机器人涂装
近年来,机器人在涂装车间的喷涂应用中的进步,已经在喷涂的高效性、质量及使用成本方面,有了重要的性能改善。涂装机器人用户以及潜在用户正期待着资金成本的降低、机器人占地面积更小、安装时间及成本的减少,以及能够应用于更宽范围的车型。
为了满足这些目标,一种新的设计办法,已经成功应用于机器人系统中了。机器人涂装系统已经发展到了新的阶段,它可在上述所有领域对最终用户提供重要的帮助。
历史情况
我们是怎样达到这一步的呢？当涂装车间机器人还处在其早期的时候,大家关注最多的都是集中在:它们使机器人操作者费力的进行操作。早期液压机器人的应用,都经历了这样的不良情况:低于期望的正常工作时间、有限的移动精确性和可重复性,以及很高的维护要求。液压机器人当时应用于对车辆内部以及外部,进行涂装作业的许多汽车生产系统当中。
对于车辆涂装作业来说,这一初始的应用阶段,对进一步量化使用机器人的能力和好处,起到了促进作用。它还提供了对于涂装机器人所需改进方面的更好认识,对生产工作而言,这就使它们更为划算。
1985年第一台中空手腕电动涂装机器人的引进,对先前机器人应用的局限性,带来了重大的改进。从80年代中期直到90年代中期,涂装车间机器人系统的设计,都是致力于使机器人操作人员,以可接受的性能和正常工作时间进行操作。除了用于对车辆外部进行涂装的标准机器人以外,还有六轴和七轴机器人被用于各种车盖、行李仓盖板及开门装置,对外部及内部切入区域进行涂装,目标是100%的机器人涂装应用。
经过这一阶段,目标就放在了提高系统的正常工作时间、改进用户界面、使编程更加方便,以及把机器人成功用于连续线体汽车内部和外部涂装作业方面。而另外的工作则放在了,对供漆系统、换色系统和喷具进行有效调节,使它们能够和标准机器人相配合。
电动涂装机器人的引进以及其它进一步的改进工作,大大的提高了整个系统的正常工作时间和涂装质量。一些仍需改进的关键工作是要降低换色和喷涂时的涂料浪费,并改进同机器人相配的喷涂设备的可靠性。
购买以及使用目前的涂装机器人,成本降低,占地更小,并且还能比前几代机器人更快的安装和试运转。
第一台集成了喷涂工艺设备的涂装机器人,是于1996年发明的。“FANUC P-200”就是第一台根据涂装设备而设计的机器人。举例来说,为了尽量降低涂料浪费,换色装置就安装在机器人的手臂上,离喷具尽可能的近些。另外,供漆管路穿过机器人底座的中心进行布置,使机器人能够绕着涂装线路旋转,而不是通过外部方式来控制它们。这种新式机器人设计方式以及软管控制技术提高了涂装线路的可靠性。
此外,在软件的编码中,控制软件的设计突出最关键的涂装程序(如喷枪开关控制),的重要性。这一变化就为减少浪费提供了更为精确(小于4毫秒)的开关枪控制性能。
总之,这一阶段的改进工作在设备的喷涂高效性、系统正常工作时间,以及整个工作周期方面,都有了重要的改进,并且还有降低了操作和设备维护成本。
机器人优化
20世纪90年代晚期,关注焦点是在两个应用领域的优化工作上:对于车门内部、发动机舱、行李仓盖板等等,100%的机器人使用喷涂静电旋转喷雾器(或“旋杯”)进行车身外部涂装作业,以及机器人喷涂的车辆内部涂装作业。对于外部,在旋杯设计以及涂装材料方面的改进工作,使100%的旋杯喷涂成为可能。这些进步结合起来就使金属涂装能够通过旋杯以合适的颜色和外观等级进行喷涂。以前,为了获得满意的外观,车辆外部是用空气喷枪,对二层金属底漆中的至少一层进行涂装作业。比起以前的处理过程,这种杯-杯站喷涂工艺大大的减少了涂料的使用量(20–40%)。
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