ABB喷涂机器人集成项目之在机车喷涂上的应用
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随着中国铁路事业的发展,中国的机车制造技术也日趋成熟,传统的手工操作也必将由更加先进的自动化设备所取代。国外的机车制造和维修工厂很多工序都采用了机器人操作,比如喷涂、打磨、焊接、装配等等。
喷涂机器人主要是集成了喷涂工艺系统(IPS) 和防爆系统的工业机器人,可以根据不同的工件采用不同的程序对工件的表面进行油漆的喷涂,机器人的程序可以由人工根据工件的形状预先示教(编写程序)而成,也可以由专业的模拟软件根据工件的模型先在电脑中运用专业的模拟软件(如robot-studio)进行模拟然后再将模拟的程序从电脑导至机器人控制器,从而可以节省大量的现场调试时间和新产品开发周期。
根据国内外多家客户使用证明,喷涂机器人在机车中的应用不仅可以大大提高生产效率、改善员工工作环境,并且可以大量节省运营成本、提高工件品质。针对于机车表面颜色多变的要求,机器人还可以配置换色阀,可以对油漆进行快速的切换,节省换漆时对管路和喷枪的清洗时间。一般的机车喷涂只需每个喷漆室配置两台类似于ABB IRB5400或IRB5500的机器人和运动导轨即可满足一般的机车喷涂。
3、机器人喷涂的优势
(1)降低运营成本, 减少原料的浪费,提高成品率喷涂机器人集成了喷涂工艺系统(IPS) , 可以提高提高油漆喷涂的上漆率,提高油漆的利用率。机器人喷涂可以根据工件不同的宽度调节不同的喷幅,比如在喷涂车厢大面积平喷涂可以采用200mm的扇幅,而在喷涂例如像一些边缝时,则可以采用小的扇幅,例如50mm。
例如上图中,在一个喷涂轨迹中,可以随时变换喷幅,減少过喷油漆,减少油漆的浪费量。
并且在喷涂过程中,可以自由的开关枪,不需要改变机器人的喷涂程序,也可以节省油漆的消耗量,并且极其方便。
由于机器,人喷涂的高精度性,IRB5400 和IRB5500的重复精度达到0.15毫米,因此机器人喷涂的膜厚的精度可以达到土3um。相比人工喷涂,既可以提高机车表面的成膜质量与一致性, 提高成品率,减少修补工作量,又可以节省油漆。
特别在要求严格的场合,油漆的流量可以实现闭环控制,即机器人在喷涂的过程中会根据流量计自动检测当前流量并且与设定流量进行对比,根据信号的反馈值自动调节流量阀的开度,以达到**控制流量的目的。双组份油漆可以采用预混(即油漆和固化剂预先配好),也可以采用喷枪前混合。采用喷枪前混合可以减少油漆的浪费,因为当油漆和固化剂配好之后,如果有任何问题暂停喷涂时,油漆会固化,而油漆和固化剂在喷枪前混合则可以避免这种情况的发生。人工喷涂时,操作人员是站在三维工作小车上工作,当操作人员喷完- -处 工件时,三维小车移动将操作人员带至下 一处需喷涂处,由于此时漆膜未干,小车移动时易产生灰尘,而导致机车表面漆膜的颗粒。而机器人喷涂则可以避免这个问题。由于机器人导轨位于喷漆室的边上,因此不会产生灰尘污染工件,机器人本体采用无尘型的设计,不会污染工件表面的漆膜。
(2)增强生产柔性
柔性生产是针对大规模生产的弊端而提出的新型生产模式。即生产系统能对市场需求变化作出快速的适应。例如,当需要生产-款新的车型时,可以在设计阶段就采用电脑模拟,得出相应的参数,为生产做好准备,可以节省新产品的交货时间。
此外,可以将若干车型的喷涂程序预先编好,在以后的生产组织中,针对某一种车型可以采用某一个程序, 减少生产过程中不必要的过渡时间。
(3)满足 安全法规,改善健康安全条件,减少工人职业病的发生
机器人的应用,大大减少了工人在喷漆室内的工作的时间,可以避免工人由于长时间喷漆而产生的职业病,改善了工人的工作环境,同时可以减少熟练工人的跳槽率,有利于控制产品的质量和生产的稳定。
随着国内环保法的立法,我们的制造工厂在如何减少污染排放方面也应有相当的重视,而机器人的喷涂可以减少大量的污染。目前,国内越来越重视EHS管理体系(EHS:环境Environment、 健康Health、安全Safety), 机器人的应用也帮助制造工厂提高EHS的管理水平有着重要的价值。
(4) 降低投资成本(厂房、建筑),减少产品的交货周期
由于机器人的生产效率比传统的手工生产的效率要多,因此在单位时间内的生产的工件数量要比手工生产要多。例如:传统的手工生产需要8小时才能喷涂一节车厢,而采用机器人只需要4小时,所以机器人的生产效率就为手工的生产效率的两倍。正是因为如此,我们的机车制造工厂可以减少一半的厂房建筑面积和喷漆室的数量。
我们都知道,采用机器人喷涂可以提高生产的效率,可以提高单位时间内生产产品的数量,因此我们可以减少产品的交货周期。
当然,采用机器人生产的优势还有许多,比如精益化生产、减少存货数量等等。
随着制造业的竞争的加剧,企业面临诸多环境的压力,而采用机器人自化生产则可以在帮助我们提高生产率,减少污染和排放,减少企业的投资、增强企业的竞争力等诸多方面发挥着重要的作用。因此,机器人自动化生产是机车制造业发展的一个趋势。
由于机器,人喷涂的高精度性,IRB5400 和IRB5500的重复精度达到0.15毫米,因此机器人喷涂的膜厚的精度可以达到土3um。相比人工喷涂,既可以提高机车表面的成膜质量与一致性, 提高成品率,减少修补工作量,又可以节省油漆。
特别在要求严格的场合,油漆的流量可以实现闭环控制,即机器人在喷涂的过程中会根据流量计自动检测当前流量并且与设定流量进行对比,根据信号的反馈值自动调节流量阀的开度,以达到**控制流量的目的。双组份油漆可以采用预混(即油漆和固化剂预先配好),也可以采用喷枪前混合。采用喷枪前混合可以减少油漆的浪费,因为当油漆和固化剂配好之后,如果有任何问题暂停喷涂时,油漆会固化,而油漆和固化剂在喷枪前混合则可以避免这种情况的发生。人工喷涂时,操作人员是站在三维工作小车上工作,当操作人员喷完- -处 工件时,三维小车移动将操作人员带至下 一处需喷涂处,由于此时漆膜未干,小车移动时易产生灰尘,而导致机车表面漆膜的颗粒。而机器人喷涂则可以避免这个问题。由于机器人导轨位于喷漆室的边上,因此不会产生灰尘污染工件,机器人本体采用无尘型的设计,不会污染工件表面的漆膜。
(2)增强生产柔性
柔性生产是针对大规模生产的弊端而提出的新型生产模式。即生产系统能对市场需求变化作出快速的适应。例如,当需要生产-款新的车型时,可以在设计阶段就采用电脑模拟,得出相应的参数,为生产做好准备,可以节省新产品的交货时间。
此外,可以将若干车型的喷涂程序预先编好,在以后的生产组织中,针对某一种车型可以采用某一个程序, 减少生产过程中不必要的过渡时间。
(3)满足 安全法规,改善健康安全条件,减少工人职业病的发生
机器人的应用,大大减少了工人在喷漆室内的工作的时间,可以避免工人由于长时间喷漆而产生的职业病,改善了工人的工作环境,同时可以减少熟练工人的跳槽率,有利于控制产品的质量和生产的稳定。
随着国内环保法的立法,我们的制造工厂在如何减少污染排放方面也应有相当的重视,而机器人的喷涂可以减少大量的污染。目前,国内越来越重视EHS管理体系(EHS:环境Environment、 健康Health、安全Safety), 机器人的应用也帮助制造工厂提高EHS的管理水平有着重要的价值。
(4) 降低投资成本(厂房、建筑),减少产品的交货周期
由于机器人的生产效率比传统的手工生产的效率要多,因此在单位时间内的生产的工件数量要比手工生产要多。例如:传统的手工生产需要8小时才能喷涂一节车厢,而采用机器人只需要4小时,所以机器人的生产效率就为手工的生产效率的两倍。正是因为如此,我们的机车制造工厂可以减少一半的厂房建筑面积和喷漆室的数量。
我们都知道,采用机器人喷涂可以提高生产的效率,可以提高单位时间内生产产品的数量,因此我们可以减少产品的交货周期。
当然,采用机器人生产的优势还有许多,比如精益化生产、减少存货数量等等。
随着制造业的竞争的加剧,企业面临诸多环境的压力,而采用机器人自化生产则可以在帮助我们提高生产率,减少污染和排放,减少企业的投资、增强企业的竞争力等诸多方面发挥着重要的作用。因此,机器人自动化生产是机车制造业发展的一个趋势。
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