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工业机器人在喷涂领域的发展

时间:2021-06-08 20:00:03 资讯 我要投稿

喷涂机器人又叫喷漆机器人,是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,1969年由挪威Trallfa公司(后并入ABB集团)发明。喷涂机器人主要包括三部分:机器人本体、雾化喷涂系统、喷涂控制系统。其中雾化喷涂系统包括: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。

(图片来源:)

与普通人工相比,喷涂机器人具备多重优势:

(1)喷涂机器人可精准按照轨迹进行喷涂,无偏移并完美地控制喷漆的启动,确保指定的喷镀厚度,将偏差量控制在最小;

(2)喷涂机器人能减少喷涂和喷剂的浪费,延长过滤寿命,降低喷房泥灰含量,显著加长过滤器工作时间,减少喷房结垢;

(3)喷涂机器人具高可靠性,平均无故障时间极长,可每天多班连续工作;

(4)使用喷涂机器人进行喷涂,可以喷涂具有复杂几何结构或不同大小和颜色的产品,简单的编程系统允许自动操作小批量的工件生产;

(5)在初次投产以后,机器人喷涂生产线可以在任何时候进行更新。

喷涂机器人的迅速发展主要因为解决了以下技术难点:

(1)精确控制流量

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。

(2)解决机器人防爆问题

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。

(3)实现离线编程

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。

(4)机器视觉技术的发展

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。

喷涂机器人已经广泛应用在汽车、家具等行业。上世纪90年代,汽车工业开始引入喷涂机器人,并迅速扩展到各个行业。目前喷涂机器人应用较为广泛的领域主要包括汽车制造、家具、3C、家电、工艺品、家装等。在汽车制造行业中,喷涂机器人可以减少涂料以及辅料的消耗,显著降低涂装成本。

喷涂机器人在汽车领域中的应用按工艺划分,汽车智能制造装备包括冲压、焊装、涂装、总装四大类,各自的投入占比一般为 20%、25%、35%、20%。目前汽车喷涂工艺均采用喷涂机器人,一般单条汽车生产线的喷涂工艺需要使用40-60台机器人,如长安CS75的喷涂线就使用日本发那科的44台机器人。

而在家具行业的喷涂工作中,一直面临着工件标准化程度低、自动化程度低的问题,仍然需要依靠人工喷涂。但喷涂工作环境存在污染物,会危害工人健康。

另外,人工喷涂劳动强度大,也难以保证喷涂质量的一致性,造成良品率降低。埃夫特发现家具产业集聚区内众多企业面临产业升级、安全环保升级等多重压力,需要提升喷漆质量和降低生产成本以满足国际市场和国内市场多元化需求,急需投资建设喷涂机器人生产线推动家具产业转型升级。但是对于大多数中小企业来说,自建喷涂机器人生产线的投资门槛比较高,后期运营维护也会面临一定的困难。因此埃夫特在国内首创智能工厂,为中小家具企业集中进行喷涂工作。

目前国内喷涂机器人在喷涂设备中的渗透率还较低,未来随着喷涂机器人性价比的提升以及机器人技术的攀升,我国喷涂领域机器人渗透率还有非常大的提升空间。截至目前,欧美、日本等发达国家在喷涂机器人的研发应用上占据着主导地位,进口替代空间大。行业内国产龙头埃夫特推行共享工厂战略选择家具行业喷涂作为第一个落地点便是旨在结合前期技术并购中获得的喷涂领域自动化应用的资源和行业经验,尤其是数据资产; 随着在家具喷涂领域这一模式的落地,后续可以拓展到拥有技术积累的其他通用行业应用,例如金属表面打磨抛光的共享工厂等。依靠此类创新性模式探索国产替代弯道超车的机会。