ABB公司新型噴涂機器人及其應用

1、ABB公司新型噴涂機器人及其應用1ABB公司新型噴涂機器人的特點 IRB5500噴涂機器人 是ABB公司為汽車工業(yè)量身定制的最新型噴涂機器人，在噴涂范圍（即機器人可以達到的噴涂區(qū)域）、噴涂效率、集成性和綜合性價比等方面具有較為突生的優(yōu)勢，其主要特點如下。1.1噴涂范圍大、噴涂效率高壁桂式柔性噴涂機器人 TOC o 1-5 h z IRB5500的立式安裝效果見圖 1、臂長范圍見圖2O IRB5500 噴涂機器人獨特的設計結構使之具備了較大的工作范圍。與 傳統(tǒng)的機器人相比，噴涂工作區(qū)域的長度由原來的4?5m增加到了 6m,幾種不同型號機器人工作范圍的詳細對比見圖3機器人懸臂較高的加速度（柔性噴涂

2、機器人IRB5500的最大 加速度為24m/s2,而傳統(tǒng)機器人的最大加速度只有14m/s2）和噴涂時較高的運動速度，再加上配備有高流量的霧化器，使得IRB5500噴涂機器人在整個噴涂軌跡中能夠始終保持穩(wěn) 定的運行速度，而不需要加速和減速過程，保證了涂層噴涂的 均勻性；同時避免了頻繁的開、關槍，最多可節(jié)省20%的循環(huán) 時間和15%的噴涂材料。與傳統(tǒng)的噴涂機器人相比，每臺柔性噴涂機器人IRB5500可以完成較多的工作（見圖4）,并能夠 在最大的工作范圍內非常靈活地噴涂各種工件，特別是在噴涂大型工件時的優(yōu)勢更為明顯。鑒于以上優(yōu)點，在同樣的噴涂面積和生產(chǎn)節(jié)拍下，采用IRB5500機器人的數(shù)量可較傳統(tǒng)機

3、器人減少20%?30% o圖1IRB5500的立式安裝效果圖 2IRB5500 的臂長范圍 A T&M F I E L D O F V I S I O N 圖 3 不同型號機器人工作范圍的對比圖（b）IRB5500機器人的數(shù)量（a）傳統(tǒng)機器人的數(shù)量圖 4相同生產(chǎn)情況下，傳統(tǒng)機器人與 IRB5500新型機器人所需數(shù)量的對比基礎的要求也較為簡 單,只要在安裝前根據(jù)機器人的靜載荷和動載荷要求準備好 單個支撐基礎就可以了 ；而且廠家提供的機器人在由廠前根 據(jù)現(xiàn)場參數(shù)及車型已經(jīng)進行過離線模擬調試，安裝后只需對機器人的噴涂參數(shù)和噴涂軌跡作進一步的優(yōu)化就可以了。如 此大大減少了現(xiàn)場安裝/調試人員的數(shù)量、節(jié)約

4、了安裝 /調試 的時間，降低了安裝/調試的綜合成本。1.3IRB5500機器人可 以降低噴房的長度和寬度如圖6所示，與以往的機器人相比,IRB5500機器人具有噴涂工作范圍大、機器人的手臂在頂部安裝（旋轉范圍大卜安裝臺數(shù)少等諸多優(yōu)點，因此在相同規(guī) 模的生產(chǎn)線上采用新型機器人，可以使噴房的寬度和長度減 少約1/3，相應地也減少了送風量和排風量，這樣不僅降低了設備的初期投資費用，而且還大大降低了噴涂時所需的能源 消耗，可以有效降低機器人的長期運行成本。再加上機器人數(shù)量的減少，提高了整個油漆的使用效率 （機器人數(shù)量越多越浪 費油漆）,在降低了涂料使用成本的同時，減少了 VOC的排放 量，達到了節(jié)能和

5、環(huán)保的雙重目的。1.4先進的集成式噴涂機器人控制系統(tǒng)IRB5500機器人采用ABB公司最新一代IRC5P噴涂機器人控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)配備了新式防爆型 FlexPaint Pendant示教器和新版噴涂工作站監(jiān)控系統(tǒng) RobView5（見圖7）。該控制系統(tǒng)不僅具有超人性化設計、 安裝及調試簡單快捷的優(yōu)點，而且還將ABB公司的高速過程 控制系統(tǒng)IPS及尖端運動技術融為一體，可實現(xiàn)對噴涂過程 的全面控制。2IRB5500機器人與同類產(chǎn)品的對比ABBIRB5500新型噴涂機器人與莫廠家新一代圖5IRB5500機器人的現(xiàn)場安裝步驟1.2結構簡單、安裝方便IRB5500機器人 采用壁桂式安裝方式，現(xiàn)場根據(jù)圖

6、5所示的安裝步驟可以實 現(xiàn)快速組裝，一般1臺機器人的全部安裝工作可以在8h內完成;機器人對噴漆設備支撐圖6IRB5500機器人安裝尺寸圖圖7IRC5P噴涂機器人控制系統(tǒng)壁桂式噴涂機器人的綜合對 比結果見表1。3IRB5500新型噴涂機器人的實際應用2008年,由機械工業(yè)第四設計研究院總承包的中國重汽新駕駛室 涂裝線經(jīng)過綜合比較和反復論證，最終確定選用 ABB公司的IRB5500新型噴涂機器人，這是國內首條采用 ABB公司IRB5500新型噴涂機器人的涂裝線。該項目已經(jīng)于 2009年 2月建成投產(chǎn)，IRB5500新型噴涂機器人系統(tǒng)也于2009年4月開始投入使用。下面通過對本項目的設計、安裝和調試

7、階 段的工作進行介紹和總結，簡要說明IRB5500新型噴涂機器 人系統(tǒng)的實際應用情況，具體數(shù)據(jù)的對比及分析結果見表2o從本項目目前實際應用的情況來看，在保證產(chǎn)品質量和產(chǎn)能的前提下，在因機器人數(shù)量減少而節(jié)省設備投資方面，在因噴漆室尺寸減小而大幅度降低生產(chǎn)線的設備投資以及能耗方 面，在由模塊化制造和安裝/調試而大幅縮短制造/安裝周期方 面,都基本達到了 IRB5500機器人的技術/經(jīng)濟指標要求,A T&M F I E L D O F V I S I O N 表 1IRB5500 機器人和同類 機器人產(chǎn)品的對比項目 ABB5500機器人同類壁桂式機器人 TCP速度（噴涂速度）/m -12（最大）一般

8、1.5（最大）加速度 /m -224（最大）一般為810質量/kg540600 左右工作范圍 帶杯工作范圍的直徑為6m,機器人本體周圍無盲區(qū)帶杯工作范圍的直徑為45m,機器人本體周圍存在盲區(qū)旋杯型號 Robobell G1、RB1000，最高噴涂流量可以達到1L/min最高噴涂流量只能達到 700mL/min旋杯上漆率/%807080（平 均值）每臺機器人（包括機器人控制柜）的電消耗/kW - -135.5 重復定位精度/mm土 0.15一般土 0.漱色時間/s8151225 換色涂料損耗/mL1115 一般30節(jié)拍時間節(jié)拍時間下降 20%30%,所需機器人數(shù)量減少需要較長的節(jié)拍時間，并采用較

9、多數(shù)量的機器人柔性 6軸機器人具有7軸機器人的柔性 柔性不高，有時需要借助第7軸來滿足噴涂軌跡的要求噴漆 室寬度/mm420055004600（最小）表2選擇噴涂機器人的 具體數(shù)據(jù)對比項目老型號機器人方案設計方案（理論值）實際應用工件尺寸/mm2200（L） X 2500（W） X 2700（H）工件噴涂面積/m218產(chǎn)能12JPH（12 臺車/h）12JPH12JPH 機器人數(shù)量/臺1288噴涂效率/%708080858085單組分換色時間 /s2025812815雙組分清漆換色時間/s8512035 4545中涂漆膜厚度/以m40404瞼屬漆月K厚度/以m20202 組分清漆厚度/以m40

10、/4040/4040/40機器人運動速度/mm -1 中涂 250230350 色漆 250230/280300 清漆 250280350 機 器人負載率/%85706575每站每臺機器人平均油漆流量 /mL min1 中涂 310330350 色漆 140 160160 180200 170 清漆 300 310320 330250 220 耗電量 /kW5.53.03.0 噴漆室寬度/m6.04.64.6 噴漆室長度/m302222 空調送風量 /m3 -1194400109300109300噴漆室循環(huán)水量/m3 -1700395395每臺機器人的安裝時間 3天約48h約48h每個車型的調

11、試時間12周約1周約1周（下轉第25頁）（上接第18頁）IRB5500新型噴涂機器人在實際生產(chǎn)過程 中表現(xiàn)由了明顯的優(yōu)勢。由于IRB5500新型噴涂機器人在國 內是首次應用，因此曾經(jīng)在仿真示教和各種參數(shù)的配合等方 面遇到了 一些問題，但最終這些問題都得到了圓滿的解決。當然,IRB5500新型噴涂機器人高度集成化和功能更加復雜的 特點，也對使用者和管理者的素質提由了更高的要求。4結束語ABB公司的IRB5500新型噴涂機器人由于具有卓越的性 能和獨特的噴涂解決方案優(yōu)勢，因此在上市不到1年的時間內，被多家國際知名汽車企業(yè)（如Audi、BMW、Daimler和 Honda等公司）所采納應用，至今在全球已經(jīng)售由了140多臺, 對國內的汽車企業(yè)而言,IRB5500新型噴涂機器人在實際生 產(chǎn)中的成功應用，也為他們提供了一個新的選擇。 A T&MABB 公司新型噴涂機器人及其應用 $機械工業(yè)第四設計研究院 馬力$機械工業(yè)第四設計