 目标，并且通过推广升离地面的轨 调试，例如根据螺线管线圈位置设 用途明确的机器人 道安装机器人的使用，改变了机 定的阀门启动所要求的气动延迟时 为了找到这些问题的最佳答案 动车行业进行车外涂装的途径。 间或者是校准闭合回路空气流仪表 并开发出适当的解决办法，涂装机 自２００３年７月以来，数以百部的 系统等（参见图２）。 器人系统的发展进入到了一个新的 “ＦＡＮＵＣ Ｐ－５００ｉＡ＇’涂装机器人已经安 一般来说，可交付使用件包 阶段：开发专用的涂装机器人。 装于全世界很多客户的工厂内。其 括：涂装机器人设备以及诸如控制 代表这一发展阶段机器人开发成功 设计带来了创新性的思考，而这种 装置、气动装置等系统元件。机器 案例之一的就是２００３年开发出的 思考又在机器人设计、处理设备设 人供货商将这两个部分整合起来， “Ｐ．５００”涂装系统。 计、产品维护、编程方式及安装相 并将集成的系统提供给最终用户。 同传统机器人喷涂比较起来， 关领域中产生出多重的专利权和专 ２１世纪初供应的机器人喷涂 “Ｐ．５００”涂装系统能够提供更强的 利权申请。 ２ｏｏ８年第７期 汽车Ｔ艺与材料ＡＴ＆Ｍ ｌ ２１ 维普资讯 http://www.cqvip.com ± 生产ｔ瑛！ｌｌ砀 强 的机器人系统相比，新一代的机器 系统优势 人系统在许多情况下都降低了超过 “Ｐ一５００”系统提供了最佳的均 ２０％的运营成本。为配合最终用户 匀性和喷涂处理效果，有专利权的 有限的设备停工期。系统能在一周 处理方式以及优化的喷涂设备最大 之内就完成安装并进行试运转。 程度地降低了涂装作业时的过喷现 对于水性涂料静电涂装作业， 象。 “Ｐ一５００”系统能提供一种高效的输 图３专为模件结构提供的一种机器人系 大大降低客户的投入成本体现 漆方式，无需外部对接或金属罐交 统。其目的是用于外部车辆涂装作 在两个方面：ａ．机器人系统的价格降 换。这种新方法对喷涂水性涂料而 业，系统特征是轨道安装．升级的 低了：ｂ．机器人系统的设计适合于更 言，大大增强了喷涂的高效性，减 机器人。以及简化了的控制结构 小的占地面积。在某些情况下，可 少了涂料使用量，并大大降低了输 间。另外，特别把机器人提升到空 以节约４０％的空间，因而明显减少 漆方式的复杂性及维修成本。 中大约７英尺（约２。１３ ｍ）处，这就 了喷涂工作站的建造成本。 修改并简化了的控制装置结构 给操作人员提供了一个清楚的观察 “Ｐ一５００”系统的高效性降低了用 （参见图３）减少了所需控制面板的 窗ｎ 并允许通道门直接布局于机 户的使用成本和维护成本。和以前 数量，腾出了工作站外部的过道空 器人的下面。圃 ２２ ｌ汽车Ｔ艺与材ｆ－＇ｔ ＡＴＳｚＭ ２００８年第７期