喷涂机器人

简介

喷涂机器人又叫喷漆机器人（spray painting robot）， 是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集团）发明。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较*的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。

喷涂机器人的主要优点（1）柔性大。工作范围大大。（2）提高喷涂质量和材料使用率。（3）易于操作和维护。可离线编程，大大的缩短现场调试时间。（4）设备利用率高。喷涂机器人的利用率可达90%-95%。

种类特点

一、有气喷涂机器人

有气喷涂机器人也称低压有气喷涂，喷涂机依靠低压空气使油漆在喷出枪口后形成雾化气流作用于物体表面（墙面或木器面），有气喷涂相对于手刷而言无刷痕，而且平面相对均匀，单位工作时间短，可有效地缩短工期。但有气喷涂有飞溅现象，存在漆料浪费，在近距离查看时，可见极细微的颗粒状。一般有气喷涂采用装修行业通用的空气压缩机，相对而言一机多用、投资成本低，市面上也有抽气式有气喷涂机、自落式有气喷涂机等专用机械。

二、无气喷涂机器人

无气喷涂机器人可用于高黏度油漆的施工，而且边缘清晰，甚至可用于一些有边界要求的喷涂项目。视机械类型，其可分为气动式无气喷涂机、电动式无气喷涂机、内燃式无气喷涂机、自动喷涂机等多种。另外要注意的是，如果对金属表面进行喷涂处理，最好是选用金属漆（磁漆类）。

主要优点

一、柔性好。

（1）活动半径大柔性好。

（2）可实现内表面及外表面的喷涂。

（3）可实现多种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮卡车等车身混线生产。

二、提高喷涂质量和材料使用率。

（1）仿形喷涂轨迹精确，提高涂膜的均匀性等外观喷涂质量。

（2）降低过喷涂量和清洗溶剂的用量，提高材料利用率。

三、易操作和维护。

（1）可离线编程，大大缩短现场调试时间。

（2）可插件结构和模块化设计，可实现快速安装和更换元器件，极大的缩短维修时间。

（3）所有部件的维护可接近性好，便于维护保养。

四、设备利用率高。

（1）往复式自动喷涂机利用率一般仅为40%-60%，喷涂机器人的利用率可达90%-95%。

喷涂机器人、手工喷涂和往复式自动喷涂机的特性比较列于下表中.

选型因素 

（1）机器人的工作轨迹范围。在选择机器人时需保证机器人的工作轨迹范围必须能够覆盖所需施工的工件的相关表面或内腔。如图1，为喷漆机器人与运动的车身（安装在输送小车上）的断面示意图，可看出此喷漆是机器人的配置可满足车身表面的喷漆需求。

间歇式输送方式机器人是对静止的工件施工。除工件断面上，还需保证在工件俯视面上机器人的工作范围能够覆盖所需施工的工件相关表面。如图2所示，左右两台机器人各覆盖左右半个车身，当机器人的工作轨迹范围在输送运动方向上无法满足时，则需要增加机器人的外部导轨，来扩展其工作范围轨迹。

（2）机器人的重复精度。对于涂胶机器人而言，一般重复精度达到0.5mm即可。而对于喷漆机器人，重复的精度要求可低一些。

（3）机器人的运动速度及加速度。机器人的最大运动速度或最大加速度越大，则意味着机器人在空行程所需的时间越短，则在一定节拍内机器人的绝对施工时间越长，可提高机器人的使用率。所以机器人的最大运动速度及加速度也是一项重要的技术指标。但需注意的问题是，在喷涂过程中（涂胶或喷涂），喷涂工具的运动速度与喷涂工具的特性及材料等因素直接相关，需要根据工艺要求设定。此外，由于机器人的技术指标与其价格直接相关，因而根据工艺要求选择性价比高的机器人。

（4）机器人手臂可承受的最大荷载。对于不同的喷涂场合，喷涂（涂胶或喷漆）过程中配置的喷具不同，则要求机器人手臂的最大承载载荷也不同。