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[分享] 智能机器人助力绿色喷涂

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发表于 2015-8-8 08:18:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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智能机器人助力绿色喷涂

智能机器人助力绿色喷涂

        菲亚特米拉菲奥里工厂车身涂装线采用ABB机器人实施水性环保漆喷涂,平均周期时间达到87s,年产能达18万台,ABB静电喷涂技术达到80%传递效率。
        涂装也许不是汽车生产流程中最重要的一环,但对于消费者而言,涂装效果却可能是汽车外观最重要的一方面。汽车厂商要保证优异的涂装品质,离不开必要的技术诀窍及智能化解决方案。因此,当菲亚特公司计划在其都灵的米拉菲奥里工厂投建一条车身环保漆涂装线时,立即将目光投向了ABB公司。
        车身环保漆涂装线
        米拉菲奥里厂承担菲亚特/蓝旗亚产品线下共7种车型的内外表面喷涂,安装有25台喷涂机器人及14架车门、发动机盖和行李箱盖自动开启机械手。该厂还计划增加即将投产的Alfa Romeo Junior及4门车型的喷涂任务。
        涂装线由6个工作站组成,包括内车身面漆喷涂工作站两个,外车身头道、二道面漆喷涂工作站各一个,内、外车身罩光漆喷涂工作站各一个。各道工序的平均周期时间为87s,生产线产能约达到每班次250台。每月64个生产班次,年产量可达约18万台。
        车身内表面喷涂工作站采用“即停即走”的操作机制,与F1赛车的进站维修策略如出一辙。在车身进入工作站前,各机器人均已各就各位。最先行动的是4台门盖(车门、发动机盖和行李箱盖)开启机器人,为车身喷涂做好准备工作。此后,开门机器人与4台喷涂机器人保持通信,同时进行相应操作,以便喷涂机器人完成所有区域的喷涂。全部7个车型的平均周期时间为87s,整套流程包括车身操纵、喷涂及输送至下一工作站。
        车身外表面喷涂机器人则采用不停顿跟踪喷涂的操作机制,简言之,就是机器人与输送链上的车身保持同步运行,在车身通过其工作范围的同时完成喷涂。头道面漆及罩光漆的喷涂工作站配备ABB日本公司提供的ROBOBEL 951-2K喷涂装置。
       

智能机器人助力绿色喷涂

智能机器人助力绿色喷涂

        ABB机器人在米拉菲奥里厂的应用

        ROBOBEL 951-2K喷涂装置
        ABB的ROBOBEL 951-2K喷涂装置采用喷涂形状控制技术将涂料使用效率提高了约20%,而且其总冲洗面积更小,可减少清洗剂的用量。涂料与溶剂的双重节省,能够为厂家带来显著的经济效益。
        ROBOBEL喷涂装置创新地采用了内置式双组份混合器,即用于双组份涂料混合的静态混合器与阀门安装在喷涂装置内部。这种设计的一个重要优势是,冲洗涂料回路的溶剂总用量可比同类产品减少2/3,大幅降低了溶剂成本。另外,这还是一种环保型设计,有助于降低VOC排放。也是便于维护ROBOBEL喷涂装置的一大特色。混合器与阀门均设有透明盖板,开关阀清晰可见。阀门仅靠两颗螺栓固定,操作简单,更换迅速。
        ROBOBEL喷涂装置最重要的一项优势还是利用创新的形状控制技术达到节省涂料的目的。ROBOBEL951双组份喷涂装置可通过微调喷涂区域宽度控制喷涂形状,与不具备此项功能的同类产品相比,涂料效率提高约20%。此外,它还降低了25%~30%的涂料损耗。节省涂料和溶剂能够降低VOC排放。
        静电喷涂技术和喷涂系统
        静电喷涂的工作原理是:先对涂料充电,然后利用
        3万r/min的旋杯喷出带电涂料粒子,使其吸附到车身金属板上。采用静电喷涂技术,传递效率从35%左右提高到80%以上。静电喷涂的主要优势是减少涂料浪费,同时又能满足涂层厚度要求。
        但静电喷涂在处理金属面漆时也有一个弱点,即由于充电涂料粒子喷射方向过于一致,致使最后的涂装效果会因视角不同而显得不是过亮就是过暗。因此,需要利用传统技术再喷一道金属漆。头道和二道金属漆分别占总涂层厚度的70%和30%,可呈现极佳的视觉效果。素色漆因不含金属成份,无需喷两道,在首个工作站完成一道静电喷涂即可。罩光漆采用溶剂性单组份树脂漆,其喷涂工艺与素色漆相同。罩光漆不含金属,完成静电喷涂后也不需要进一步修饰。
        喷涂系统的优势还包括:所有工艺部件都整合在IRB 5400机器人手臂上,喷涂管理功能与机器人控制装置相集成,可同时管理30种颜色的水性涂料,为进一步降低涂料消耗提供了可能。
        6个工作站
        米拉菲奥里厂中6个成功投产的工作站情况如下:
        内车身面漆喷涂工作站,3区:9台机器人,传统喷枪,即停即走机制;内车身面漆喷涂工作站,4区:9台机器人,传统喷枪,即停即走机制;外车身头道面漆喷涂工作站,5区:4台机器人,静电旋杯,不停顿跟踪喷涂机制;外车身二道面漆喷涂工作站,6区:3台机器人,传统喷枪,不停顿跟踪喷机制;内车身罩光漆喷涂工作站,7区:8台机器人,传统喷枪,即停即走机制;外车身罩光漆喷涂工作站,8区:6台机器人,静电旋杯,不停顿跟踪喷涂机制。
        6个工作站均分别与ABB新一代软件Movicom/Shop Floor Editor图形化工作站相连接。该软件通过连续显示、修正喷涂参数,在不干扰机器人作业的前提下,实现喷涂过程的“实时”控制。这款功能强大的软件甚至提供机器人轨迹离线修改功能,通过机器人车身运行路径的图形化显示,可快速完成调整。若不采用该软件,则需花数小时进行在线修改,而且期间必须中断生产。
        6个工作站通过带防护功能的局域网互联,可从线上任何一台PC机对整个喷涂系统进行监控,各工作站的操作状态一目了然。
        得益于生产线的超高性能,菲亚特又为第二条涂装线增购了10台外车身面漆/罩光漆喷涂机器人。这条涂装线在规定时间内成功通过首件车身喷涂质量鉴定,现已进入量产阶段。迄今为止,米拉菲奥里厂仅喷涂车间就已安装了61台ABB机器人。
        给予菲亚特更多支持
        近几年来,ABB公司陆续在意大利基耶蒂省桑格罗河谷的塞韦尔(Sevel)菲亚特厂实施了3条涂装线,共计安装了25台内外车身喷涂机器人,按一周6天三班制生产,日产1100辆Ducato面包车,年产约30万辆。另有6台ABB搬运机器人负责输送密封剂及喷涂PVC车底防护涂料。
        ABB公司与塞韦尔工厂的合作远不止于单纯地供应和实施自动化生产线。应厂方提出的更深层次的合作要求,ABB公司与之订立了陪产与维护协议。ABB公司特别成立了一支由5名技师组成的驻厂小组,全天三班轮流陪产,以扎实的专业知识确保技术效率的最优化。此外,系统所有备件均提供现场库存,无论生产中发生任何问题,都能以最快的速度得到解决。
        菲亚特设在巴勒莫省泰尔米尼-伊梅雷塞工厂的涂装线目前也已进入量产阶段。由14台机器人承担蓝旗亚Ypsilon车型各版本(包括双色版)的自动化涂装任务。
        仅菲亚特一家企业目前就安装了120多台ABB机器人,主要应用于意大利工厂喷涂车间的产品涂装等作业。
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