近年来,机器人自动化喷涂因其具有重复精度高、涂装好、可靠性好、适用性强、效率高等众多优点,已广泛应用于汽车等工业领域。而目前产品制造仍旧是劳动密集、工序繁复、工况恶劣、辅以大量工装夹具并以手工制造为主,自动化生产能力不足。在提出十三五规划,大力发展智能制造2025的时代大背景下,中航工业复合材料制造所远瞩,在喷涂领域采用机器人进行自动化生产,加快了企业生产转型升级,了装备先进制造能力。
本项目采用的是一台可的悬挂式喷涂6轴机器人,它安装在3度直角坐标变位天车上,可以在喷房范围内(喷漆房内尺寸:L30m×W9m×6.5m)进行前后、左右、上下及等多个度的运动,机器人的手臂上带有一支喷枪,能实现对大型复合材料工件外表面涂装涂层的喷涂作业。
二、悬挂式机器人喷涂组成
悬挂式机器人喷涂由总控、天车(悬挂行走机构)、机器人、智能供漆以及视频监控组成,网络图如图1所示:
天车包括:
1套纵走机构(X轴)、1套横走机构(Y轴)、1套升降机构(Z轴)和电气伺服驱动,还有用于维修和检测的走台等附属设施。如图2所示:
智能供漆由虹吸管、隔膜泵、物料罐、过滤器、2KS、调压器、空打保护器等组成一套完整的供漆,是喷涂的重要组成部分,其承担着从原料供应到原料调节预混配比等重要的作用,是执行机构的必要前提。物料包含油漆、固化剂和清洗剂。
项目选用的是史陶比尔(Staubli)TX250系列6轴机器人,也款的机器人。整个机器人由3个部件组成,包括控制器CS8C、机械手臂(Arm)以及手动示教盒(Manualcontrolpendant,MCP)。
三、控制架构
此套的总控控制器采用西门子S7-1500PLC作为主控制器,WinCCProfessionalV13SP1作为机操作画面,TP1200作为操作面板,天车、机器人和供漆分别采用S7-1200作为控制器。S7-1500总控通过PROFINET总线与喷涂机器人、供漆和悬挂行走通讯,完成整体控制,实现对运行状态的实时监控及操作,保证对整个工件的连续喷涂。控制架构如图4所示,主控硬件设备表单,如下表1所示。
四、控制实现的功能
悬挂式机器人喷涂可以实现对天车和机器人喷涂的单独进行操作。在现场天车可以通过操作屏TP700进行操作,分别对X、Y和Z轴伺服电机进行上电、零点校准、定位等。
供漆的现场屏TP700可以显示油漆液位、清洗剂液位、固化剂液位、管路压力、电磁阀状态、流体调压器状态、2KS各种油漆的自动配比情况、气动泵以及防空打保护器等。