機(jī)械手噴涂工藝教材

1、http:/+當(dāng)今世界，在全球經(jīng)濟(jì)化的浪潮中，中國正一步步成為全球重要制造業(yè)基地。隨著信息技術(shù)，尤其是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來巨大變革。制造業(yè)的發(fā)展前景正從過去的勞動集中型向技術(shù)發(fā)展。工欲善其事，必先利其器。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展首先帶來的是生產(chǎn)工具的變革。新型智能化生產(chǎn)工具的出現(xiàn)帶動了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。為了我順應(yīng)時代潮流，我國在黨中央的正確領(lǐng)導(dǎo)下正快速朝著科技化信息化的方向發(fā)展。+我國改革開放時間較晚，現(xiàn)代科技發(fā)展較晚，應(yīng)用程度不夠普及。在此背景下，國家積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，這些舉措旨在促進(jìn)現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展。在加強(qiáng)中外合作的同時，引進(jìn)了一批具有國際先進(jìn)水平的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備。這些系統(tǒng)

2、、設(shè)備的成功應(yīng)用使我國的制造業(yè)煥發(fā)了新的生機(jī)。上海大眾就是中外合作成功的典范。上海大眾通過與德國大眾合作的方式，在引進(jìn)德國先進(jìn)的制造工藝技術(shù)的同時也引進(jìn)了德國先進(jìn)的制造設(shè)備技術(shù)。先進(jìn)的沖壓設(shè)備、輸送設(shè)備、噴涂設(shè)備、自動裝配設(shè)備及機(jī)器人的大量引進(jìn)吸收，通過機(jī)電一體化的結(jié)合工作，極大地推動了我國工業(yè)的發(fā)展，促使本土制造業(yè)在模仿學(xué)習(xí)的同時創(chuàng)造新的技術(shù)，加快我國的現(xiàn)代化建設(shè)。+噴涂工業(yè)的自動化是實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，他的特點(diǎn)是可以通過PLC編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在汽車制造領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)

3、展空間。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果。本課題通過研究上海大眾PLC編程控制如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械手操作，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)分析生產(chǎn)過程中設(shè)備出現(xiàn)的一些問題，分析問題的原因找出維修方法，并針對問題制定保養(yǎng)計劃。通過問題提出一些改進(jìn)方案，從而使自己

4、對所學(xué)的知識有進(jìn)一步的鞏固提高。http:/機(jī)器人組成：（如圖機(jī)器人組成：（如圖1）機(jī)器人由兩部分組成：機(jī)器人由兩部分組成：Controller:Controller:控制器控制器Manipulator:Manipulator:機(jī)械手機(jī)械手http:/+機(jī)械手(Manipulator)+ 聚氨酯噴涂機(jī)器人機(jī)械部分是一個能實(shí)現(xiàn)6個自由度的機(jī)械手，機(jī)器人的6個旋轉(zhuǎn)軸如圖4所示，旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度和角速度如表1所示。+圖4機(jī)器人的6個旋轉(zhuǎn)軸+表1 旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度及角速度+軸旋轉(zhuǎn)角度（）角速度（/ s）+A1+/-185156+A2+35/-155 156+A3+154/-130 156+A4+/-3

5、50335+A5+/-130355+A6+/-350647+注：機(jī)器人所運(yùn)行的軌道為第7軸，稱為A7，通過示教器的A7單軸控制，可以控制機(jī)械手在軌道上行走。http:/+控制系統(tǒng)：(Controller)（如圖5）+Mains Switch:主電源開關(guān)+Teach Pendant:示教器+Operators Panel:操作盤+Disk drive:磁盤驅(qū)動器http:/+涂料自動供應(yīng)系統(tǒng)+輸送系統(tǒng)+自動噴涂系統(tǒng)+光電安全保護(hù)裝置+送排風(fēng)系統(tǒng)http:/http:/http:/+聚氨酯涂料的主要成分及涂膜性能+ 汽車門檻部位噴涂用的聚氨酯涂料，是一種以帶有封閉基團(tuán)的聚氨酯樹脂為主體，添加各種填

6、料、顏料、助劑和有溶劑的抗石擊防護(hù)材料。+ 聚氨酯涂料形成涂膜具有良好的抗石擊性、耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性、耐磨性等特點(diǎn)，并且涂膜表面平整光滑，符合車身門檻部位漆膜表面美觀和抗石擊的要求。http:/+施工條件施工條件+聚氨酯涂料噴涂的施工條件見表2：+表2 聚氨酯涂料施工條件+項目 聚氨酯涂料+施工壓力6090bar+膜厚范圍100150um+施工環(huán)境溫度 20+過濾精度100目+固化條件140，20min+流掛極限300um+設(shè)備要求攪拌罐（110轉(zhuǎn)/分）、過濾器、加壓泵、穩(wěn)壓調(diào)壓裝置、帶有送排風(fēng)的操作間+儲存條件30以下儲存期不超過3個月+聚氨酯噴涂由于粘度較高，一般采用機(jī)器人噴涂，得到的

7、涂膜質(zhì)量高而穩(wěn)定+ http:/由于設(shè)計的需要，這三種車車型外觀不一，由于設(shè)計的需要，這三種車車型外觀不一，如果機(jī)器人機(jī)械手在自動化噴涂過程中都按如果機(jī)器人機(jī)械手在自動化噴涂過程中都按同一軌跡運(yùn)行，即有可能發(fā)生車身與機(jī)械臂同一軌跡運(yùn)行，即有可能發(fā)生車身與機(jī)械臂相撞的后果。所以機(jī)器人機(jī)械手在噴涂過程相撞的后果。所以機(jī)器人機(jī)械手在噴涂過程中所運(yùn)行的軌跡各不一樣。中所運(yùn)行的軌跡各不一樣。前段時間，有一實(shí)習(xí)生操作，由于車型數(shù)據(jù)前段時間，有一實(shí)習(xí)生操作，由于車型數(shù)據(jù)的混亂，誤將桑塔納的混亂，誤將桑塔納B2B2車型當(dāng)做桑塔納車型當(dāng)做桑塔納vistavista進(jìn)行整噴，由于程序中加入了一條識進(jìn)行整噴，由于程

8、序中加入了一條識別車型混亂數(shù)據(jù)報警的程序，該失誤得以彌別車型混亂數(shù)據(jù)報警的程序，該失誤得以彌補(bǔ)，否則桑塔納補(bǔ)，否則桑塔納B2B2將當(dāng)做桑塔納將當(dāng)做桑塔納vistavista整噴，整噴，機(jī)械手的運(yùn)行軌跡將按照噴涂機(jī)械手的運(yùn)行軌跡將按照噴涂vistavista的程序的程序進(jìn)行執(zhí)行。輕則影響桑塔納進(jìn)行執(zhí)行。輕則影響桑塔納B2B2的噴涂工藝，的噴涂工藝，重則機(jī)械手運(yùn)行時與桑塔納重則機(jī)械手運(yùn)行時與桑塔納B2B2發(fā)生相撞事故，發(fā)生相撞事故，可能會引發(fā)一系列的損失。所以，人機(jī)操作可能會引發(fā)一系列的損失。所以，人機(jī)操作的同時，一定得觀察操作界面的數(shù)據(jù)，是否的同時，一定得觀察操作界面的數(shù)據(jù)，是否與現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)

9、相吻合。因此，減少不必與現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù)相吻合。因此，減少不必要的返工與損失。要的返工與損失。PLCPLC編程報警程序起到了編程報警程序起到了重要性的作用。重要性的作用。http:/+一、開機(jī)上電，將操作模式選擇器置于減速手動模式+ + 二、調(diào)入程序+RAPID語言所編寫的簡單程序都是由三個最基本的部分組成+Program：程序+Main routine：主程序，主程序必不可少并總是程序執(zhí)行的起點(diǎn)+Subroutine:子程序+Program data:程序中所使用的數(shù)據(jù)http:/（一）切換至編程窗口。（一）切換至編程窗口。如果內(nèi)存中沒有程序，就會顯示以下窗口。如果內(nèi)存中沒有程序，就會顯示以下

10、窗口。（二）將磁盤插入磁盤驅(qū)動器。（二）將磁盤插入磁盤驅(qū)動器。（三）（三） 按下按下FileFile菜單鍵并選擇菜單鍵并選擇 1.Open 1.Open 選項。選項。（四）系統(tǒng)將顯示以下窗口，可以通過（四）系統(tǒng)將顯示以下窗口，可以通過UnitUnit功能鍵在磁盤驅(qū)動器和功能鍵在磁盤驅(qū)動器和RAMRAM 驅(qū)動器中切換以找到所需程序。驅(qū)動器中切換以找到所需程序。（五）（五） 經(jīng)普通的目錄操作找到并選擇好程經(jīng)普通的目錄操作找到并選擇好程序后按序后按OKOK功能鍵，即調(diào)入程功能鍵，即調(diào)入程序，調(diào)入時機(jī)器人操作系統(tǒng)同時進(jìn)行程序的序，調(diào)入時機(jī)器人操作系統(tǒng)同時進(jìn)行程序的語法檢查和編譯，對有錯誤的程序會給出相

11、語法檢查和編譯，對有錯誤的程序會給出相應(yīng)的信息。根據(jù)系統(tǒng)版本的不同，下面的窗應(yīng)的信息。根據(jù)系統(tǒng)版本的不同，下面的窗口可能會跳過?？诳赡軙^。（六）（六） 再按回車鍵即會顯示程序內(nèi)容再按回車鍵即會顯示程序內(nèi)容http:/+四、 啟動程序+如果當(dāng)前是在其它窗口的，請用窗口鍵切換到編程窗口。+按Test功能鍵，進(jìn)入編程測試窗口。+PP（程序運(yùn)行指針）至關(guān)重要，它指示出一旦啟動程序，程序?qū)哪? 里起執(zhí)行。+Start：連續(xù)執(zhí)行程序。+FWD： 單步正向執(zhí)行程序。+BWD：單步逆向執(zhí)行程序。+Instr-：切換到編程編寫窗口。+利用導(dǎo)航鍵中的List鍵切換到窗口的上半部，更改程序測試時的機(jī)器人運(yùn)動速

12、度（以百分比表示）。+按下使能器不放，再按下Start或FWD功能鍵即可運(yùn)行程序。http:/+五、 停止程序+按下停止鍵即停止程序的運(yùn)行，注意：正常情況下應(yīng)該用這種方法停止程序的運(yùn)行，不要靠釋放使能器強(qiáng)行終止運(yùn)行。http:/+六、 自動運(yùn)行+將操作模式選擇器置于自動模式。+按下OK功能鍵進(jìn)入生產(chǎn)窗口。+Program name： 程序名。+Routine name： 子程序名。+Program pointer：程序運(yùn)行指針。+按下操作盤上的“MOTOR ON”按鈕，令馬達(dá)上電。+按下Start或FWD功能鍵即可運(yùn)行程序。http:/+七、錯誤信息+無論何時何種錯誤，一旦發(fā)生，系統(tǒng)會立即彈出

13、錯誤信息窗口。+Error code number：對應(yīng)每個錯誤系統(tǒng)給出的唯一的錯誤代碼+Category of error：錯誤類別+Reason for error：錯誤發(fā)生的原因+Message log：記錄錯誤發(fā)生的時間，簡單的原因+按下Check功能鍵還能看到系統(tǒng)提供的排除該錯誤的方法和建議+八、關(guān)機(jī)+注意：機(jī)器人所有的輸出信號都會因關(guān)機(jī)而消失，夾具上的工件可能+ 因此而掉下來。+首先停止程序的運(yùn)行。+然后旋轉(zhuǎn)主電源開關(guān)由1-0，切斷380V入力。+建議：除非停電不要關(guān)機(jī)，這樣能保證后備電池的壽命。http:/+4.3 程序控制機(jī)械手噴涂的缺陷與解決措施程序控制機(jī)械手噴涂的缺陷與解決

14、措施+ （1）缺陷：機(jī)器人運(yùn)行時是間斷性動作的工作原理，其靠每單軸的運(yùn)動進(jìn)行動作，由于間斷性的時間很短，肉眼無法觀察。其動作時，是由于單軸的間斷動作，所以機(jī)器人在噴涂的時候無法很完美的均勻噴涂。+解決措施：未噴涂到的地方，進(jìn)行人工補(bǔ)噴。+ （2）缺陷：機(jī)器人在動作噴涂的時候，例如舉臂，將有重力勢能槍嘴出膠的時候會下掉，將有一部分膠掉落未噴涂上車，會影響噴涂質(zhì)量+ 解決措施:未上膠的地方靠質(zhì)量檢查員觀察，不符合規(guī)格的進(jìn)行人工補(bǔ)噴。+http:/+5.1 針孔、氣孔+ 聚氨酯漆膜產(chǎn)生針孔、氣孔的原因：+（1）烘干爐升溫區(qū)溫度高或升溫速度過快當(dāng)烘干爐升溫區(qū)溫度高或升溫速度過快時，漆膜表層先固化，漆膜

15、內(nèi)部的溶劑揮發(fā)不出去，隨著繼續(xù)烘干，內(nèi)部溶劑受熱氣化膨脹，沖破表層漆膜產(chǎn)生針孔、氣孔。+（2）黏度過大黏度過大的聚氨酯涂料，其流平性變差，噴涂后漆膜表干較快，阻礙漆膜內(nèi)溶劑揮發(fā)進(jìn)而產(chǎn)生針孔。+ （3）噴房濕度低當(dāng)噴房濕度低時，溶劑揮發(fā)較快，會使聚氨酯漆膜表干快，經(jīng)烘干后產(chǎn)生針孔、氣孔。+（4）混入雜質(zhì)如果聚氨酯涂料中混入油污等雜質(zhì)或車身門檻表面有污物時，因聚氨酯涂料與雜質(zhì)的表面張力不同也會造成針孔的產(chǎn)生。+相應(yīng)的防治措施：+（1）可通過隨行測溫儀對車身門檻位置升溫速度進(jìn)行檢測，將烘干爐升溫區(qū)的溫度調(diào)至合適并減緩升溫速度，使聚氨酯漆膜內(nèi)溶劑充分揮發(fā)出去。+（2）聚氨酯涂料開蓋后溶劑較容易揮發(fā)，黏度增加較快，故攪拌罐應(yīng)封閉良好，應(yīng)在陰冷環(huán)境保存并及時使用。+（3）可通過調(diào)整空調(diào)送風(fēng)濕度來調(diào)整噴房濕度，減緩溶劑揮發(fā)速度。+（4）聚氨酯換料供料時要保證雜質(zhì)不混入供料罐中，同時車身噴涂區(qū)要潔凈無污物。http:/+5.2 流掛+ 聚氨酯漆膜產(chǎn)生流掛的原因：+（1）噴涂涂膜過厚當(dāng)噴槍距噴涂面太近，噴槍相對移動速度慢時，涂膜過厚，因涂料自身重力而產(chǎn)生流掛。+（2）黏度過低當(dāng)聚氨酯涂料黏度過低時，在被涂面因自身重力易流動，從而易產(chǎn)生流掛。+相應(yīng)的防治措施：+（1）噴槍應(yīng)設(shè)定合適的噴涂