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ABB 公司新型喷涂机器人及其应用 1ABB 公司新型喷涂机器人的特点 IRB5500 喷涂机器人是 ABB 公司为汽车工业量身定制的必威体育精装版型喷涂机器人,在喷涂范围(即机器人可以达到的喷涂区域)、喷涂效率、集成性 和综合性价比等方面具有较为突出的优势,其主要特点如 下。1.1 喷涂范围大、喷涂效率高壁挂式柔性喷涂机器人IRB5500 的立式安装效果见图 1、臂长范围见图 2。IRB5500 喷涂机器人独特的设计结构使之具备了较大的工作范围。与传统的机器人相比,喷涂工作区域的长度由原来的 4?5m 增加到了 6m,几种不同型号机器人工作范围的详细对比见图3。机器人悬臂较高的加速度(柔性喷涂机器人 IRB5500 的最大加速度为 24m/s2,而传统机器人的最大加速度只有14m/s2)和喷涂时较高的运动速度,再加上配备有高流量的雾化器,使得 IRB5500 喷涂机器人在整个喷涂轨迹中能够始终保持稳定的运行速度,而不需要加速和减速过程,保证了涂层喷涂的均匀性;同时避免了频繁的开、关枪,最多可节省 20% 的循环时间和 15%的喷涂材料。与传统的喷涂机器人相比, 每台柔性喷涂机器人 IRB5500 可以完成较多的工作(见图 4), 并能够在最大的工作范围内非常灵活地喷涂各种工件,特别是在喷涂大型工件时的优势更为明显。鉴于以上优点,在同样的喷涂面积和生产节拍下,采用 IRB5500 机器人的数量可 较传统机器人减少 20%?30%。图 1IRB5500 的立式安装效果 图 2IRB5500 的臂长范围 A TM F I E L D O F V I S I O N 图 3 不同型号机器人工作范围的对比图(b)IRB5500 机器人的数 量(a)传统机器人的数量图 4 相同生产情况下,传统机器人与IRB5500 新型机器人所需数量的对比基础的要求也较为简 单,只要在安装前根据机器人的静载荷和动载荷要求准备好单个支撑基础就可以了;而且厂家提供的机器人在出厂前根据现场参数及车型已经进行过离线模拟调试,安装后只需对机器人的喷涂参数和喷涂轨迹作进一步的优化就可以了。如此大大减少了现场安装/调试人员的数量、节约了安装/调 试的时间,降低了安装/调试的综合成本。1.3IRB5500 机器人可以降低喷房的长度和宽度如图 6 所示,与以往的机器人相比,IRB5500 机器人具有喷涂工作范围大、机器人的手臂在顶部安装(旋转范围大)、安装台数少等诸多优点,因此在相同 规模的生产线上采用新型机器人,可以使喷房的宽度和长度减少约 1/3,相应地也减少了送风量和排风量,这样不仅降低了设备的初期投资费用,而且还大大降低了喷涂时所需的能源消耗,可以有效降低机器人的长期运行成本。再加上机器人数量的减少,提高了整个油漆的使用效率(机器人数量越多越浪费油漆),在降低了涂料使用成本的同时,减少了 VOC 的排放量,达到了节能和环保的双重目的。1.4 先进的集成式喷涂机器人控制系统 IRB5500 机器人采用 ABB 公司必威体育精装版一代 IRC5P 喷涂机器人控制系统,该系统配备了新式防爆型 FlexPaint Pendant 示教器和新版喷涂工作站监控系统—— RobView5(见图 7)。该控制系统不仅具有超人性化设计、安装及调试简单快捷的优点,而且还将 ABB 公司的高速过程控制系统 IPS 及尖端运动技术融为一体,可实现对喷涂过程的全面控制。2IRB5500 机器人与同类产品的对比 ABB IRB5500 新型喷涂机器人与某厂家新一代图 5IRB5500 机器人的现场安装步骤 1.2 结构简单、安装方便 IRB5500 机器人采用壁挂式安装方式,现场根据图 5 所示的安装步骤可以实现快速组装,一般 1 台机器人的全部安装工作可以在 8h 内完成;机器人对喷漆设备支撑图 6IRB5500 机器人安装尺寸图图7IRC5P 喷涂机器人控制系统壁挂式喷涂机器人的综合对比结果见表 1。3IRB5500 新型喷涂机器人的实际应用 2008 年, 由机械工业第四设计研究院总承包的中国重汽新驾驶室涂装线经过综合比较和反复论证,最终确定选用 ABB 公司的IRB5500 新型喷涂机器人,这是国内首条采用 ABB 公司IRB5500 新型喷涂机器人的涂装线。该项目已经于 2009 年2 月建成投产,IRB5500 新型喷涂机器人系统也于 2009 年 4 月开始投入使用。下面通过对本项目的设计、安装和调试阶段的工作进行介绍和总结,简要说明 IRB5500 新型喷涂机器人系统的实际应用情况,具体数据的对比及分析结果见表 2。从本项目目前实际应用的情况来看,在保证产品质量和产 能的前提下,在因机器人数量减少而节省设备投资方面,在因 喷漆室尺寸减小而大幅度降低生产线的设备投资以及能耗方面,在由模块化