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行業資訊

噴涂機器人的發展及噴涂質量因素

發布日期:2018-11-01 08:56:00
      為了追求噴涂過程更高的效率和更大的靈活性,從20世紀90年代起汽車工業開始引入機器人技術。噴涂機器人是機器人大家族中一個分支,在高質量噴涂應用中獲得迅猛的發展,噴涂機器人主要包含三部分:機器人本體、霧化噴涂系統和噴涂控制系統。霧化噴涂系統包括:流量控制器、霧化器和空氣壓力調節器等。噴涂控制系統包含了空氣壓力模擬量控制、流量輸出模擬量控制和開槍信號控制等。與傳統的機械噴涂相比,采用噴涂機器人大大降低了人工噴涂的勞動強度,解決了人為噴涂厚度不均和情緒不穩定的問題,涂裝生產線一般都是連續運行的,工人可能由于生病、家里的原因請假以及個人的情緒波動都會影響噴涂產品的質量,機器人不知疲倦的工作不僅為企業節約了人力成本,而且提高了噴涂的質量。因為噴涂機器人會按照工程師的程序指令進行穩定、重復地工作,噴槍與工件之間保持著既定的距離、角度,輸出的油漆量也是設定好的,霧化效果也是預先設定好的,而且機器人還可以帶著噴槍到達人工難以噴涂的部位,因為柔性機器人的安裝方式很靈活,可以安裝在地面、倒立懸掛在噴漆室頂部和噴房側面進行噴漆。不僅如此,機器人由于噴涂的穩定性和一致性,不會出現超范圍噴涂,這樣大大節約了油漆,提高了油漆的回收率。安全是噴涂環節中企業非常重視的,噴涂機器人很大的貢獻之一就是將噴涂工作者從危險的工作環境和枯燥的工作狀態中替換出來,這樣可以減少公司在防護用具上的支出,并降低了后續因工作環境因素導致工人身體傷害的補償成本及法律成本。機器人本身的靈活性決定了可以在高密度生產線或空間內安裝,可以有地面、墻壁、導軌、頂棚等多種多樣的安裝方式,并且機器人的大小不同,可以選擇適合噴房尺寸的機器人,這樣使得噴漆室的面積縮小,節約了場地成本。噴涂的環境也是需要一定的能熬來維持的,空間的縮小能使得能耗的降低。 
  噴涂機器人的發展是非常迅速的,早期的噴涂機器人無法在一個噴涂程序中間隨時更改流量,而今流量的控制直接在機器人的控制系統中進行控制,使流量控制更加準確和便捷。在機器人防爆方面,目前廣泛采用氣體正壓防爆方式,就是將機器人手臂上的電機等電器原件封閉在殼體內,工作時殼體通入高于外界壓力的25pa的阻燃氣體,以防止工作環境可燃氣體的進入,而且對殼體內氣壓進行實時的監測,這使得噴涂機器人的安全級別是很高的。為了減少現場軌跡編程的時間,機器人離線編程技術得到了應用,通過計算機編程軟件的軌跡畫面就可以生成機器人的軌跡指令,節約了在機器人示教的中的時間。同時機器人視覺的發展也給企業帶來了福音,同樣的工件配合機器視覺就不用擔心工件在掛具上擺放的不一致,擺放凌亂的工件也同樣可以進行噴涂,因為偏差會讓機器人實時地矯正自己的軌跡位置,從而讓工件獲得好的噴涂效果。
  機器人噴涂的質量因素中,其中有一個重要的因素是漆膜厚度的控制,干膜的厚度是F*N*M/S*W,F是流量,N是涂料體積固體含量,M是涂料的轉移率,S是走槍速度,W是噴幅的寬度。流量的控制分兩類,一種是使用計量齒輪泵,即每轉一圈所獲得的體積數是恒定的,機器人通過控制計量泵的轉速來定量供漆,在這類系統中,涂料的動力來自齒輪泵產生的壓力。二是通過流量計和節流閥組成的閉路系統來控制,在這類系統中,涂料的壓力來源于供漆系統,流量計獲得流量信號傳到機器人系統與已標定的值作比較,當流量有偏差時,機器人通過改變節流閥開閉度來調節流量。使用第二種方案控制對供漆壓力的穩定性要求很高。影響涂料的轉移率的第一因素是噴涂設備的選擇,普通空氣噴槍、靜電空氣噴槍和旋杯對涂料的轉移率有明顯區別,影響涂料轉移率的第二個因素是靜電。走槍速度的控制也是很關鍵的,在生產中一般旋被的選用速度為600至1000mm/s,空氣噴槍選用的速度為800至1500mm/s之間。影響膜厚的一個因子是噴幅寬度,對于空氣噴槍來說,霧化空氣壓力與扇面空氣壓力的比值對噴幅寬度呈線性影響。所以當修改相應的噴涂流量時,需考慮因為調整了霧化和空氣壓力值間接影響到噴幅的寬度。
 
       噴涂生產線施工安裝期間需要注意的事項
 
       噴涂生產線圖紙設計工作期間需采用計算機 3D/AutoCAD 輔助設計,務求準確、高質量地完成設計工作。所有部件的設計數據以采購合同技術條件為依據。所有非標自制設備的設計力求技術先進、實用、可靠、安全、便于維修。設計圖紙必須經過客戶審核才能下發給制作部, 需要有設計方面所提的意見處理結果記錄表。
 
      制造期間需要認真完成所有部件工藝制定、確保工藝的先進性。所有部件的制作、用料均以合同技術條件(會簽圖紙)為依據。所有部件的制造均美觀大方,可參觀性強。
 
      噴涂線現場施工期間需要認真制定現場施工進度計劃,組織安排好施工人員的工作,認真做好現場施工的安全宣傳工作,提高施工人員的安全意識。 所有噴涂設備的定位、安裝均以合同技術條件(會簽圖紙)為依據,認真聽取甲方技術工程師對現場施工工作方面所提的意見。根據施工計劃定期對每項工作檢查、總結,對可能延期的工作及時進行調整。 在保證施工質量的前提下,盡可能早地完成自動噴涂設備的制作、安裝。
 
      噴涂生產現場調試期間制定現場調試計劃,組織安排好施工人員進行調試工作。及時通知甲方,以便安排操作人員參與進行調試工作,為及早生產做好準備。在調試過程中,盡可能詳細地為甲方操作人員進行操作培訓。制定詳細的設備資料、操作說明書交付甲方。
 
       大型工件噴涂需要用到七軸,六關節的機器人配合行走裝置進行噴涂作業,而大型工件一般人工不宜上下件,則需用到手動葫蘆來配合使用。涂裝室配置4個2t葫蘆(靠近中間位置,間隔3m),應采用國內知名品牌。手拉葫蘆載無載狀態下,拉動手拉鏈條個機構應運轉靈活,不應有卡阻或時松時緊的現象。
 
      手拉葫蘆載滿載動作時應符合以下要求:
  
      a)起重鏈條和起重鏈輪、游輪,手拉鏈條與手拉輪嚙合良好;
 
      b)齒輪副運轉平穩,無異?,F象;
 
      c)起升、下降過程中起重鏈條無扭結現象;
 
      d)起升時手拉力無明顯變化;
 
      e)制動器動作可靠。
 
      手拉葫蘆空載且環尾限制裝置處于工作狀態下,在手拉鏈的下降側施加2.5倍的手拉力時,整機應能可靠的承受住,不應有破損現象。吊鉤應符合JB/T4207.1規定,應在水平面上做360°的回轉,下吊鉤應裝設符合JB/T4207.2規定的鉤口閉鎖裝置。起重鏈條應符合JB/T20946和JB/T20947的規定,其等級應符合手拉葫蘆工作級別的要求。手拉鏈條的連環環可以不焊接,單在1.2KN拉力下不應有允許有影響使用的變形。手拉葫蘆應裝有環尾限制裝置,并符合整機限位強度要求。手拉葫蘆應配置合適的導鏈和擋鏈裝置,對鏈條和鏈輪也和起輔助作用,而且在手拉葫蘆在隨意放置和晃動時,鏈條不應從鏈輪槽中脫落。
 
       當停止拉動手鏈時,應能立即制動,并能可靠的支持住吊掛的載荷,制動器、齒輪副都應裝設合適護罩以防塵土。手拉葫蘆各部分應制造良好,不應有影響使用和外觀的傷痕、毛刺等缺陷。手拉葫蘆外露表面應進行防銹處理,涂層應均勻,色澤應一致,不應有腐蝕現象。
 
 
       用于活塞裙石墨化處理的全自動噴涂設備
 
      該自動噴涂整套設備主要用于活塞裙石墨化處理。由自動噴涂機、自動液體噴砂機、烘箱等組成;由旋轉工作臺、自動噴涂槍、除霧系統及加溫、除濕用外圍噴涂室等組成。自動液體噴砂機由自動噴槍、磨液泵、旋轉工作臺等組成。烘箱由臺車、箱體、加熱系統等組成。結構設計合理,控制性能好,驅動裝置響應快,使用操作維修方便,防護涂層經久耐用。
 
       自動液體噴砂機采用厚度≥3mm的不銹鋼板焊接而成。內設帶防護罩的照明裝置,內壁安裝厚度≥6mm的耐磨橡膠板。噴頭的上下移動、噴砂工作臺的轉動均采用程序化控制,可手動調節。觀察窗采用鋼化玻璃,窗內加筑40×40mm的方形防護網,防止噴槍反彈破壞觀察窗,窗內刮水器采用氣動或電動刮水器。工作臺可以在圓周內自動轉動,可無級調速。臺面應鋪設厚度≥6mm的耐磨橡膠墊,工作臺下配工作艙格柵1付。
 
      噴砂主要有磨液泵和空氣為動力,噴砂具有兩種工作方式:一是不加壓縮空氣,只靠磨液泵供給磨液,通過噴槍完成噴砂任務;二是氣-泵兼用的工作方式,通過腳控氣閥對壓縮空氣的控制,可自由切換。在儲磨液槽內攪拌噴嘴所噴射的范圍內,應采用厚度≥8mm的加厚板或采用其他抗磨處理。
 
       工作臺直徑φ600mm,承重≥500kg,轉速3~50rpm無級可調。工作臺距地面高度700mm。噴涂零件高度≥800mm,槍架上下行程650mm~1600mm(可調),移動速度10~80mm/s(可調)。槍架前后移動行程0mm~300mm(可調),噴槍內徑φ0.5~1.5mm,噴涂量50~150mL/min(可調),扇形霧幅≤200mm,圓形霧幅≤φ45mm。噴涂厚度為0.015mm~0.04mm。噴涂動力及方式是氮氣,工作壓力0.15~0.40Mpa,與工件表面垂直噴涂。噴涂室工作環境:溫度≥15℃,濕度≤70%(投標方提供)。除霧方式為濕式。
 
 
      自動噴涂機的槍架上下、前后移動及轉動工作臺均采用程序化控制。工作臺外圍設噴涂專用可除濕、可加溫噴涂室。噴涂槍貯料桶設在上部,為重力式結構,應內置攪拌器防止固體沉降。噴涂量、霧幅和空氣壓力可通過程序設定。
 
 
      高效自動往復噴涂機本品適用于硅、塑料按鍵和塑料平面外殼的高速往復噴涂;采用人機界面操作伺服機械手驅動,實現全自動化量產噴涂,噴涂機柜頂部配置高效過濾送風,可達萬級凈化,減少噴涂顆粒不良在線噴涂,效率高,產量大;自動靜電除塵、噴涂與烘烤一體,省人力;噴槍、氣壓等參數數字化、觸摸化,機內配置高效過濾送風,可達萬級凈化,產品合格率高,質量穩定;免噴涂師傅;
 
      往復噴涂機的機械結構及傳動設計
 
      機械主體采用100MM X 100MM的鋁型材,鋁型材水平底面和頂面各安裝一條直線導軌以保證工裝臺平穩運行,滑塊及工裝臺均采用鋁合金材質,保證一定強度的同時較大程度的降低運行負載及傳動慣量。的傳動部分采用同步帶及同步帶輪由超高速伺服馬達直接驅動。同步帶輪采用鋁合金材質,傳動中不配置減速機,以保證系統的超高速運行和運行中的高頻、超高速換向。整個有效行程800MM,大行程為850MM。安裝方式為水平安裝,重復定位精度≤2MM。產品潤滑部分采用內建自潤免潤滑系統,保證了低摩擦系數,高速特性和低噪音。
 
       往復噴涂機的電氣控制
 
       在本系統方案中,電氣及自動控制部分主要有 PLC 控制器產品,其特點為雙CPU,高通訊速度和通訊總線控制能力,掃描周期短,響應速度快等特點;伺服采用大于等于1.5KW的高轉速伺服,轉速可達到3000RPM,加、減速速度可達30000RPM, 編碼器分辨能力高、其特點為動態響應快,負載能力強,加減速速度超快等,伺服控制模式采用點到點定位控制模式;觸摸屏采用7.5寸的真彩觸摸屏,用于系統狀態監控、系統操作、參數設定等;接近式傳感器采用高速響應接近開關,用于系統兩端的極限保護、行程和原點位置反饋,整個控制系統的響應時間均小于50MS。
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