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汽車噴涂機器人

成果與項目的背景及主要用途：為了追求噴涂過程更大的靈活性和更高的效率，從 20 世紀 90 年代起汽車工業開始引入機器人來代替噴涂機械，同時開始使用機器人進行內表面的自動噴涂。與傳統的機械噴涂相比，采用機器人噴涂有 2 個突出的優點：可以減少大約30%～40%的噴槍數量；提高了噴槍運動的速度。為了適應高速噴涂，在內表面噴涂和第 2 層金屬漆噴涂時都要采用高速旋轉噴槍。現代汽車工業的迅速發展帶來汽車型號的迅速變化和車體設計的不斷調整，只有采用機器人才能適應這種頻繁變化的生產要求。機器人的作用是控制噴槍，使之在噴涂過程中與噴涂表面保持正確的角度和恒定的距離（一般為 200mm）。為了實現這一任務，工程師采用專門的軟件對噴涂對象的三維模型進行處理，確定噴槍的移動路徑和相應的噴涂參數。然后將這些數據傳輸給機器人控制器，在整個噴涂過程中控制機器人的動作。一般來說，只有在比較復雜的和要求非常精確的噴涂過程才需要這樣的處理。在環保意識日益增強的今天，人們稱環保效果好的涂裝廠為“綠色工廠”，技術陳舊的涂裝廠為“褐色工廠”。無論是新建綠色工廠還是改造褐色工廠，建立機器人全自動噴涂生產線都是十分必要的。在新建工廠時，合理使用資金是最重要的原則，因此降低噴涂生產線的投入是非常關鍵的一個環節。而對于那些需要改造的工廠來說，如何將機器人合理引入到現有的涂裝生產線，以及由此而產生的費用則是關鍵性的問題。. 技術原理與工藝流程簡介：現有自動噴涂機大多存在控制精度不夠、柔性低、噴涂軌跡單一化、浪費油漆等缺點，已經不能適應當前汽車生產的柔性化和訂單生產模式，嚴重制約了當前汽車工業的發展。該技術利用高靈活度的三自由度機器人手腕，具有軌跡靈活，可完成車身內表面和外表面的噴涂任務，仿形噴涂軌跡精確，提高了涂膜的均勻性，降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料的利用率。柔性大，工作范圍大，可實現多品種車型的混線生產，如轎車、旅行車、皮卡等車身混線生產。易操作和維護，可離線編程，大大縮短現場調試時間；模塊化的設計可實現快速安裝和更換元器件，極大地縮短維修時間。設備利用率高，往復式自動噴涂機利用率一般僅為40%~60%，而噴涂機器人的利用率可達 90%~95%。應用領域：汽車車身涂裝等大型復雜噴涂作業技術轉化條件：機器人相關制造業公司，1000 平米廠房、工作站及相關軟件。合作方式及條件：根據具體情況面議

天津大學 2021-04-11

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