Discussão sobre as diferenças entre robôs de pintura e máquinas automáticas tradicionais.

Palavras-chave: Oficina de Pintura, Robô de Pintura, Máquina de Pulverização Automática

Durante muitos anos, a pintura de carrocerias na indústria automotiva era feita principalmente por dois métodos: pintura automática e pintura manual. A pintura automática utiliza principalmente a pulverização eletrostática de alta tensão na superfície externa da carroceria, enquanto a pintura manual é usada principalmente na superfície interna. A pintura automática externa tornou-se a opção preferida das principais oficinas de pintura nos últimos anos. Para alcançar maior eficiência na pulverização e melhor qualidade de revestimento, robôs de pintura eletrostática de alta tensão têm gradualmente substituído as tradicionais máquinas de pulverização automática com movimento alternativo.

A Oficina de Pintura nº 4 da Chery Automobile Co., Ltd. utiliza robôs de pintura RP6F140 fornecidos pela Dürr, Alemanha. A linha completa emprega um total de 16 robôs de pulverização: 4 para o primer, 4 para a tinta base BC1, 4 para a tinta base BC2 e 4 para o verniz. Esta linha é também a primeira linha de pintura robotizada introduzida pela Chery. Comparados com as máquinas de pintura automáticas tradicionais (ESTA) utilizadas nas Oficinas de Pintura nº 1 e nº 2 da Chery, os robôs de pintura apresentam melhorias significativas.

I. Aparência

As máquinas de pintura automáticas tradicionais utilizam uma combinação de pulverizador superior e pulverizadores laterais. O pulverizador lateral pulveriza as laterais esquerda e direita da carroceria, enquanto o pulverizador superior é dedicado à pintura dos para-choques dianteiro e traseiro e do teto. Os 4 robôs de pintura do tipo RP6 utilizados na Oficina de Pintura nº 4 são mais compactos e fáceis de instalar. Suas superfícies fechadas são simples e fáceis de limpar. Aliadas à moderna tecnologia de acionamento e a um sistema de transmissão simplificado, reduzem significativamente os custos de manutenção e reparo.

Máquinas de pulverização automáticas tradicionais

Robô de pulverização

O controlador lógico programável (CLP) do robô de pintura é o modelo SIEMENS S7-400, com CPU 416F-2. Como o robô utiliza movimento em 6 eixos, mais complexo que o tradicional robô reciprocante, cada robô requer um CLP de movimento para controle. O controle de movimento utilizado pelos robôs na Cabine de Pintura nº 4 é o CLP de movimento RC2 da KEBA. O painel elétrico do robô é um pequeno gabinete de 1,2 m de altura. Cada estação, com 4 robôs, compartilha um PSMP (Painel do Módulo de Alimentação) e um SCMP (Painel do Módulo de Controle da Estação). No entanto, cada robô possui um RCMP (Painel do Módulo de Controle do Robô) e um MVSP independentes, o que facilita o diagnóstico rápido de falhas. O robô RP6F140, por meio de tecnologia de aplicação abrangente, coloca todas as tubulações de tinta, solvente e outros materiais dentro da cadeia de energia do robô, oferecendo melhor proteção para as tubulações do robô.

II. Comparado com uma máquina de pulverização automática típica, o robô adiciona alguns componentes novos para garantir operação suave e manobrabilidade:

1. Unidade de Purga: Garante que toda a base e o primeiro braço mantenham pressão positiva em todos os momentos, impedindo a entrada de gases inflamáveis ​​na cavidade. Também ajuda a resfriar o robô, evitando a condensação causada pela diferença de temperatura entre a temperatura ambiente e a tinta no verão, o que reduz significativamente a frequência de falhas de alta tensão.

   
   Funções poderosas da unidade de purga

2. Painel de Controle: Um componente essencial do robô, usado para controlar com precisão o movimento do robô e realizar funções como programação online e tratamento de falhas de emergência.
   
   
3. Unidade de Liberação do Freio: Utilizada para movimentar o robô manualmente em caso de emergência.
   
   

4. Caixa PHG e Caixa de Segurança (SB): Permitem uma operação mais rápida do robô.

   

   Conector de inserção para correia em V múltipla: Facilita a substituição de componentes.

   III. Qualidade do Processo

A máquina de pintura automática típica utiliza pulverizadores laterais e superiores para a produção de primers e acabamentos de diversas cores. No entanto, essa máquina apresenta limitações significativas quando os formatos e tamanhos das carrocerias variam muito, afetando negativamente a qualidade da pintura (como a uniformidade da espessura da película e a resistência ao escorrimento). A Chery adotou amplamente a tecnologia de robôs multifuncionais em suas novas oficinas de pintura, aproveitando suas vantagens funcionais. Isso não apenas reduziu o número de copos de pulverização na seção de pintura automática padrão de 9 para 4 e a largura da cabine de pintura padrão de 4,6 m para 3,8 m, mas também eliminou a viga de pulverização superior, resolvendo assim as desvantagens das máquinas de pintura automáticas típicas, como o acúmulo de sujeira. A função do robô é controlar o atomizador, mantendo uma distância constante e o ângulo correto em relação à superfície pintada durante a pulverização. Um robô pode configurar até 64 pincéis (ou seja, pincéis com parâmetros de pintura), garantindo que cada ponto de pulverização seja aplicado com o ângulo e os parâmetros ideais.

A figura à esquerda mostra a trajetória de contorno do pulverizador lateral da máquina automática, que tem formato de dente de serra. A figura à direita mostra a trajetória do atomizador durante a pulverização robótica, que pode ser ajustada em qualquer ângulo no espaço. A distância entre duas trajetórias adjacentes pode ser controlada em 15 cm, e a largura do leque do atomizador é de 45 cm, permitindo que a tinta cubra uniformemente a superfície da carroceria. A trajetória em forma de dente de serra da máquina automática tende a resultar em espessura excessiva da película nos picos e vales dos dentes de serra.

IV. Proteção Ambiental

Em comparação com os pulverizadores mecânicos tradicionais de movimento alternativo, a pulverização robótica reduz significativamente o número de atomizadores e aumenta a velocidade de operação da pistola de pulverização, o que pode aumentar substancialmente o tempo de ciclo da linha de produção. Tomando como exemplo a Oficina de Pintura nº 4, com a mesma velocidade da esteira, o robô precisa de apenas 4 atomizadores para concluir a tarefa de pulverização de forma eficaz, enquanto a máquina de pulverização automática requer 9 atomizadores — uma redução de mais da metade na quantidade.

Graças à sua estrutura externa mais compacta, os robôs RP6F140 garantem uma pulverização altamente eficiente com o menor consumo de tinta e solvente e o menor tempo de limpeza. Além disso, a taxa de aproveitamento da tinta na pulverização robótica chega a 95%, minimizando o desperdício e transformando o ambiente altamente poluído das oficinas de pintura tradicionais. A linha de robôs também inclui um sistema dedicado ao tratamento de solventes residuais, que recupera todos os solventes gerados nas trocas de cor e na limpeza, impulsionando a oficina de pintura rumo a uma instalação verdadeiramente sustentável.

Sistema de recuperação de solventes residuais

V. Movimento

O robô de pintura RP6F140 possui 6 eixos de movimento, cada um controlado independentemente por um servomotor:

• Eixo 1: Eixo de rotação do robô
• Eixo 2: Eixo de rotação do braço vertical
• Eixo 3: Eixo de rotação do braço horizontal
• Eixo 4: Eixo manual rotativo
• Eixo 5: Eixo manual
• Eixo 6: Eixo manual/Atomizador rotativo

A função de pulverização da máquina automática é independente, com os pulverizadores laterais e superiores realizando o trabalho em conjunto. O pulverizador superior possui movimento em 5 eixos, enquanto o pulverizador lateral possui movimento em 3 eixos.

Os dados mostram que o robô consegue realizar a pulverização em 6 eixos em qualquer ângulo no espaço, enquanto a máquina automática apresenta certas limitações. Normalmente, quatro robôs são utilizados em cada estação para completar a pintura da carroceria, e cada robô pode executar a mesma função, permitindo a troca de peças de reposição. Os pulverizadores laterais e superiores da máquina automática pulverizam áreas fixas (laterais com o pulverizador lateral, teto/parte superior com o pulverizador superior), e a estrutura da máquina automática é maior que a do robô, tornando a manutenção e o reparo menos convenientes. VI. Segurança

Como a tensão de pulverização normal do robô de pintura eletrostática de alta tensão pode atingir 60.000 volts ou até mais, o robô garante o isolamento de tensão para segurança por meio de um braço isolante feito de fibra de vidro. As coberturas de cada braço também são feitas dessa fibra de vidro, garantindo um bom isolamento do ambiente externo durante a pulverização normal. Comparado ao pulverizador automático tradicional, que é equipado com grades de luz anticolisão, o robô de pintura depende apenas da proteção anticolisão de alta tensão, sem dispositivos anticolisão especializados. Isso significa que, se a carroceria do veículo estiver desalinhada ou ocorrerem outros acidentes, ela não estará bem protegida. A proteção anticolisão de robôs será um foco e um desafio fundamentais em futuras aplicações robóticas.

Grade de luz anticolisão para pulverizador superior de máquina de pulverização automática

Conclusão

Os robôs de pintura oferecem melhor aproveitamento da tinta, reduzem significativamente o número de atomizadores, são mais ecológicos e mais fáceis de manter em comparação com as máquinas de pintura automáticas tradicionais. Através de sua primeira linha de pintura robotizada na Oficina de Pintura nº 4, a Chery está explorando ativamente a tecnologia de manutenção e conservação de robôs de pintura, utilizando equipamentos mais avançados para produzir um carro de alta qualidade após o outro.

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