Thảo luận về sự khác biệt giữa robot sơn và máy móc tự động truyền thống.

Từ khóa: Xưởng sơn, Robot sơn, Máy phun sơn tự động

Trong nhiều năm qua, ngành công nghiệp sơn ô tô chủ yếu sử dụng hai phương pháp: sơn tự động và phun thủ công. Sơn tự động chủ yếu được sử dụng để phun tĩnh điện cao áp trên bề mặt ngoại thất của thân xe, trong khi phun thủ công chủ yếu được sử dụng cho bề mặt nội thất. Sơn ngoại thất tự động đã trở thành lựa chọn ưu tiên của các xưởng sơn lớn trong những năm gần đây. Để theo đuổi hiệu quả phun cao hơn và chất lượng lớp phủ tốt hơn, robot sơn tĩnh điện cao áp đã dần thay thế các máy phun tự động kiểu truyền thống.

Xưởng sơn số 4 của Công ty TNHH Ô tô Chery sử dụng robot sơn RP6F140 do Dürr, Đức cung cấp. Toàn bộ dây chuyền sử dụng tổng cộng 16 robot phun sơn: 4 robot cho lớp sơn lót, 4 robot cho lớp sơn nền BC1, 4 robot cho lớp sơn nền BC2 và 4 robot cho lớp sơn phủ bóng. Đây cũng là dây chuyền sơn robot đầu tiên được Chery đưa vào sử dụng. So với các máy sơn tự động truyền thống (ESTA) được sử dụng trong Xưởng sơn số 1 và số 2 của Chery, robot sơn cho thấy những cải tiến đáng kể.

I. Hình thức bên ngoài

Máy phun sơn tự động truyền thống sử dụng sự kết hợp giữa vòi phun phía trên và vòi phun bên hông. Vòi phun bên hông có thể phun sơn hai bên thân xe, trong khi vòi phun phía trên chuyên dùng để phun sơn các tấm che phía trước, phía sau và nóc xe. Bốn robot sơn loại RP6 được sử dụng trong Xưởng Sơn số 4 có hình dáng nhỏ gọn hơn và dễ lắp đặt hơn. Bề mặt kín của chúng đơn giản và dễ vệ sinh. Kết hợp với công nghệ truyền động hiện đại và hệ thống truyền động đơn giản, chúng giúp giảm đáng kể chi phí bảo trì và sửa chữa.

Máy phun tự động truyền thống

Robot phun thuốc

PLC điều khiển của Robot Sơn là model SIEMENS S7-400, với CPU là CPU 416F-2. Do robot sử dụng chuyển động 6 trục, phức tạp hơn so với robot chuyển động tịnh tiến truyền thống, nên mỗi robot cần một PLC điều khiển chuyển động. PLC điều khiển chuyển động được sử dụng bởi các robot trong Xưởng Sơn số 4 là PLC điều khiển chuyển động RC2 của KEBA. Tủ điện của robot là một tủ nhỏ cao 1,2m. Mỗi trạm, với 4 robot, dùng chung một PSMP (Bảng Mô-đun Nguồn) và một SCMP (Bảng Mô-đun Điều khiển Trạm). Tuy nhiên, mỗi robot có một RCMP (Bảng Mô-đun Điều khiển Robot) và MVSP độc lập, giúp chẩn đoán lỗi nhanh chóng. Robot RP6F140, thông qua công nghệ ứng dụng toàn diện, đặt tất cả các đường ống dẫn sơn, dung môi và các chất khác trong chuỗi năng lượng của robot, mang lại sự bảo vệ tốt hơn cho các đường ống của robot.

II. So với máy phun tự động thông thường, robot được bổ sung một số bộ phận mới để đảm bảo hoạt động trơn tru và khả năng điều khiển linh hoạt:

1. Bộ phận làm sạch: Đảm bảo toàn bộ đế và cánh tay thứ nhất duy trì áp suất dương mọi lúc, ngăn khí dễ cháy xâm nhập vào khoang. Nó cũng giúp làm mát robot, ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ do chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ phòng và bề mặt sơn vào mùa hè, giúp giảm đáng kể tần suất xảy ra lỗi điện áp cao.

   
   Các chức năng mạnh mẽ của bộ phận làm sạch

2. Bộ điều khiển cầm tay (Teach Pendant): Một thành phần thiết yếu của robot, được sử dụng để điều khiển chính xác chuyển động của robot và thực hiện các chức năng như lập trình trực tuyến và xử lý lỗi khẩn cấp.
   
   
3. Bộ phận nhả phanh: Được sử dụng để di chuyển robot bằng tay trong trường hợp khẩn cấp.
   
   

4. Hộp PHG và Hộp An toàn (SB): Giúp robot vận hành nhanh hơn.

   

   Đầu nối chèn đa đai V: Giúp việc thay thế linh kiện trở nên đơn giản hơn.

   III. Chất lượng quy trình

Máy phun sơn tự động thông thường sử dụng vòi phun bên và vòi phun trên để sản xuất nhiều loại sơn lót và sơn phủ. Tuy nhiên, máy này có những hạn chế đáng kể khi hình dạng và kích thước thân xe thay đổi nhiều, ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng lớp phủ (như độ đồng đều độ dày màng sơn và khả năng chống chảy xệ). Chery đã áp dụng rộng rãi công nghệ robot đa chức năng trong các xưởng sơn mới xây dựng của mình, tận dụng những ưu điểm về chức năng của nó. Điều này không chỉ giảm số lượng cốc phun trong khu vực phun sơn tự động tiêu chuẩn từ 9 xuống còn 4 và chiều rộng của buồng phun sơn tiêu chuẩn từ 4,6m xuống còn 3,8m mà còn loại bỏ được chùm tia phun trên, từ đó giải quyết được những nhược điểm của máy phun sơn tự động thông thường, chẳng hạn như việc bụi bẩn rơi vãi. Chức năng của robot là điều khiển bộ phun sương, duy trì khoảng cách không đổi và góc chính xác so với bề mặt được sơn trong quá trình phun. Một robot có thể thiết lập tối đa 64 CỌ (tức là cọ thông số sơn), đảm bảo rằng mỗi điểm phun được thực hiện với góc phun và thông số tối ưu.

Hình bên trái cho thấy quỹ đạo phun theo đường viền của vòi phun bên hông máy tự động, có hình dạng răng cưa. Hình bên phải cho thấy quỹ đạo của bộ phun sương trong quá trình phun bằng robot, có thể điều chỉnh ở bất kỳ góc độ nào trong không gian. Khoảng cách giữa hai quỹ đạo liền kề có thể được kiểm soát ở mức 15CM, và chiều rộng chùm tia phun của bộ phun sương là 45CM, cho phép sơn phủ đều bề mặt thân xe. Quỹ đạo hình răng cưa của máy tự động có xu hướng dẫn đến độ dày màng sơn quá mức ở các đỉnh và đáy của răng cưa.

IV. Bảo vệ môi trường

So với các máy phun sơn cơ khí truyền thống, phun sơn bằng robot giúp giảm đáng kể số lượng đầu phun và tăng tốc độ hoạt động của súng phun, từ đó có thể tăng đáng kể năng suất chu kỳ sản xuất. Lấy Xưởng Sơn số 4 làm ví dụ, với cùng tốc độ dây chuyền, robot chỉ cần 4 đầu phun để hoàn thành công việc phun sơn hiệu quả, trong khi máy phun sơn tự động cần 9 đầu phun – giảm hơn một nửa về số lượng.

Nhờ cấu trúc bên ngoài nhỏ gọn hơn, robot RP6F140 đảm bảo hiệu quả phun sơn cao với lượng sơn và dung môi tiêu thụ thấp nhất cùng thời gian vệ sinh ngắn nhất. Hơn nữa, tỷ lệ sử dụng sơn của robot phun sơn đạt tới 95%, giảm thiểu lượng sơn thải và thay đổi môi trường ô nhiễm cao của các xưởng sơn truyền thống. Dây chuyền robot cũng bao gồm hệ thống xử lý dung môi thải chuyên dụng, thu hồi tất cả dung môi thải phát sinh từ quá trình thay đổi màu sơn và vệ sinh, thực sự đưa xưởng sơn tiến gần hơn đến một cơ sở xanh.

Hệ thống thu hồi dung môi thải

V. Chuyển động

Robot sơn RP6F140 có 6 trục chuyển động, mỗi trục được điều khiển độc lập bởi một động cơ servo:

• Trục 1: Trục quay của robot
• Trục 2: Trục xoay cánh tay theo phương thẳng đứng
• Trục 3: Trục xoay ngang của cánh tay
• Trục 4: Trục xoay thủ công
• Trục 5: Trục điều khiển bằng tay
• Trục 6: Trục điều khiển bằng tay/Bộ phun xoay được

Chức năng phun của máy tự động hoạt động độc lập, với vòi phun bên và vòi phun phía trên cùng phối hợp thực hiện công việc. Vòi phun phía trên có chuyển động 5 trục, còn vòi phun bên có chuyển động 3 trục.

Các số liệu cho thấy robot có thể phun sơn 6 trục ở mọi góc độ trong không gian, trong khi máy tự động có những hạn chế nhất định. Thông thường, bốn robot được sử dụng tại mỗi trạm để hoàn thành việc phun sơn thân xe, và mỗi robot có thể thực hiện cùng một chức năng, cho phép thay thế các bộ phận dự phòng. Vòi phun bên và trên nóc của máy tự động phun sơn các khu vực cố định (hai bên bằng vòi phun bên, nóc/mái bằng vòi phun trên), và cấu trúc khung của máy tự động lớn hơn so với robot, khiến việc bảo trì và sửa chữa kém thuận tiện hơn so với robot. VI. An toàn

Vì điện áp phun thông thường của robot sơn tĩnh điện cao áp có thể đạt tới 60.000 vôn hoặc thậm chí cao hơn, robot thực hiện cách ly điện áp để đảm bảo an toàn thông qua một cánh tay cách điện làm bằng sợi thủy tinh. Vỏ của mỗi cánh tay cũng được làm bằng sợi thủy tinh này, đảm bảo cách điện tốt với môi trường bên ngoài trong quá trình phun thông thường. So với máy phun sơn tự động truyền thống được trang bị lưới đèn chống va chạm, robot sơn chỉ dựa vào khả năng chống va chạm cao áp mà không có các thiết bị chống va chạm chuyên dụng. Điều này có nghĩa là nếu thân xe bị lệch hoặc xảy ra các tai nạn khác, thân xe sẽ không được bảo vệ tốt. Việc bảo vệ chống va chạm cho robot sẽ là trọng tâm và thách thức chính trong các ứng dụng robot tương lai.

Lưới đèn chống va chạm của máy phun tự động gắn trên đỉnh

Phần kết luận

Robot sơn mang lại hiệu quả sử dụng sơn tốt hơn, giảm đáng kể số lượng vòi phun, thân thiện với môi trường hơn và dễ bảo trì hơn so với máy phun sơn tự động truyền thống. Thông qua dây chuyền sơn robot đầu tiên tại Xưởng Sơn số 4, Chery đang tích cực nghiên cứu công nghệ bảo trì và vận hành robot sơn, sử dụng thiết bị tiên tiến hơn để sản xuất ra những chiếc xe chất lượng cao.

#RobotSơn #PhunTựĐộng #SơnÔTô #TựĐộngHóaXưởngSơn #DURR #RP6F140 #CôngNghệSảnXuất #CôngNghiệp40 #Chery