涂装机器人及其操作应用

工业机器人技术及应用—涂装机器人及其操作应用主编：兰虎章节目录8.1涂装机器人的分类及特点8.2涂装机器人的系统组成8.3涂装机器人的作业示教思考练习学习目标导入案例扩展与提高本章小结课堂认知8.4涂装机器人的周边设备….8.4.1周边设备8.4.2工位布局返回目录1/42课前回顾所处位置————简述点焊机器人的简单作业编程？简述弧焊机器人与点焊机器人的作业编程有何区别？【课前回顾】返回目录2/42学习目标所处位置————了解涂装机器人的分类及特点。能够识别涂装机器人工作掌握涂装机器人的系统基本组【站基本构成。学成。习能够进行涂装机器人的简熟悉涂装机器人作业示教的基目单作业示教。标本流程。】熟悉涂装机器人典型周边设备与布局。返回目录3/42导入案例助力涂装工业杜尔公司在中国成功安装第7000台机器人所处位置杜尔公司的第二代涂装机器人EcoRPE32/33的首次亮相是在2005年9————月，此后不久，该机器人就在正式生产【中显示了它非凡的实力。导入2013年，杜尔将在中国为长安福特案例建设两个涂装车间，长安福特的重庆涂】装车间主要依赖于福特成熟的、高效节能的三湿高固工艺，该工艺对涂装技术提出了严格的要求，杜尔RoDip技术能提供目前最好的防腐保护，在帮助工厂节省空间和材料的同时，很好地实现了绿色涂装。返回目录4/428.1涂装机器人的分类及特点所处涂装机器人作为一种典型的涂装自动化装备，涂装机器人与传统的机位置械涂装相比，具有以下优点：————1）最大限度提高涂料的利用率、降低涂装过程中的VOC（有害挥发性有机【物）排放量；课堂认2）显著提高喷枪的运动速度，缩短生产节拍，效率显著高于传统的机械涂知】装；3）柔性强，能够适应于多品种、小批量的涂装任务；4）能够精确保证涂装工艺的一致性，获得较高质量的涂装产品；5）与高速旋杯经典涂装站相比可以减少大约30%~40%的喷枪数量，降低系统故障概率和维护成本。返回目录5/428.1涂装机器人的分类及特点国内外的涂装机器人大多数从构型上仍采取与通用工业机器人相似的5或所6自由度串联关节式机器人，在其末端加装自动喷枪，按照手腕构型划分，涂处位装机器人主要有：球型手腕涂装机器人和非球型手腕涂装机器人。置————【课堂认知】a)球型手腕涂装机器人b)非球型手腕涂装机器人返回目录涂装机器人分类6/428.1涂装机器人的分类及特点所球型手腕涂装机器人球型手腕涂装机器人与通用工业机器人手腕构型处位类似，手腕三个关节轴线相交于一点。目前绝大多数商用机器人所采用置的Bendix手腕。————【课堂认知】a)Bendix手腕结构b)采用Bendix手腕构型的涂装机器人返回Bendix手腕结构及涂装机器人目录7/428.1涂装机器人的分类及特点所非球型手腕涂装机器人非球型手腕涂装机器人，其手腕的3个轴线并非处位如球型手腕机器人一样相交于一点，而是相交于两点。根据相邻轴线的置位置关系又可分为正交非球型手腕和斜交非球型手腕两种形式。————1)正交非球型手腕相邻轴线夹角为90°。【课堂2）斜交非球型手腕手腕相邻两轴线不垂直，而是成一定的角度。认知】返回a)正交非球型手腕b)斜交非球型手腕目录非球型手腕涂装机器人8/428.1涂装机器人的分类及特点所涂装作业环境充满了易燃、易爆的有害挥发性有机物，除了要求涂装机器人处位具有出色的重复定位精度和循径能力及对其防爆性能有较高的要求外，仍入如下置————特殊的要求：【课1）能够通过示教器方便的设定流量、雾化气压、喷幅气压以及静电量等堂认知涂装参数；】2）具有供漆系统，能够方便的进行换色、混色，确保高质量、高精度的工艺调节；3）具有多种安装方式，如：落地、倒置、角度安装和壁挂；4）能够与转台、滑台、输送链等一系列的工艺辅助设备轻松集成；5）结构紧凑，方便减少喷房尺寸，降低通风要求。返回目录9/428.2涂装机器人的系统组成典型的涂装机器人工作站主要由涂装机器人、机器人控制系统、供漆系统、所自动喷枪/旋杯、喷房、防爆吹扫系统等组成。处位置————【课堂认知】1—机器人控制柜；2—示教器；3—供漆系统；4—防爆吹扫系统；5—涂装机器人；6—自动喷枪/旋杯涂装机器人系统组成返回目录10/428.2涂装机器人的系统组成涂装机器人与普通工业机器人相比，操作机在结构方面的差别除了球型手所腕与非球型手腕外，主要是防爆、油漆及空气管路和喷枪的布置导致的差异，处其特点有：位置1）一般手臂工作范围宽大，进行涂装作业时可以灵活避障；————2）手腕一般有2-3个自由度，轻巧快速，适合内部、狭窄的空间及复杂工件的涂装；【课3）较先进的涂装机器人采用中空手臂和柔性中空手腕。堂认4）一般在水平手臂搭载喷漆工艺系统，从而缩短清洗、换色时间，知提高生产效率，节约涂料及清洗液。】返回柔性中空手腕集成于手臂上的涂装工艺系统目录11/428.2涂装机器人的系统组成涂装机器人控制系统主要完成本体和涂装工艺控制。体的控制在控制原理、所功能及组成上与通用工业机器人基本相同；喷涂工艺的控制则是对供漆系统的处控制。位置供漆系统主要由涂料单元控制盘、气源、流量调节器、齿轮泵、涂料混合————器、换色阀、供漆供气管路及监控管线组成。【课堂认知】a)流量调节器b)齿轮泵返回c)涂料混合器d)换色阀目录涂装系统主要部件12/428.2涂装机器人的系统组成涂装工艺包括空气涂装、高压无气涂装和静电涂装。静电涂装中的旋杯所式静电涂装工艺具有高质量、高效率、节能环保等优点。处位置————空气涂装所谓空气涂装，就是利用压缩空气的气流，流过喷枪喷嘴孔形成负压，在负压的作用下涂料从吸管吸入，经过喷嘴喷出，通过压缩空气对涂料进行吹散，以达到均匀雾化的效果。空气涂装一般用【课于家具、3C产品外壳，汽车等产品的涂装。堂认知】a)日本明治FA100H-Pb)美国DEVILBISST-AGHVc)德国PILOTWA500返回自动空气喷枪目录13/428.2涂装机器人的系统组成涂装工艺包括空气涂装、高压无气涂装和静电涂装。静电涂装中的旋杯所式静电涂装工艺具有高质量、高效率、节能环保等优点。处位高压无气涂装高压无气涂装是一较先进的涂装方法，其采用增压泵置————将涂料增至6-30MPa的高压，通过很细的喷孔喷出，使涂料形成扇形雾状，具有较高的涂料传递效率和生产效率，表面质量明显优于空气涂装。【课静电涂装静电涂装一般是以接地的被涂物为阳极，接电源负高压的涂堂认料雾化结构为阴极，使得涂料雾化颗粒上带电荷，通过静电作用，吸附知在工件表面。常应用于金属表面或导电性良好且结构复杂，或是球面、】圆柱体涂装。返回ABB溶剂性涂料高速旋杯式静电喷枪ABB水性涂料高速旋杯式静电喷枪目录高速旋杯式静电喷枪14/428.2涂装机器人的系统组成涂装工艺包括空气涂装、高压无气涂装和静电涂装。静电涂装中的旋杯所式静电涂装工艺具有高质量、高效率、节能环保等优点。处位置————15【2课4堂认知】31—供气系统；2—供漆系统；3—高压静电发生系统；4—旋杯；5—工件高速旋杯式静电喷枪工作原理返回目录15/428.2涂装机器人的系统组成防爆吹扫系统主要由危险区域之外的吹扫单元、操作机内部的吹扫传感器、所控制柜内的吹扫控制单元三部分组成。处位置————381防爆工作原理—【吹扫单元通过柔课堂性软管向包含有认电气元件的操作知】机内部施加过压，4阻止爆燃性气体2进入操作机里面；同时由吹扫控制5单元监视操作机吹扫区域内压、喷房气压，危险区域7当异常状况发生61—空气接口；2—控制柜；3—吹扫单元；4—吹扫单元控制电缆；时立即切断操作5—操作机控制电缆；6—吹扫传感器控制电缆；7—软管；机伺服电源。8—吹扫传感器返回目录防爆吹扫系统工作原理16/428.3涂装机器人的作业示教涂装是一种较为常用的表面防腐、装饰、防污的表面处理方法，其规则之一所需要喷枪在工件表面做往复运动。处位TCP点确定：置————对于涂装机器人而言，其TCP一般设置在喷枪的末端中心，且在涂装作业中，高速旋杯的端面要相对于工件涂装工作面走蛇形轨迹并保持一定的距离。【课堂认知】a)工具中心点的确定b)喷枪作业姿态返回喷涂机器人TCP和喷枪作业姿态目录17/428.3涂装机器人的作业示教为达到工件涂层的质量要求，须保证：所处1)旋杯的轴线始终要在工件涂装工作面的法线方向；位置2)旋杯端面到工件涂装工作面的距离要保持稳定，一般保持在0.2m左右；————3)旋杯涂装轨迹要部分相互重叠（一般搭接宽度为2/3~3/4时较为理想），并保持适当的间距；【课4)涂装机器人应能迎上和跟踪工件传送装置上的工件的运动；堂认5)在进行示教编程时，若前臂及手腕有外露的管线，应避免与工件发生干涉。知】钢制箱体表面涂装作业，喷枪为高转速旋杯式自动静电涂程序点8程序点1装机，配合换色阀及程序点2涂料混合器完成旋杯程序点7程序点3程序点6打开、关闭进行涂装作业。由8个程序点程序点4构成。返回程序点5目录涂装机器人运动轨迹示意图18/428.3涂装机器人的作业示教涂装作业程序点说明所程序点说明程序点说明程序点说明处位程序点1机器人原点程序点4涂装作业中间点程序点7作业规避点置————程序点2作业临近点程序点5涂装作业中间点程序点8机器人原点程序点3涂装作业开始点程序点6涂装作业结束点【课堂设定作业条件登录程序点8示教前的准备认知】登录程序点7新建一个示教程序运行确认登录程序点1登录程序点6再现喷涂登录程序点2登录程序点5返回登录程序点3登录程序点4目录涂装机器人作业示教流程19/428.3涂装机器人的作业示教（1）示教前的准备所处位1）工件表面清理。置2）工件装夹。————3）安全确认。4）机器人原点确认。【课(2）新建作业程序堂认点按示教器的相关菜单或按钮，新建一个作业程序“Paint_sheet”。知】（3）程序点输入涂装作业示教程序点示教方法①按第3章手动操纵机器人要领移动机器人到原点。程序点1②将程序点插补方式选“PTP”。（机器人原点）③确认保存程序点1为机器人原点。①手动操纵机器人移动到作业临近点，调整喷枪姿态。程序点2②将程序点插补方式选“PTP”。（作业临近点）返回③确认保存程序点2为作业临近点目录20/428.3涂装机器人的作业示教程序点示教方法所①保持喷枪姿态不变，手动操纵机器人移动到涂装作业开始点。处②将程序点插补方式选“直线插补”。程序点3位置③确认保存程序点3为作业开始点。（涂装作业开始点）————④如有需要，手动插入涂装作业开始命令。①保持喷枪姿态不变，手动操纵机器人依次移动到各涂装作业中间点。【程序点4~5课②将程序点插补方式选“直线插补”。堂（涂装作业中间点）认③确认保存程序点4~5为作业中间点。知①保持喷枪姿态不变，手动操纵机器人移动到涂装作业结束点。】②将程序点插补方式选“直线插补”。程序点6③确认保存程序点6为作业结束点。（涂装作业结束点）④如有需要，手动插入涂装作业结束命令。①手动操纵机器人移动到作业临近点。程序点7②将程序点插补方式选“PTP”。（作业规避点）③确认保存程序点7为作业规避点①手动操纵机器人移动机器人到原点。程序点8②将程序点插补方式选“PTP”。（机器人原点）返回③确认保存程序点8为机器人原点。目录21/428.3涂装机器人的作业示教（4）设定作业条件所涂装作业条件的登录，主要涉及：设定涂装条件（文件）；涂装次序指令处位的添加。置————设定涂装条件涂装条件的设定主要包括涂装流量、雾化气压、喷幅（调扇幅）气压、静电电压以及颜色设置表等。【课堂添加涂装次序指令在涂装开始、结束点（或各路径的开始、结束点）手认知动添加涂装次序指令，控制喷枪的开关。】涂装条件设定参考值喷幅枪速吐出量旋杯空气压工艺搭接U静电（mm）（mm·-1）（mL·-1）（kr·-1）（kV）力（MPa）条件宽度sminmin参考2/3~3300~400600~8000~50020~4060~900.15值/4（5）检查试运行1）打开要测试的程序文件。返回2）移动光标到程序开头。目录3）持续按住示教器