涂装机械手

涂装机械手概要

在以汽车行业为代表的FA(工厂自动化)涂装工序中,“涂装机械手”是一种越来越常见,自动化、高效化水平更高的涂裱手段。

车身涂装成膜示例
车身涂装成膜示例
  1. A. 电涂(防锈性)
  2. B. 中涂(抗削蚀性)
  3. C. 底涂(上色)
  4. D. 清漆(耐久性、装饰)

涂装机械手的代表性用途之一,是汽车外板的涂装。涂装工序的目的,并不仅限于创意设计。通常情况下,外板涂层由赋予防锈性的“电涂”,避免因飞石撞击等导致钢板外露(削蚀)的“中涂”,以上色为目的的“底涂”,以赋予表面保护性、耐候性等耐久性为目的的“清漆”等构成。
一般来说,“电涂”多采用浸沾式涂布(浸渍),其余的大部分涂装工序,则适用于利用涂装机械手“旋转雾化方式”的“静电涂装”。

旋转雾化方式的原理

旋转雾化装置示例
旋转雾化装置示例
  1. 喷杯
  2. 刮腻气体
  3. 轴承气体
  4. 供料管(涂料)
  5. 涡轮气体
  6. 空气电机

旋转雾化方式的原理,是在将涂料微粒化的同时,扩大涂布图形,适用于涂装机械手的静电涂装。
让空气电机高速旋转,依靠涡轮旋转用气体,在轴与轴承之间制造空气膜。利用空气(轴承气体),让该机构高速旋转(机构为非接触式)。涂料会在这种旋转的作用下形成雾状微粒,在刮腻气体气压的作用下,向被涂物(工件)的方向移动。

静电涂装的原理

静电涂装装置示例
静电涂装装置示例
  1. 高电压发生器
  2. 喷枪(旋转雾化方式)
  3. 被涂物(工件)
  4. 涂料微粒子
  5. 接地

将接地的被涂物(工件)端作为正极,涂料喷雾装置端作为负极,施加直流高压电(70 K~100 KV),让涂料微粒子带负极电,沿着电力线飞行,涂布到正极被涂物(工件)上的涂装方法。
这种涂装方法,具有大幅削减涂料损耗、涂装工时,降低公害,改善作业环境等众多优点。

涂装枪的工作方式,除了“旋转雾化方式”之外,还有通过静电将涂料微粒子化的“静电雾化方式”,被广泛用于汽车及摩托车车身、车上金属部件、铁路车辆、电气产品、钢制办公设备、住宅相关部件等批量生产的工业产品涂装。

涂装机械手概况

要对汽车车身、部件这种形状复杂、空间狭小的部位进行均匀涂装,保有具备技术及经验的人才,是一个非常重要的课题。在国内外工厂的量产中,追求的是稳定的涂装品质及自动化量产性,伴随着涂装机械手技术的发展,适用范围正在不断扩大。

多轴化与多目的化

涂装机械手中,多轴化的6轴垂直多关节机械手等,正在以车身、部件涂装为中心逐渐成为主流。由于动作自由度高,不仅适用于汽车车身的外面涂装,还被用于车身内面涂装、车身底面涂装、保险杠及各类部件的涂装等,适用范围正在不断扩大。
原先必须使用手喷涂装枪进行手动涂装的复杂涂装部位,也将伴随着机械手的高度化发展被纳入自动涂装的适用领域。

自动工具(涂装枪)更换系统

依靠1台涂装机械手,对工具(涂装枪)部分进行自动更换的机型也正在出现。在相同的载物台位置,无需清洗喷枪就能进行多种不同的涂装,生产效率更高。同时还节省了原本用来清洗喷枪的稀释剂等的成本。

通过辅助机械手提高效率

让涂装机械手作业更趋多样化的,是辅助机械手。例如,搭配使用“开门(车门开启器)机械手”,可以在相同的载物台位置进行内面涂装。借助辅助机械手的紧凑化,还能提升布局的自由度,让构建生产线及工序切换更加顺畅。

此外,还能实现包括涂装载物台的驱动、控制提高等在内的各类自动化、高效化改良。伴随着机械手的提高,高精度示教(编程控制)、可实现正确定位的高速、高精度感应及追踪技术也开始变得越来越重要。

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