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涂胶机器人应用时要考虑的四大问题

供稿:中国工控网 2016/9/23 14:14:22

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  • 关键词: 涂胶机器人
  • 摘要:目前,喷漆机器人、涂胶机器人等都已经广泛应用于涂装车间。车底涂胶机器人包括焊缝密封机器人和底部PVC喷涂机器人,下面针对涂胶机器人在应用时应该重点考虑的几个问题进行阐述。

  近年来,机器人以其可靠的作业性能以及节省人员劳动力的优势,越来越广泛地应用于工业化生产。尤其新建的汽车涂装生产线,大规模使用机器人取代了传统的人工喷涂或往复机喷涂。先进的喷涂机器人具有柔性化程度高、自动化程度高以及喷涂质量稳定、可靠的优势,并能大幅降低人工劳动强度,减少职业健康安全危害。

  目前,喷漆机器人、涂胶机器人等都已经广泛应用于涂装车间。车底涂胶机器人包括焊缝密封机器人和底部PVC喷涂机器人,下面针对涂胶机器人在应用时应该重点考虑的几个问题进行阐述。

  机器人数量的选择

  机器人的数量应该结合需涂胶车型的喷涂位置、面积以及喷涂质量要求综合考虑,在满足生产节拍和喷涂质量的前提下,应选择尽量少的机器人。若数量选择不合理,机器人数量过多会使各台机器人负荷低,设备利用率低,造成设备投资成本的浪费;机器人数量不足会造成喷涂能力不足,还需要增加人员进行喷涂作业,无法达到“省人化”的目的。通常,以下列公式计算机器人数量。

  (1)PVC喷涂机器人数量计算方法:

  式中

  S——各喷涂区域面积(mm2);

  D——各喷涂区域膜厚(mm);

  T——生产节拍(s);

  t1——工件输送运行时间(s);

  K——设备有效工作效率;

  v——机器人喷涂速度(mm/s);

  w——喷幅宽度(mm);

  d——单枪一遍最大喷涂膜厚(mm)。

  (2)焊缝密封机器人数量计算方法:

  式中∑L——焊缝密封胶涂胶总长度(mm);t2——设备精确定位时间s(焊缝涂胶机器人需要对车底焊缝进行精确定位)。以我公司某车间改造项目为例,计算机器人所需的数量如表所示。

  通过以上理论计算方式,车底PVC喷涂机器人至少需要4台,焊缝密封胶需要4台。根据以上数量再通过模拟仿真软件,对节拍进行模拟测算后最终确定此数量能够满足喷涂要求。

  工位排布

  底涂工位通常设置的工位分为上遮蔽、机器人涂焊缝密封胶,人工找补、机器人涂PVC胶,人工PVC找补,卸遮蔽(见图)。


  首先,焊缝密封胶和PVC胶工位排布不能位置颠倒,原因是PVC胶不能代替焊缝胶的功能。车底焊缝胶主要对车底的焊缝进行密封,防止水分等脏污进入缝隙造成车身腐蚀。车底PVC主要用来防止飞石等击伤车底,避免钢板生锈,对焊缝不能起到很好的填充作用。

  另外,找补工位需要预留,若机器人出现异常或者个别车型困难部位机器人无法完成的作业位置,都需要人工进行修补。因总装车间需要安装一些零部件,车身底部的一些安装孔不允许喷涂PVC或者焊缝胶,因此机器人喷涂时必须进行避让。遮蔽工位和卸遮蔽工位可根据机器人的配置情况进行适当设置,配置机器人精度识别高的或者能力充足的可以不设置上/卸遮蔽工位。

  机运问题

  因焊缝涂胶机器人涂胶工艺对车身的定位精度要求高,因此系统配置了照相定位系统。在车身就位静止后,机器人系统接收到输送系统发来的车身就位信号后,使用照相单元对车身的特征点进行照相,并与标准空间位置进行比对,计算位置偏差后修正机器人的喷涂轨迹,以实现准确的焊缝喷涂。

  即使车身能够自动修正喷涂轨迹,对车身定位精度依然要求很高。我公司选用的机器人要求的定位精度为前后±5mm,左右±3mm。因此在选用机运设备时,要考虑车身的精确定位问题。车底涂胶线选用的机运设备通常为空中反向滑橇输送机,配合“门型”吊具。


  为防止车身随吊具的前后、左右晃动,通常在输送机顶端增加夹紧装置,在吊具的左右两侧安装抱臂夹紧定位装置,通常选择气缸的方式。车身入位后,夹紧装置开始夹紧定位,之后将就位信号发送给机器人。

  除空中反向滑橇外,也有公司选用翻转小车,如大众轿车二工厂,但是设备投资成本高,未进行大面积应用普及。

  土建承重问题

  机器人由于自身重量问题以及在轨道上运行存在瞬间加速度的原因,对地板承重及厚度要求严格,需要考虑地板的承载载荷。在确定使用涂胶机器人的时候,首先要与各机器人厂家进行沟通,因各厂家的要求不尽相同,在确定机器人对基础载荷的要求和地板混凝土厚度后,与设计院沟通,在进行土建厂房设计时就应考虑楼板的承载能力和土建厚度的问题。若针对老厂房进行改造,需要对改造区域的承载能力进行核实,若不能满足负荷要求,需要对钢结构及土建基础进行改造。

  结语

  应用涂胶机器人,既能提高作业质量,又能减少操作人员数量。但是在进行方案策划及设备选型阶段应充分考虑各类问题,此外,还应考虑土建设施、公用设施、涂胶室体及供胶系统等与机器人的配合问题。只有在设计阶段将各类问题都进行充分识别和考虑,才能保证涂胶机器人自动化的顺利实现。


审核编辑(王静)
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