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汽车车桥喷漆的机器人解决方案

2012/12/29 0:00:00              

1  车桥喷涂技术现状

车桥作为汽车的关键零部件,由于其外形复杂,国内车桥喷漆工艺主要依赖手工作业。近几年,随着产能的增加和质量标准的提升,人工作业质量不稳定、效率低、环保性能差的缺点被暴露出来,严重制约了生产,如何提高车桥喷涂质量和生产效率,提升环保性能,就成为车桥生产企业急需解决的问题。

喷涂机器人作为当前最先进的自动喷涂设备,其灵活的腕部结构和对喷涂工艺的精确控制,在设备环保性能方面的表现也很突出,是解决车桥等复杂外表面自动喷涂问题的最佳设备,因此,我们针对车桥喷涂工艺特点和工艺流程,制定了车桥喷漆线的喷涂机器人解决方案。

2  工艺要求

1)工艺链速:4m/rain,悬挂链,连续输送。

2)工作节拍:1.25件/分。

3)工件最大尺寸:L水W宰H=2750宰750*972。

4)工件间距:3200。

5)工件种类:大于10种。

6)喷漆室尺寸:

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7)工艺布置:系统用于驱动桥涂装线底漆和面漆的喷涂,底漆喷涂一遍,面漆喷涂2遍(湿碰湿喷涂),设置三个喷涂工作站(底漆喷涂工作站、面漆l喷涂工作站、面漆2喷涂工作站),在每个喷涂工作站设置一个机器人喷漆工位和一个人工补漆工位。

8)喷涂机器人配置:

放大图片

9)喷涂工艺要求:

(1)底漆(实色漆)一遍;

(2)面漆(金属漆)湿碰湿两遍;

(3)涂料颜色数:底漆1色,面漆2色,

(4)漆膜厚度:底漆20“l面漆301aI

(5)油漆性质:单组份溶剂型漆;

(6)油漆黏度:底漆20—25s,面漆15—18s,

(7)固体份含量:底漆40%,面漆30%,

(8)金属漆铝粉颗粒:28kt,最大381x,

(9)采用集中输漆,底、面漆温度可控。冬季23±2℃,夏季常温。

3  车桥机器人喷涂的技术难点

1)机器人喷涂工艺摸索

2)多机器人的协调控制

3)混流线上多品种工件的识别技术

4)工件安装状态检测

5)混流线上的工件队列管理

6)连续输送过程中机器人与工件的协调控制

图1系统布置

4  方案说明

4.1系统概述

通过对工艺过程的了解,车桥从4条装配线上汇流到涂装线,车桥喷漆分为底漆和面漆,底漆喷涂一遍,面漆喷涂两遍,采用湿碰湿喷涂工艺,即:需要3个喷涂工位,底漆喷涂工位、面漆l喷涂工位和面漆2喷涂工位。每个喷涂工位配置2台喷涂机器人,分置在输送线两侧,机器人配置静电空气喷枪,可自动清洗、换色。在每个机器人喷涂工位后,设置1个手工补漆工位。

由于是混流生产,为了提高系统的自动化程度和可靠性,必须解决车桥型号的识别问题,本系统主要采用射频识别(RFID)‘系统来解决多种型号车桥的识别问题。

输送链为连续链,车桥需要在行走过程中完成喷漆作业,喷涂机器人需要跟踪车桥的运行,为了解决机器人与车桥的同步问题,系统配置了输送链跟踪系统。

4.2系统构成

ABB瓜B540涂装机器人    6台

工作站总控制系统    3套

输送链同步跟踪系统    1套

工件自动识别系统    1套

工件到位检测与启动开关组件    3套

自动静电喷枪组件    6套

自动清洗模组组件(含电磁阀)    6套

油漆管、气管、接头组件    6套

其它辅助装置

下面对各个主要设备进行详细的介绍:

4.3喷涂机器人

系统采用ABB IRB540型喷涂机器人,性能指标如下:

1)手腕持重:5kg

2)轴数:机器人单元6轴

3)轴运动

轴         动作范围         最大速度

1回转          300。        120。/see

2立臂          145。        120。/see

3横臂          95。         120。/see

4腕            176。        360。/see

5腕摆          176。        360。/see

6腕转          640。        700。/see

4)软驱:3.5寸

5)重复精度:±2mm

电气连接:

6)电源电压:3相  380V 50HZ

7)功耗:最大4KVA(待机时0.3KVA)

4.4工作站控制系统

系统为3个机器人喷涂工位分别配置了一套工作站总控系统,每站含两台喷涂机器人、一套总控系统。每套总控系统分为上位监控系统和信号处理及通信系统,上位机采用工业控制机;信号处理系统采用一套西门子PLC控制器。

下面对上位监控系统和信号处理及通信系统的功能做分别介绍:

4.4.1上位机主要功能

1)由工业控制机及显示器组成,主要功能是完成对系统的监视及控制;

2)人机交互界面,操作人员通过上位机完成对工作站的控制;

3)对机器人的远程控制,如:启动、暂停、急停等;

4)程序号输入,喷涂不同的车型可以选择不同的程序号(手动状态下使用);

5)工作状态显示:机器人的工作状态、到位信号、工件识别信息等;

6)系统故障信息显示:故障发生的时间,地点、及类型等;

7)与喷漆室工况的连锁与保护。

4.4.2信号处理系统主要功能

1)输入模块主要功能是检测系统的启动信号,到位检测信号、程序号输入以及喷房信号和消防信号等,

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