ABB公司新型噴涂機(jī)器人及其應(yīng)用

1、ABB公司新型噴涂機(jī)器人及其應(yīng)用1ABB公司新型噴涂機(jī)器人的特點(diǎn) IRB5500噴涂機(jī)器人 是ABB公司為汽車工業(yè)量身定制的最新型噴涂機(jī)器人，在噴涂范圍（即機(jī)器人可以達(dá)到的噴涂區(qū)域）、噴涂效率、集成性和綜合性價(jià)比等方面具有較為突生的優(yōu)勢(shì)，其主要特點(diǎn)如下。1.1噴涂范圍大、噴涂效率高壁桂式柔性噴涂機(jī)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(jī)器人獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使之具備了較大的工作范圍。與 傳統(tǒng)的機(jī)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(hào)機(jī)器人工作范圍的詳細(xì)對(duì)比見圖3機(jī)器人懸臂較高的加速度（柔性噴涂

2、機(jī)器人IRB5500的最大 加速度為24m/s2,而傳統(tǒng)機(jī)器人的最大加速度只有14m/s2）和噴涂時(shí)較高的運(yùn)動(dòng)速度，再加上配備有高流量的霧化器，使得IRB5500噴涂機(jī)器人在整個(gè)噴涂軌跡中能夠始終保持穩(wěn) 定的運(yùn)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(shí)避免了頻繁的開、關(guān)槍，最多可節(jié)省20%的循環(huán) 時(shí)間和15%的噴涂材料。與傳統(tǒng)的噴涂機(jī)器人相比，每臺(tái)柔性噴涂機(jī)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(nèi)非常靈活地噴涂各種工件，特別是在噴涂大型工件時(shí)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，在同樣的噴涂面積和生產(chǎn)節(jié)拍下，采用IRB5500機(jī)器人的數(shù)量可較傳統(tǒng)機(jī)

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(hào)機(jī)器人工作范圍的對(duì)比圖（b）IRB5500機(jī)器人的數(shù)量（a）傳統(tǒng)機(jī)器人的數(shù)量圖 4相同生產(chǎn)情況下，傳統(tǒng)機(jī)器人與 IRB5500新型機(jī)器人所需數(shù)量的對(duì)比基礎(chǔ)的要求也較為簡 單,只要在安裝前根據(jù)機(jī)器人的靜載荷和動(dòng)載荷要求準(zhǔn)備好 單個(gè)支撐基礎(chǔ)就可以了 ；而且廠家提供的機(jī)器人在由廠前根 據(jù)現(xiàn)場參數(shù)及車型已經(jīng)進(jìn)行過離線模擬調(diào)試，安裝后只需對(duì)機(jī)器人的噴涂參數(shù)和噴涂軌跡作進(jìn)一步的優(yōu)化就可以了。如 此大大減少了現(xiàn)場安裝/調(diào)試人員的數(shù)量、節(jié)約

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

5、環(huán)保的雙重目的。1.4先進(jìn)的集成式噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)IRB5500機(jī)器人采用ABB公司最新一代IRC5P噴涂機(jī)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(shè)計(jì)、 安裝及調(diào)試簡單快捷的優(yōu)點(diǎn)，而且還將ABB公司的高速過程 控制系統(tǒng)IPS及尖端運(yùn)動(dòng)技術(shù)融為一體，可實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂過程 的全面控制。2IRB5500機(jī)器人與同類產(chǎn)品的對(duì)比ABBIRB5500新型噴涂機(jī)器人與莫廠家新一代圖5IRB5500機(jī)器人的現(xiàn)場安裝步驟1.2結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便IRB5500機(jī)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(shí) 現(xiàn)快速組裝，一般1臺(tái)機(jī)器人的全部安裝工作可以在8h內(nèi)完成;機(jī)器人對(duì)噴漆設(shè)備支撐圖6IRB5500機(jī)器人安裝尺寸圖圖7IRC5P噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)壁桂式噴涂機(jī)器人的綜合對(duì) 比結(jié)果見表1。3IRB5500新型噴涂機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用2008年,由機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)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(fù)論證，最終確定選用 ABB公司的IRB5500新型噴涂機(jī)器人，這是國內(nèi)首條采用 ABB公司IRB5500新型噴涂機(jī)器人的涂裝線。該項(xiàng)目已經(jīng)于 2009年 2月建成投產(chǎn)，IRB5500新型噴涂機(jī)器人系統(tǒng)也于2009年4月開始投入使用。下面通過對(duì)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試

7、階 段的工作進(jìn)行介紹和總結(jié)，簡要說明IRB5500新型噴涂機(jī)器 人系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，具體數(shù)據(jù)的對(duì)比及分析結(jié)果見表2o從本項(xiàng)目目前實(shí)際應(yīng)用的情況來看，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能的前提下，在因機(jī)器人數(shù)量減少而節(jié)省設(shè)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(shè)備投資以及能耗方 面，在由模塊化制造和安裝/調(diào)試而大幅縮短制造/安裝周期方 面,都基本達(dá)到了 IRB5500機(jī)器人的技術(shù)/經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求,A T&M F I E L D O F V I S I O N 表 1IRB5500 機(jī)器人和同類 機(jī)器人產(chǎn)品的對(duì)比項(xiàng)目 ABB5500機(jī)器人同類壁桂式機(jī)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(zhì)量/kg540600 左右工作范圍 帶杯工作范圍的直徑為6m,機(jī)器人本體周圍無盲區(qū)帶杯工作范圍的直徑為45m,機(jī)器人本體周圍存在盲區(qū)旋杯型號(hào) Robobell G1、RB1000，最高噴涂流量可以達(dá)到1L/min最高噴涂流量只能達(dá)到 700mL/min旋杯上漆率/%807080（平 均值）每臺(tái)機(jī)器人（包括機(jī)器人控制柜）的電消耗/kW - -135.5 重復(fù)定位精度/mm土 0.15一般土 0.漱色時(shí)間/s8151225 換色涂料損耗/mL1115 一般30節(jié)拍時(shí)間節(jié)拍時(shí)間下降 20%30%,所需機(jī)器人數(shù)量減少需要較長的節(jié)拍時(shí)間，并采用較

9、多數(shù)量的機(jī)器人柔性 6軸機(jī)器人具有7軸機(jī)器人的柔性 柔性不高，有時(shí)需要借助第7軸來滿足噴涂軌跡的要求噴漆 室寬度/mm420055004600（最?。┍?選擇噴涂機(jī)器人的 具體數(shù)據(jù)對(duì)比項(xiàng)目老型號(hào)機(jī)器人方案設(shè)計(jì)方案（理論值）實(shí)際應(yīng)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(tái)車/h）12JPH12JPH 機(jī)器人數(shù)量/臺(tái)1288噴涂效率/%708080858085單組分換色時(shí)間 /s2025812815雙組分清漆換色時(shí)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度/mm -1 中涂 250230350 色漆 250230/280300 清漆 250280350 機(jī) 器人負(fù)載率/%85706575每站每臺(tái)機(jī)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(diào)送風(fēng)量 /m3 -1194400109300109300噴漆室循環(huán)水量/m3 -1700395395每臺(tái)機(jī)器人的安裝時(shí)間 3天約48h約48h每個(gè)車型的調(diào)

11、試時(shí)間12周約1周約1周（下轉(zhuǎn)第25頁）（上接第18頁）IRB5500新型噴涂機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)過程 中表現(xiàn)由了明顯的優(yōu)勢(shì)。由于IRB5500新型噴涂機(jī)器人在國 內(nèi)是首次應(yīng)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(dāng)然,IRB5500新型噴涂機(jī)器人高度集成化和功能更加復(fù)雜的 特點(diǎn)，也對(duì)使用者和管理者的素質(zhì)提由了更高的要求。4結(jié)束語ABB公司的IRB5500新型噴涂機(jī)器人由于具有卓越的性 能和獨(dú)特的噴涂解決方案優(yōu)勢(shì)，因此在上市不到1年的時(shí)間內(nèi)，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(yīng)用，至今在全球已經(jīng)售由了140多臺(tái), 對(duì)國內(nèi)的汽車企業(yè)而言,IRB5500新型噴涂機(jī)器人在實(shí)際生 產(chǎn)中的成功應(yīng)用，也為他們提供了一個(gè)新的選擇。 A T&MABB 公司新型噴涂機(jī)器人及其應(yīng)用 $機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院 馬力$機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)