德國(guó)百格拉機(jī)器人的應(yīng)用—噴涂機(jī)
制造業(yè)的發(fā)展使機(jī)器人得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，從種類上分，有碼垛機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、測(cè)量機(jī)器人等，本文針對(duì)噴涂機(jī)器人及其設(shè)備中最主要的國(guó)際上機(jī)器人在噴繪領(lǐng)域的應(yīng)用已有20多年的歷史。較早運(yùn)用該技術(shù)的有美國(guó)的minhit公司、德國(guó)的hatel公司、英國(guó)的fudge公司等，對(duì)機(jī)器人和印刷業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生過(guò)深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)時(shí)使用的是mk的h16機(jī)器人，采用的是氣體和液體相結(jié)合的流量控制系統(tǒng)。
80年代起hatel公司在h16機(jī)器人上首次采用氣壓控制的間或流量控制系統(tǒng)，裝有抽吸裝置的內(nèi)置閥，可避免初始污染。90年代初首次在bergerlahr機(jī)器人自動(dòng)噴涂設(shè)備上試裝了涂料流量控制裝置，使噴涂質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。隨著噴涂機(jī)器人的技術(shù)不斷創(chuàng)新，噴涂精度空前提高，在世界發(fā)達(dá)國(guó)家噴涂機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。90年代起，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展噴涂機(jī)器人在我國(guó)也不斷得到運(yùn)用和推廣。
噴涂機(jī)器人的方便快捷準(zhǔn)確又安全無(wú)毒，避免了過(guò)去人工噴涂涂時(shí)人接觸有毒性的涂料而造成急性或慢性中毒，影響身體健康，對(duì)長(zhǎng)期從事此項(xiàng)工作的人影響尤其重大。為了達(dá)到安全生產(chǎn)的目的，從1984年起德國(guó)bergerlahr公司將原有的噴涂機(jī)器人系統(tǒng)做了多次改進(jìn)。自動(dòng)噴涂最重要的是管路的噴嘴內(nèi)要始終保持有足夠量的多色涂料。如前所述。流量控制裝置對(duì)涂料的量，根據(jù)預(yù)先給定的公差范圍始終進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果涂料量有一定的積存，如涂料堵塞或涂膠噴嘴損壞，則系統(tǒng)壓力自動(dòng)改變，并且有集成壓力傳感器（壓力式傳感器）自動(dòng)給出不合格信號(hào)。
1、控制系統(tǒng)
根據(jù)使用這套控制裝置系統(tǒng)得出的經(jīng)驗(yàn)，bergerlahr公司開發(fā)了一套動(dòng)態(tài)反應(yīng)流量的控制系統(tǒng)，它就是流量控制系統(tǒng)。流量控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)預(yù)先給定的公差范圍始終對(duì)所涂的涂膠的量進(jìn)行檢查，在出現(xiàn)正負(fù)偏差時(shí)通過(guò)所裝的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行平衡或補(bǔ)償。
流量控制系統(tǒng)中的調(diào)控閥是由電氣控制的，取消了通常所見的液壓控制回路。這種電氣控制的調(diào)控閥可保證作用時(shí)間小于30ms。調(diào)節(jié)閥的一體式結(jié)構(gòu)及較輕的重量使其可以毫無(wú)困難地用在快速動(dòng)作的機(jī)器人上。調(diào)節(jié)閥完整的閥體單元拆換快捷，省去了靜態(tài)調(diào)節(jié)閥所必需的調(diào)整工作。由于在生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控，所以在調(diào)控閥中裝有溫度補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅?。通過(guò)控制器儲(chǔ)存的涂料特征曲線和與溫度有關(guān)的濃度曲線并根據(jù)每個(gè)截面的目標(biāo)溫度以及涂料量進(jìn)行調(diào)節(jié)。在其他系統(tǒng)中經(jīng)常用到的軟管調(diào)溫法在這兒已不再采用了。
2、經(jīng)多年證明其可靠性的流量控制組件，使得零件的拆換毫無(wú)困難。機(jī)器人自動(dòng)噴涂的量是根據(jù)生產(chǎn)需求確定的，只要預(yù)先給定參數(shù)，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)菜單自動(dòng)進(jìn)行編程控制。操作該控制系統(tǒng)的人員不需要掌握專門的編程語(yǔ)言。為了使操作更舒適，控制系統(tǒng)配有遙控裝置，可以實(shí)現(xiàn)如基本調(diào)試、通風(fēng)、沖洗等功能。程序修改或調(diào)整由菜單控制，通過(guò)鍵盤和屏幕顯示或者清楚的文字說(shuō)明來(lái)完成。在批量生產(chǎn)時(shí)，還要對(duì)有關(guān)諸如涂料流動(dòng)性、介質(zhì)溫差、涂料粘度、產(chǎn)量、進(jìn)氣和速度等各項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)與理論值有偏差或有氣泡溢出等情況時(shí)，調(diào)控閥會(huì)在預(yù)先給定的公差范圍內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行修正。由于在高速狀態(tài)下強(qiáng)迫進(jìn)氣時(shí)會(huì)導(dǎo)致噴涂路徑變化的產(chǎn)生，裝有持續(xù)式電壓傳感器后即不允許這種情況的發(fā)生，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為配料不正確而停止配料，機(jī)器停止工作，并做相應(yīng)顯示。通過(guò)對(duì)每次配料過(guò)程進(jìn)行曲線分析，可使機(jī)器人和這個(gè)噴涂系統(tǒng)之間的工作質(zhì)量大大提高。由此可對(duì)如噴涂速度、節(jié)拍等進(jìn)行編程控制和優(yōu)化。調(diào)控閥上的傳感器使得配料無(wú)需人工即可自行操作，通過(guò)帶有相應(yīng)顯示的選擇開關(guān)可以將系統(tǒng)調(diào)整到程序的任一步。流量控制系統(tǒng)保證在用單孔噴嘴和用雙孔噴嘴時(shí)涂料的量相等。該系統(tǒng)可根據(jù)要求完成各種功能，操作舒適，簡(jiǎn)單明了。
流量控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是，自動(dòng)溫差補(bǔ)償；調(diào)控閥拆換方便，不需要重新調(diào)整；通過(guò)簡(jiǎn)單自動(dòng)儲(chǔ)存程序可使調(diào)控閥完成各種功能，對(duì)配料過(guò)程進(jìn)行圖表式數(shù)據(jù)處理，使質(zhì)量得到顯著提高。
3、經(jīng)濟(jì)效益
噴涂機(jī)器人的成功應(yīng)用，給用戶帶來(lái)了非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益。首先，印刷產(chǎn)品的質(zhì)量得到了大幅度提高，產(chǎn)品合格率達(dá)到99%以上，提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。其次，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，從而增加產(chǎn)量，降低了價(jià)格，提高了市場(chǎng)占有率。
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