德国百格拉机器人的应用—喷涂机械手

德国百格拉机器人的应用—喷涂机

制造业的发展使机器人得到相当广泛的应用，从种类上分，有码垛机器人、点焊机器人、弧焊机器人、喷涂机器人、搬运机器人、测量机器人等，本文针对喷涂机器人及其设备中最主要的国际上机器人在喷绘领域的应用已有20多年的历史。较早运用该技术的有美国的minhit公司、德国的hatel公司、英国的fudge公司等，对机器人和印刷业的发展产生过深远的影响。当时使用的是mk的h16机器人，采用的是气体和液体相结合的流量控制系统。

80年代起hatel公司在h16机器人上首次采用气压控制的间或流量控制系统，装有抽吸装置的内置阀，可避免初始污染。90年代初首次在bergerlahr机器人自动喷涂设备上试装了涂料流量控制装置，使喷涂质量有了质的飞跃。随着喷涂机器人的技术不断创新，喷涂精度空前提高，在世界发达国家喷涂机器人得到了广泛的应用。90年代起，随着经济的发展喷涂机器人在我国也不断得到运用和推广。

喷涂机器人的方便快捷准确又安全无毒，避免了过去人工喷涂涂时人接触有毒性的涂料而造成急性或慢性中毒，影响身体健康，对长期从事此项工作的人影响尤其重大。为了达到安全生产的目的，从1984年起德国bergerlahr公司将原有的喷涂机器人系统做了多次改进。自动喷涂最重要的是管路的喷嘴内要始终保持有足够量的多色涂料。如前所述。流量控制装置对涂料的量，根据预先给定的公差范围始终进行监测。如果涂料量有一定的积存，如涂料堵塞或涂胶喷嘴损坏，则系统压力自动改变，并且有集成压力传感器（压力式传感器）自动给出不合格信号。

1、控制系统

根据使用这套控制装置系统得出的经验，bergerlahr公司开发了一套动态反应流量的控制系统，它就是流量控制系统。流量控制系统的任务是根据预先给定的公差范围始终对所涂的涂胶的量进行检查，在出现正负偏差时通过所装的自动调节阀进行平衡或补偿。

流量控制系统中的调控阀是由电气控制的，取消了通常所见的液压控制回路。这种电气控制的调控阀可保证作用时间小于30ms。调节阀的一体式结构及较轻的重量使其可以毫无困难地用在快速动作的机器人上。调节阀完整的阀体单元拆换快捷，省去了静态调节阀所必需的调整工作。由于在生产过程中必须对温度进行监控，所以在调控阀中装有温度补偿的温度传感器。通过控制器储存的涂料特征曲线和与温度有关的浓度曲线并根据每个截面的目标温度以及涂料量进行调节。在其他系统中经常用到的软管调温法在这儿已不再采用了。

2、经多年证明其可靠性的流量控制组件，使得零件的拆换毫无困难。机器人自动喷涂的量是根据生产需求确定的，只要预先给定参数，系统就会根据菜单自动进行编程控制。操作该控制系统的人员不需要掌握专门的编程语言。为了使操作更舒适，控制系统配有遥控装置，可以实现如基本调试、通风、冲洗等功能。程序修改或调整由菜单控制，通过键盘和屏幕显示或者清楚的文字说明来完成。在批量生产时，还要对有关诸如涂料流动性、介质温差、涂料粘度、产量、进气和速度等各项进行监控。当出现与理论值有偏差或有气泡溢出等情况时，调控阀会在预先给定的公差范围内自动进行修正。由于在高速状态下强迫进气时会导致喷涂路径变化的产生，装有持续式电压传感器后即不允许这种情况的发生，系统会认为配料不正确而停止配料，机器停止工作，并做相应显示。通过对每次配料过程进行曲线分析，可使机器人和这个喷涂系统之间的工作质量大大提高。由此可对如喷涂速度、节拍等进行编程控制和优化。调控阀上的传感器使得配料无需人工即可自行操作，通过带有相应显示的选择开关可以将系统调整到程序的任一步。流量控制系统保证在用单孔喷嘴和用双孔喷嘴时涂料的量相等。该系统可根据要求完成各种功能，操作舒适，简单明了。

流量控制系统的主要优点是，自动温差补偿；调控阀拆换方便，不需要重新调整；通过简单自动储存程序可使调控阀完成各种功能，对配料过程进行图表式数据处理，使质量得到显著提高。

3、经济效益

喷涂机器人的成功应用，给用户带来了非常明显的经济效益。首先，印刷产品的质量得到了大幅度提高，产品合格率达到99%以上，提高了企业竞争力。其次，大大提高了劳动生产率，从而增加产量，降低了价格，提高了市场占有率。

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