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汽車生產線的噴漆和涂裝是汽車生產的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)代汽車生產都采用機器人盡享噴涂
![]( "發(fā)那科機器人：柔性自動化專家")
汽車車身涂裝以工藝復雜、工序多、涂層質量要求高等特點在汽車涂裝中最具代表性。
可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人。中國研制出幾種型號的噴漆機器人并投入使用，取得了較好的經濟效果。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統(tǒng)組成，液壓驅動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6自由度關節(jié)式結構，手臂有較大的運動空間，并可做復雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較先進的噴漆機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內部，噴涂其內表面。噴漆機器人一般采用液壓驅動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數來實現(xiàn)示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產部門。
采用機器人噴涂
為了追求噴涂過程更大的靈活性和更高的效率，從20世紀90年代起汽車工業(yè)開始引入機器人來代替噴涂機械，同時開始使用機器人進行內表面的自動噴涂。
現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展帶來汽車型號的迅速變化和車體設計的不斷調整，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。機器人的作用是控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離（一般為200mm）。為了實現(xiàn)這一任務，工程師采用專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理，確定噴槍的移動路徑和相應的噴涂參數。然后將這些數據傳輸給機器人控制器，在整個噴涂過程中控制機器人的動作。一般來說，只有在比較復雜的和要求非常精確的噴涂過程才需要這樣的處理。
與傳統(tǒng)的機械噴涂相比，采用機器人噴涂有2個突出的優(yōu)點：可以減少大約30%～40%的噴槍數量；提高了噴槍運動的速度。為了適應高速噴涂，在內表面噴涂和第2層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉噴槍。
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20世紀90年代以來，大規(guī)模集成電路及計算機技術的迅猛發(fā)展使工業(yè)機器人的制造技術日臻成熟，機器人性能的改善和工作可靠性的提高以及其外形體積和價格的不斷下降，使其在汽車制造業(yè)中得到廣泛應用。
在汽車裝配上,幾乎所有的工位均可應用機器人來提高裝配作業(yè)的自動化程度,如車門的安裝儀表板的安裝、車燈的安裝等，以及點焊作業(yè)，涂膠作業(yè)，噴漆作業(yè)。
汽車行業(yè)中機器人的設計和應用集中在方法、工具和步驟上，機器人技術不不斷發(fā)展讓工廠的管理者們降低成本，同時加強質量和生產力。隨著機器人在汽車行業(yè)的廣泛應用，制造裝配系統(tǒng)、工廠安全可靠以及實時性能的評估和控制就變得尤為重要。汽車機器人的停機，每分鐘就可能給企業(yè)帶來重大損失。以美國汽車工廠為例，機器人停機所造成的損失每分鐘可達5000-10000美元，有的甚至高達20000美元。所以，如何合理應用工作機器人和未來機器人的發(fā)展方面成了人們普遍關心的問題。
機器人在汽車生產中的應用
1、 機器人在噴涂生產線上的應用
機器人的噴涂工作主要有2種模式：一種是動/靜模式，在這種模式下，噴涂物先被傳送到噴涂室中，在噴涂過程中保持靜止（見圖1）。另外一種是流動模式，在這種模式下，噴涂物勻速通過噴涂室（見圖2）。在動/靜模式時機器人可以移動，在流動模式時機器人是固定不動的。
圖1
圖2
在外表面噴涂過程中，機器人安置在可升降的軌道上，能夠自由接近噴涂體的表面，因此可以縮小操作空間，降低運營費用。在舊工廠的改造中，如果以這種方式用機器人取代舊機械，就可以保持原有的噴涂室不變。這樣既能降低改造成本，又能縮短工期。在內表面噴涂室中，不同機器人的軌道可以上下平行安裝。用于打開引擎蓋和后備箱蓋的操作機器人安置在較高的軌道上，這樣就能“跨越”安置在下方軌道上的噴涂機器人而工作（見圖3）。這種方案可以使噴涂室縮短1～2m，既能減少建設投資，又能降低運營成本。
圖3
機器人的電源、控制器和安全系統(tǒng)都安裝在噴涂室外的控制箱內。由于控制箱也采用模塊化的設計，因此能很方便地針對客戶實際的涂裝流程進行優(yōu)化的配置。在杜爾公司生產的先進的涂裝系統(tǒng)中，采用了多運動柔性控制技術，將機器人的控制和噴涂流程的控制集成在一起進行處理，不需要再設置噴涂流程的控制了。
在汽車的生產過程中，除了在噴涂生線上的應用，有整個生產中的焊接、安裝、物流配送等方面都有應用。而且大大提高了工作效率，降低了生產成本。為企業(yè)帶來的很大的好處，而且隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機器人在汽車生產廠的應用也會越來越廣泛。 | |
在環(huán)保意識日益增強的今天，人們稱環(huán)保效果好的涂裝廠為“綠色工廠”，技術陳舊的涂裝廠為“褐色工廠”。無論是新建綠色工廠還是改造褐色工廠，建立機器人全自動噴涂生產線都是十分必要的。在新建工廠時，合理使用資金是最重要的原則，因此降低噴涂生產線的投入是非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。而對于那些需要改造的工廠來說，如何將機器人合理引入到現(xiàn)有的涂裝生產線，以及由此而產生的費用則是關鍵性的問題。
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