Обсуждение различий между роботами-малярами и традиционными автоматическими машинами.

Ключевые слова: малярный цех, робот для покраски, автоматическая распылительная машина

На протяжении многих лет в автомобильной покрасочной промышленности для кузовного ремонта использовались два основных метода: автоматическая покраска и ручное распыление. Автоматическая покраска в основном применялась для высоковольтного электростатического распыления на наружную поверхность кузова, тогда как ручное распыление — преимущественно для внутренней поверхности. В последние годы автоматическая покраска кузова стала предпочтительным методом для крупных покрасочных цехов. Для повышения эффективности распыления и качества покрытия традиционные автоматические покрасочные машины с возвратно-поступательным движением постепенно вытеснили роботы для высоковольтной электростатической покраски.

В цехе № 4 покраски компании Chery Automobile Co., Ltd. используются роботы-краскопульты RP6F140 производства немецкой компании Dürr. Вся линия включает в себя 16 роботов-краскопультов: 4 для грунтовки, 4 для нанесения базового слоя BC1, 4 для нанесения базового слоя BC2 и 4 для нанесения прозрачного лака. Эта линия также является первой роботизированной линией покраски, внедренной компанией Chery. По сравнению с традиционными автоматическими покрасочными машинами (ESTA), используемыми в цехах № 1 и № 2 покраски Chery, роботы-краскопульты демонстрируют значительные улучшения.

I. Внешний вид

Традиционные автоматические покрасочные машины используют комбинацию верхнего и боковых распылителей. Боковой распылитель может распылять краску на левую и правую стороны кузова автомобиля, а верхний распылитель предназначен для покраски передней и задней частей кузова, а также крыши. Четыре робота-краскопульта типа RP6, используемые в покрасочном цехе № 4, имеют более компактный внешний вид и проще в установке. Их закрытые поверхности просты и легко чистятся. В сочетании с современной технологией привода и простой системой трансмиссии они значительно снижают затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Традиционные автоматические распылительные машины

Робот-распылитель

Для управления роботом-маляром используется ПЛК SIEMENS S7-400, а центральный процессор — CPU 416F-2. Поскольку робот использует 6-осевое перемещение, что сложнее, чем традиционное возвратно-поступательное движение, каждому роботу требуется свой ПЛК управления движением. Для управления движением роботов в цехе покраски № 4 используется ПЛК RC2 от KEBA. Электрический шкаф робота представляет собой небольшой шкаф высотой 1,2 м. Каждая станция, на которой работают 4 робота, использует один общий модуль питания (PSMP) и один модуль управления станцией (SCMP). Однако каждый робот имеет независимый модуль управления роботом (RCMP) и модуль управления станцией (MVSP), что облегчает быструю диагностику неисправностей. Робот RP6F140, благодаря комплексной технологии нанесения краски, размещает все трубопроводы для краски, растворителей и других материалов в энергетической цепи робота, обеспечивая лучшую защиту трубопроводов робота.

II. По сравнению с типичной автоматической распылительной машиной, робот имеет ряд новых компонентов, обеспечивающих плавную работу и маневренность:

1. Блок продувки: обеспечивает постоянное поддержание избыточного давления во всей базе и на первом манипуляторе, предотвращая попадание легковоспламеняющихся газов в полость. Он также помогает охлаждать робота, предотвращая образование конденсата, вызванного разницей температур между комнатной температурой и цветом краски летом, что значительно снижает частоту сбоев, связанных с высоким напряжением.

   
   Мощные функции блока продувки

2. Учебный пульт: важный компонент робота, используемый для точного управления его движением и реализации таких функций, как онлайн-программирование и обработка аварийных неисправностей.
   
   
3. Блок разблокировки тормоза: используется для ручного перемещения робота в аварийной ситуации.
   
   

4. PHG Box и Safety Box (SB): Обеспечивают более быструю работу робота.

   

   Вставной соединитель для многоручьевых ремней: упрощает замену компонентов.

   III. Качество процесса

Типичная автоматическая покрасочная машина использует боковые и верхние распылители для многокомпонентного нанесения грунтовки и финишного покрытия. Однако эта машина имеет существенные ограничения, когда форма и размеры кузова автомобиля сильно различаются, что негативно сказывается на качестве покрытия (например, равномерности толщины пленки и устойчивости к стеканию). Компания Chery широко внедрила многофункциональную роботизированную технологию в своих недавно построенных покрасочных цехах, используя ее функциональные преимущества. Это позволило не только сократить количество распылительных чашек в стандартной автоматической секции покраски с 9 до 4 и ширину стандартной покрасочной камеры с 4,6 м до 3,8 м, но и исключить верхний распылительный луч, тем самым устранив недостатки типичных автоматических покрасочных машин, такие как разбрызгивание грязи. Функция робота заключается в управлении распылителем, поддерживая постоянное расстояние и правильный угол относительно окрашиваемой поверхности во время распыления. Робот может установить до 64 кистей (т.е. кистей для настройки параметров краски), обеспечивая нанесение краски в каждую точку распыления под оптимальным углом и с оптимальными параметрами.

На левом рисунке показана траектория бокового распылителя автоматической машины, повторяющая контур автомобиля и имеющая пилообразную форму. На правом рисунке показана траектория распылителя во время роботизированного распыления, которую можно регулировать под любым углом в пространстве. Расстояние между двумя соседними траекториями можно контролировать на уровне 15 см, а ширина веера распылителя составляет 45 см, что позволяет равномерно покрывать краской поверхность кузова автомобиля. Пилообразная траектория автоматической машины, как правило, приводит к чрезмерной толщине пленки в вершинах и впадинах зубцов.

IV. Охрана окружающей среды

По сравнению с традиционными механическими распылителями с возвратно-поступательным движением, роботизированное распыление значительно сокращает количество распылителей и увеличивает скорость работы краскопульта, что может существенно повысить производительность производственной линии за счет сокращения времени цикла. В качестве примера рассмотрим цех покраски № 4: при одинаковой скорости цепи роботу требуется всего 4 распылителя для эффективного выполнения задачи распыления, тогда как автоматическому распылителю необходимо 9 распылителей — сокращение более чем вдвое.

Благодаря более компактной внешней конструкции роботы RP6F140 обеспечивают высокоэффективное распыление с минимальным расходом краски и растворителей, а также кратчайшим временем очистки. Кроме того, коэффициент использования краски при роботизированном распылении достигает 95%, что минимизирует отходы краски и меняет загрязненную окружающую среду традиционных покрасочных цехов. Линейка роботов также включает в себя специальную систему очистки отработанных растворителей, которая позволяет утилизировать все растворители, образующиеся при смене цвета и очистке, что действительно приближает покрасочный цех к экологически чистому предприятию.

Система рекуперации отработанных растворителей

V. Движение

Робот-маляр RP6F140 имеет 6 осей движения, каждая из которых независимо управляется сервомотором:

• Ось 1: Ось вращения робота
• Ось 2: Ось вертикального вращения рычага
• Ось 3: Ось горизонтального вращения рычага
• Ось 4: Поворотная ось с ручным управлением
• Ось 5: Ручная ось
• Ось 6: Ручная ось/Вращающийся распылитель

Функция распыления в автоматической машине независима, при этом боковые и верхние распылители выполняют работу совместно. Верхний распылитель имеет 5-осевое перемещение, а боковой — 3-осевое.

Приведенные данные показывают, что робот может осуществлять 6-осевое распыление под любым углом в пространстве, в то время как автоматическая машина имеет определенные ограничения. Как правило, на каждой станции для покраски кузова автомобиля используются четыре робота, и каждый робот может выполнять одну и ту же функцию, что позволяет использовать взаимозаменяемые запасные части. Боковые и верхние распылители автоматической машины распыляют фиксированные участки (боковые — боковой распылитель, крыша/верх — верхний распылитель), а конструкция рамы автоматической машины больше, чем у робота, что делает техническое обслуживание и ремонт менее удобными, чем у робота. VI. Безопасность

Поскольку нормальное напряжение распыления высоковольтного электростатического робота для покраски может достигать 60 000 вольт и даже выше, робот обеспечивает изоляцию по напряжению для безопасности с помощью изолирующего манипулятора из стекловолокна. Крышки каждого манипулятора также изготовлены из этого стекловолокна, обеспечивая хорошую изоляцию от внешнего мира во время обычной покраски. По сравнению с традиционным автоматическим верхним распылителем, оснащенным противостолкновительными световыми решетками, робот-краска полагается только на высоковольтную защиту от столкновений без специализированных противостолкновительных устройств. Это означает, что если кузов автомобиля сместится или произойдут другие аварии, кузов автомобиля не будет надежно защищен. Защита роботов от столкновений станет ключевым направлением и сложной задачей в будущих применениях робототехники.

Противоударная световая решетка верхнего распылителя автоматической машины

Заключение

Роботы-краскопульты обеспечивают более эффективное использование краски, значительно сокращают количество распылителей, более экологичны и проще в обслуживании по сравнению с традиционными автоматическими краскопультами. Благодаря своей первой роботизированной линии покраски в цехе № 4, компания Chery активно изучает технологии обслуживания и ремонта роботов-краскопультов, используя более совершенное оборудование для производства автомобилей высочайшего качества.

#РоботДляМалярныхРабот #АвтоматическоеРаспыление #АвтомобильноеПокрытие #АвтоматизацияМалярногоЦеха #DURR #RP6F140 #ТехнологииПроизводства #Industry40 #Chery