汽车轮毂喷漆的自动化解决方案.pdf

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判出心自や心
汽车轮毂喷潹的自动化解决方案
Automation automobile wheel hub painting solution
赵宏剑,张波,刘彤,赵增强
ZHAO Hong-jian, ZHANG Bo, LIU Tong, ZHAO Zeng-qiang
(北京机械工业自动化研究所,北京100120)
摘要:中国轮報行业逐步参与国际竞争,轮設生产吵将跨入高度自动化阶段,涂装是轮毅生产的取后
道工序,机器人作为当今最先进的自动化涂装装备已经成为主流,他具有节约油漆、降低
人员配、生产效率高、成膜品质好、质量稳定等忧点。本文综合了几个大型轮毅制造企业
的生产工艺特点,设计了适合于大批量汽车轮毅喷漆的喷涂机器人解决方案。
关键词;喷涂;轮毅;喷涂机器人PLC
中分类号:TP242.2
文款标识码:A
文号:1009-0134(2013)07(下)-0085-0
Do:10.3969/.lssn.1009-0134.2013.07(下).24
轮毂自动喷涂工艺现状
10)面漆线工艺流程:除尘擦净→喷面漆→
目前我国轮毂涂装线的喷涂工艺多采用人エ喷粉室(兼作面漆流平)→喷罩光漆→罩光流平
作业,随着中国轮毂产业日趋国际化,产品质量
→油漆(或粉末固化)烘干→强冷
控制、成本压力和环保要求等方面都提出越来越
11)面漆线工艺设计参数如表1所示。
高的要求,手工作业的诸多弊端严重制约了轮
表1面漆线工艺设计参数
产业发展,喷涂机器人作为当前最先进的自动喷序号工序名称
(C)
备注
涂设备,是解决轮毂涂装生产中诸多问题的最佳
上件
机器人人工
方案,本文针对轮毂喷涂工艺要求,闸述如何采
2「除尘擦净
常温
喷面漆
常
机器人+人工
用喷涂机器人来解决轮毂自动喷涂。
机器人
汽车轮敦涂装线从工件输送形式上通常分为
345
喷粉
常温(该工艺段兼做面漆流平段
地面输送和悬挂输送,生产工艺有所不同,本文
喷光漆
常温
机器人+人工
以悬挂输送线为例来闻述轮的喷涂工艺和装备
6「光流平?5
常温
面漆(或粉末
技术。
固化)烘干
≥30
180
2涂装工艺要求
强冷
≥4
常温
9检查修饰
以国内某知名车轮制造公司实际案例参数为
10
下件
机器人人工
例,其工艺参数如下:
2)喷涂工艺描述:
1)工件最大直径:650mm;
面漆喷涂工艺:喷涂一道面漆,配置4台机器
2)输送方式:悬挂链,连续输送;
人,输送链两侧各放置2台机器人,分别负责轮毂
3)挂具容量:2个工件/桂;
所在侧面和部分端面的喷涂,每台机器人配一把自
4)工艺链速:2.5m/min;
动空气喷枪。
5)工件间距:970mm;
罩光漆喷涂工艺:喷涂一道罩光漆,配置4台
6)涂枓颜色数:2色1溶剂(可根据实际需要机器人,输送链两侧各放置2台机器人,分别负责
增减);
轮毂所在侧面和部分端面的喷涂,每台机器人配
7)漆膜厚度:15~201;
把自动空气喷枪。
8)油漆粘度范聞:15~22S(涂4杯);
3应用环境
9)油漆种类:单组份或双组份(双组份油漆
需要配备双组份定量配比系统);
3.1公用动力
空气压力:≥7kg/cm;
日:2013-05-13
作者介:赵宏剑(1976-),男,吉林农安人,高工程师,本科,研究方向为工业机器人的开发和应用。
第35卷第7期2013-07(下)I85
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?进心自や心
气源流量:≥1m3/min(每台机器人)
罩光漆站的配置与面漆站相同,下面对各个
气源质量:含油量≤OIPM、含水量≤138gm、主要设备进行详细的介绍:
含尘微粒≤1u
4.2喷涂机器人
电源:4.5KW(每台机器人):2KW(每套
系统采用防爆型喷凃机器人,主要性能指标
总控系统);3相5线380V/50Hz。
如下
3.2喷漆室
1)持重
≥10kg
喷漆室可采用水旋式喷漆室或水帘式喷漆
2)轴数:
轴
室,两种结构各有特点,下面以面瀠喷涂工位为
3)重复精度:
≤0.3mm
例,介绍两种结构喷漆室的性能特点和平面布置
4)电源电压:
3相380V50Hz
方式:
5)工作环境
1)水旋式喷漆室
6)防爆等级
符合国标
性能特点:漆雾净化效果好、生产过程中的
环境温度:机器人5°~45°C
动力消耗较大、制造成本和使用维护成本较高。
控制柜5°~52C
相对湿度:
最大95%
保护
机器人IP67
控制柜IPS4
远程I/O
Interbus64/64,AB公司R10
128/128, Profibus256/256
图1水旋式喷漆室平面布置参考图
串行接口:
西门子 Modbus RS-232,RS
2)水帘式喷漆室
422.RS-485
性能特点:漆雾净化一般、生产过程中的动4.3控制系统
力消耗小、制造成本和使用维护成本小
系统在面漆站和清漆站分别配置了一套工作
站总控制系统,工作站控制系统是整个喷涂工作
站的控制核心,除对四台ABB机器人进行远程控
人
A置
制,还要对其周边设备进行集中控制。控制系统包
括:工控机、PLC、人机操作界面、机器人远程控
制、工件号选择、工件队列显示与修改、工作区安
图2水帘式喷漆室平面布置参考图
全检测单元、工件到位检测、安全检测单元等。
系统可以通过工作站控制柜对机器人的哲
注:罩光漆喷涂工位与面漆喷凃工位相同。
停、急停、启动等进行控制,增强了控制系统的
4装备配置方案说明
灵活性。从设备管理角度考虑,应尽量减少操作
4.1系统构成
工人对机器人的直接操作,以避免因误操作而破
面漆机器人喷涂工作站系统构成
坏源程序和参数设置。作站控制系统负责一切与
)涂装机器人
4台喷漆相关的工艺,悬链上有无工件及通过速度等
2)工作站控制系统
1套工艺信息,工作站控制系统均进行独立判断,悬
3)输送链同步跟踪系统
1套链仅负责将工件输送过喷漆间。
4)2色1溶剂自动换色模组组件
套
工作站控制系统对工件种类信息进行排队保
5)工件位置检测与启动开关组件
1套存(断电记忆)。排队长度大于悬链缓存工件数
6)自动静电空气喷枪组件
4套量。工作站控制系统具备通过操作台手动修改颜
7)输供漆系统
1套色排队信息的人工干预功能,并具备通过操作台
8)油漆管、气管、接头组件
4套人工选择喷漆工艺和自动选择喷漆工艺进行工作
9)机器人防护