喷涂机器人的发展及喷涂质量因素

点击次数:180   更新时间2021-11-06     【关闭分    享:
   为了追求喷涂过程更高的效率和更大的灵活性,从20世纪90年代起汽车工业开始引入机器人技术。喷涂机器人是机器人大家族中一个分支,在高质量喷涂应用中获得迅猛的发展,喷涂机器人主要包含三部分:机器人本体、雾化喷涂系统和喷涂控制系统。雾化喷涂系统包括:流量控制器、雾化器和空气压力调节器等。喷涂控制系统包含了空气压力模拟量控制、流量输出模拟量控制和开枪信号控制等。与传统的机械喷涂相比,采用喷涂机器人大大降低了人工喷涂的劳动强度,解决了人为喷涂厚度不均和情绪不稳定的问题,涂装生产线一般都是连续运行的,工人可能由于生病、家里的原因请假以及个人的情绪波动都会影响喷涂产品的质量,机器人不知疲倦的工作不仅为企业节约了人力成本,而且提高了喷涂的质量。因为喷涂机器人会按照工程师的程序指令进行稳定、重复地工作,喷枪与工件之间保持着既定的距离、角度,输出的油漆量也是设定好的,雾化效果也是预先设定好的,而且机器人还可以带着喷枪到达人工难以喷涂的部位,因为柔性机器人的安装方式很灵活,可以安装在地面、倒立悬挂在喷漆室顶部和喷房侧面进行喷漆。不仅如此,机器人由于喷涂的稳定性和一致性,不会出现超范围喷涂,这样大大节约了油漆,提高了油漆的回收率。安全是喷涂环节中企业非常重视的,喷涂机器人很大的贡献之一就是将喷涂工作者从危险的工作环境和枯燥的工作状态中替换出来,这样可以减少公司在防护用具上的支出,并降低了后续因工作环境因素导致工人身体伤害的补偿成本及法律成本。机器人本身的灵活性决定了可以在高密度生产线或空间内安装,可以有地面、墙壁、导轨、顶棚等多种多样的安装方式,并且机器人的大小不同,可以选择适合喷房尺寸的机器人,这样使得喷漆室的面积缩小,节约了场地成本。喷涂的环境也是需要一定的能熬来维持的,空间的缩小能使得能耗的降低。 
  喷涂机器人的发展是非常迅速的,早期的喷涂机器人无法在一个喷涂程序中间随时更改流量,而今流量的控制直接在机器人的控制系统中进行控制,使流量控制更加准确和便捷。在机器人防爆方面,目前广泛采用气体正压防爆方式,就是将机器人手臂上的电机等电器原件封闭在壳体内,工作时壳体通入高于外界压力的25pa的阻燃气体,以防止工作环境可燃气体的进入,而且对壳体内气压进行实时的监测,这使得喷涂机器人的安全级别是很高的。为了减少现场轨迹编程的时间,机器人离线编程技术得到了应用,通过计算机编程软件的轨迹画面就可以生成机器人的轨迹指令,节约了在机器人示教的中的时间。同时机器人视觉的发展也给企业带来了福音,同样的工件配合机器视觉就不用担心工件在挂具上摆放的不一致,摆放凌乱的工件也同样可以进行喷涂,因为偏差会让机器人实时地矫正自己的轨迹位置,从而让工件获得好的喷涂效果。
  机器人喷涂的质量因素中,其中有一个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是涂料体积固体含量,M是涂料的转移率,S是走枪速度,W是喷幅的宽度。流量的控制分两类,一种是使用计量齿轮泵,即每转一圈所获得的体积数是恒定的,机器人通过控制计量泵的转速来定量供漆,在这类系统中,涂料的动力来自齿轮泵产生的压力。二是通过流量计和节流阀组成的闭路系统来控制,在这类系统中,涂料的压力来源于供漆系统,流量计获得流量信号传到机器人系统与已标定的值作比较,当流量有偏差时,机器人通过改变节流阀开闭度来调节流量。使用第二种方案控制对供漆压力的稳定性要求很高。影响涂料的转移率的第一因素是喷涂设备的选择,普通空气喷枪、静电空气喷枪和旋杯对涂料的转移率有明显区别,影响涂料转移率的第二个因素是静电。走枪速度的控制也是很关键的,在生产中一般旋被的选用速度为600至1000mm/s,空气喷枪选用的速度为800至1500mm/s之间。影响膜厚的一个因子是喷幅宽度,对于空气喷枪来说,雾化空气压力与扇面空气压力的比值对喷幅宽度呈线性影响。所以当修改相应的喷涂流量时,需考虑因为调整了雾化和空气压力值间接影响到喷幅的宽度。
 
       喷涂生产线施工安装期间需要注意的事项
 
       喷涂生产线图纸设计工作期间需采用计算机 3D/AutoCAD 辅助设计,务求精准、高质量地完成设计工作。所有部件的设计数据以采购合同技术条件为依据。所有非标自制设备的设计力求技术先进、实用、可靠、安全、便于维修。设计图纸必须经过客户审核才能下发给制作部, 需要有设计方面所提的意见处理结果记录表。
 
      制造期间需要认真完成所有部件工艺制定、确保工艺的先进性。所有部件的制作、用料均以合同技术条件(会签图纸)为依据。所有部件的制造均美观大方,可参观性强。
 
      喷涂线现场施工期间需要认真制定现场施工进度计划,组织安排好施工人员的工作,认真做好现场施工的安全宣传工作,提高施工人员的安全意识。 所有喷涂设备的定位、安装均以合同技术条件(会签图纸)为依据,认真听取甲方技术工程师对现场施工工作方面所提的意见。根据施工计划定期对每项工作检查、总结,对可能延期的工作及时进行调整。 在保证施工质量的前提下,尽可能早地完成自动喷涂设备的制作、安装。
 
      喷涂生产现场调试期间制定现场调试计划,组织安排好施工人员进行调试工作。及时通知甲方,以便安排操作人员参与进行调试工作,为及早生产做好准备。在调试过程中,尽可能详细地为甲方操作人员进行操作培训。制定详细的设备资料、操作说明书交付甲方。
 
       大型工件喷涂需要用到七轴,六关节的机器人配合行走装置进行喷涂作业,而大型工件一般人工不宜上下件,则需用到手动葫芦来配合使用。涂装室配置4个2t葫芦(靠近中间位置,间隔3m),应采用国内知名品牌。手拉葫芦载无载状态下,拉动手拉链条个机构应运转灵活,不应有卡阻或时松时紧的现象。
 
      手拉葫芦载满载动作时应符合以下要求:
  
      a)起重链条和起重链轮、游轮,手拉链条与手拉轮啮合良好;
 
      b)齿轮副运转平稳,无异常现象;
 
      c)起升、下降过程中起重链条无扭结现象;
 
      d)起升时手拉力无明显变化;
 
      e)制动器动作可靠。
 
      手拉葫芦空载且环尾限制装置处于工作状态下,在手拉链的下降侧施加2.5倍的手拉力时,整机应能可靠的承受住,不应有破损现象。吊钩应符合JB/T4207.1规定,应在水平面上做360°的回转,下吊钩应装设符合JB/T4207.2规定的钩口闭锁装置。起重链条应符合JB/T20946和JB/T20947的规定,其等级应符合手拉葫芦工作级别的要求。手拉链条的连环环可以不焊接,单在1.2KN拉力下不应有允许有影响使用的变形。手拉葫芦应装有环尾限制装置,并符合整机限位强度要求。手拉葫芦应配置合适的导链和挡链装置,对链条和链轮也和起辅助作用,而且在手拉葫芦在随意放置和晃动时,链条不应从链轮槽中脱落。
 
       当停止拉动手链时,应能立即制动,并能可靠的支持住吊挂的载荷,制动器、齿轮副都应装设合适护罩以防尘土。手拉葫芦各部分应制造良好,不应有影响使用和外观的伤痕、毛刺等缺陷。手拉葫芦外露表面应进行防锈处理,涂层应均匀,色泽应一致,不应有腐蚀现象。
 
 
       用于活塞裙石墨化处理的全自动喷涂设备
 
      该自动喷涂整套设备主要用于活塞裙石墨化处理。由自动喷涂机、自动液体喷砂机、烘箱等组成;由旋转工作台、自动喷涂枪、除雾系统及加温、除湿用外围喷涂室等组成。自动液体喷砂机由自动喷枪、磨液泵、旋转工作台等组成。烘箱由台车、箱体、加热系统等组成。结构设计合理,控制性能好,驱动装置响应快,使用操作维修方便,防护涂层经久耐用。
 
       自动液体喷砂机采用厚度≥3mm的不锈钢板焊接而成。内设带防护罩的照明装置,内壁安装厚度≥6mm的耐磨橡胶板。喷头的上下移动、喷砂工作台的转动均采用程序化控制,可手动调节。观察窗采用钢化玻璃,窗内加筑40×40mm的方形防护网,防止喷枪反弹破坏观察窗,窗内刮水器采用气动或电动刮水器。工作台可以在圆周内自动转动,可无级调速。台面应铺设厚度≥6mm的耐磨橡胶垫,工作台下配工作舱格栅1付。
 
      喷砂主要有磨液泵和空气为动力,喷砂具有两种工作方式:一是不加压缩空气,只靠磨液泵供给磨液,通过喷枪完成喷砂任务;二是气-泵兼用的工作方式,通过脚控气阀对压缩空气的控制,可自由切换。在储磨液槽内搅拌喷嘴所喷射的范围内,应采用厚度≥8mm的加厚板或采用其他抗磨处理。
 
       工作台直径φ600mm,承重≥500kg,转速3~50rpm无级可调。工作台距地面高度700mm。喷涂零件高度≥800mm,枪架上下行程650mm~1600mm(可调),移动速度10~80mm/s(可调)。枪架前后移动行程0mm~300mm(可调),喷枪内径φ0.5~1.5mm,喷涂量50~150mL/min(可调),扇形最大雾幅≤200mm,圆形最大雾幅≤φ45mm。喷涂厚度为0.015mm~0.04mm。喷涂动力及方式是氮气,工作压力0.15~0.40Mpa,与工件表面垂直喷涂。喷涂室工作环境:温度≥15℃,湿度≤70%(投标方提供)。除雾方式为湿式。
 
 
      自动喷涂机的枪架上下、前后移动及转动工作台均采用程序化控制。工作台外围设喷涂专用可除湿、可加温喷涂室。喷涂枪贮料桶设在上部,为重力式结构,应内置搅拌器防止固体沉降。喷涂量、雾幅和空气压力可通过程序设定。
 
 
      高效自动往复喷涂机本品适用于硅、塑料按键和塑料平面外壳的高速往复喷涂;采用人机界面操作伺服机械手驱动,实现全自动化量产喷涂,喷涂机柜顶部配置高效过滤送风,可达万级净化,减少喷涂颗粒不良在线喷涂,效率高,产量大;自动静电除尘、喷涂与烘烤一体,省人力;喷枪、气压等参数数字化、触摸化,机内配置高效过滤送风,可达万级净化,产品合格率高,质量稳定;免喷涂师傅;
 
      往复喷涂机的机械结构及传动设计
 
      机械主体采用100MM X 100MM的铝型材,铝型材水平底面和顶面各安装一条直线导轨以保证工装台平稳运行,滑块及工装台均采用铝合金材质,保证一定强度的同时较大程度的降低运行负载及传动惯量。的传动部分采用同步带及同步带轮由超高速伺服马达直接驱动。同步带轮采用铝合金材质,传动中不配置减速机,以保证系统的超高速运行和运行中的高频、超高速换向。整个有效行程800MM,最大行程为850MM。安装方式为水平安装,重复定位精度≤2MM。产品润滑部分采用内建自润免润滑系统,保证了低摩擦系数,高速特性和低噪音。
 

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