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涂装机器人的应用
2008-06-02 18:26
      对于表面处理行业而言,机器人技术并不算什么新鲜事物。数十年来,涂装机器人已用于汽车、航天航空以及一般工业设备的涂装作业中。但同时,引进一部或多部机器人所涉及的昂贵费用,却让许多中小型工厂处于文明年代的“黑暗时期”。然而,这种情况正在开始发生变化。得益于新型的更小、更灵活的组件的出现,机器人正在以一种“终结者般”的“执着”,迅速地入侵到中小型工厂当中,这种“执着”甚至会让 “阿诺德.施瓦辛格”都感到骄傲。
 
“黑暗时期”
      直到最近,工厂才开始慢慢地接受机器人技术。按Barton Faylor(FANUC机器人有限公司的产品经理)的说法,这是因为成本因素造成的,如果您拥有一座大型的、处理多种类型零件的小批量生产工厂,您会想要购买自己所能支付得起的,最大的机器人吗?事实上,如果您只是要买机器人设备来喷涂小型箱盖等工作,那为何要买一部较大的机器人呢?因为许多中小工厂都致力于那些一两种产品的大型生产运转,所以他们一直都被迫去购买大型的系统(有着昂贵的价格以及潜在的缓慢的投资回报),或者干脆完全回避自动化。
 
      在历史上,另一个障碍是操作机器人以及训练其操作人员,一直都有相当大的难度。工厂主能支付起引进机器人首要花费,但却有可能没有办法去应付一些附加(如操作机器人及训练其操作人等)的费用,例如,在必要的培训期间,把涂装生产线关闭几天。
 
      但是现在,部分上是由于节约型生产需要的原因,供应商和表面处理加工者,都同样开始认识到了在工厂地面上的机动性和灵活性的重要性。这样的结果就是:新一代较小的、更容易买得起的机器人出现了,它们的设计用途就是为了完成特定的任务,但其功能的多样性,足以承担得起完成新项目的任务。
 
灵活性和高效性
 
       FANUC P-50i是新一代的涂装机器人,是一款紧凑型机器人,针对一般工业喷涂而设计,也适用于晶体涂覆、遮蔽涂覆和涂胶。此六轴涂装机器人是FANUC涂装机器人系列产品中的第九代产品,设计用途就是要在危险的涂装环境中操作。
 
       在 P-50i涂装机器人的开发期间,其中之一主要考虑因素就是机器人占地空间,即它在工场地面所要占据的空间大小。P-50i涂装机器人的基座占地正好是0.25m2的空间,且机器人可以在墙壁上或天花板上进行安装,这样就能腾出更多的地面空间。根据Faylor的说法,这种机器人还为潜在的、更清洁的涂装作业环境提供了可能性。他说,使用倒吊安装或墙壁安装方式的机器人,就能使您的喷房地面更容易清洁。
 
      按Faylor的说法,机器人的尺寸大小,只是FANUC工程师关注一项因素,正如他们开发应用于窄小的工作区中的机器人一样。P-50i机器人的设计,可以允许安装多种型号的喷枪和旋杯。我们所做的事情当中,有一件就是,我们想让P-50i机器人具有有效负荷能力,这样它就能够应付目前我们在该行业中所知道的,更多的喷涂设备。
 
      P-50i机器人的工程师们,还努力设法去保护机器人,使其免于诸如有时候会存在于生产环境中的灰尘或污物的侵害。机器人采用中空手腕的设计,这样的设计允许P-50i机器人使用的所有软管,都放置于机器人自身的机械臂之内,从根本上保护它们,并且,患给机器人提供了更高程度的灵活性。在您正在喷涂诸如后视镜之类工件时,如果有外部布线的软管,那么,不仅要担心机械臂碰撞物品,还要担心软管到处晃动碰到物品,Faylor说到。通过使用中空手腕,我们将软管保护了起来,防止上述碰撞情况的发生。中空臂设计还减轻了程序计划人员的负担,让他们可以完全把注意力集中于机器人的移动,从而适合工件的喷涂。
 
降低学习难度

     FANUC认识到,如果没有这样一种工具,它能够帮助工厂主,使有时复杂而耗时的机器人的示教过程,变得简单化,那么较小的、更加灵活的机器人只能是一种表面的改进而已。于是,公司的软件开发人员就开发了PaintPRO软件,这是一种基于PC(个人电脑)的模拟软件,其设计目的就是,要对机器人的路径示教以及涂装程序的开发工作进行简化。
 
    PaintPRO软件背后的概念,是一种相对简单的概念。通过一台个人电脑的使用,操作人员就能看到零件的图示(特别是CAD绘图),并确定该零件的什么部位要喷涂。软件还让使用者能够对几种不同的涂装方式进行比较和评价。他们可以手动规划出机器人的喷涂路径,或者指示软件自动进行这样的工作。 PaintPRO软件是在个人电脑上运行着的一台实际的控制装置,对于机器人和个人电脑用户,它具备了与 FANUC机器人示教器一样的屏幕界面,该界面使得机器人和个人电脑用户之间更易使用并实现一体化。
 
    Faylor说,“PaintPRO”软件其实是一种虚拟的机器人系统。不仅仅简化了编程(该软件能减少机器人编程所花时间),而且,它是一种实际的编程工具,该工具使程序规划员能够对机器人程序进行调整,无需数小时甚至数天的停线编程。涂装路径一经完成并确认,就能把路径下载到机器人上,以便进行喷涂。
 
    通过使用“PaintPRO?”程序软件,操作人员可以导入要喷涂部件的图形,并且开发出有效的涂装路径。随后就可以把结果下载到机器人上,以便进行“现实”的喷涂工作。
 
前 景

     Faylor说,“PaintPRO”程序软件的开发代表着一种行业范围的发展趋势,目的就是为小型的工厂,对机器人的调整程序进行简化,这项工作正是他期待着会在未来的数年,成为“FANUC”以及其它公司主要关注的事情。该行业一直存在一个问题就是,“怎样才能把零部件调整的更快”,他这样说道,“在不久的将来,我们将看到更多的成果,使“CAD-至-喷涂路径”程序简化”。
 
    因为机器人正在变得越来越灵活,Faylor相信,机器人在涂装行业中,会有更加具有创造性的应用。他提出,我们可以利用机器人去控制零件,喷涂的时候,让它们旋转起来。这样做就能让较小的机器人,对大零件进行涂装作业。对“UV”(紫外线)固化涂料日益增长的需求,机器人可以有另外一种应用,就是用机器人来操纵复杂零件周围的紫外线灯来进行UV固化。
 
      不论客户是否现在试图对机器人进行投资,还是为将来考虑,Faylor说,预期的买主应该马上进行准备工作,这一点是很重要。他说,“FANUC”是数家机器人供货商之一。这里有很多好的选择。最终用户不用局限于单一种解决办法,也不用限于单一种技术。大多数机器人供货商都有喷涂中心可供使用。我认为对买主来说重要是不用担心要去看正在应用的技术,甚至于应该把它当作投资的驱动力。