机器人涂装系统须在新兴市场中推广应用

以移动模式工作的机器人涂装站，由两台悬挂的机器人进行外表面喷涂

    新型机器人涂装系统拥有非常先进的技术，不仅可以对车辆的内外表面进行全自动的喷涂，而且能保证极高的涂装质量。目前，涂装系统的绝缘性已经发展到可以让水性基的油漆进行直接上电式喷涂，并可对车辆内部进行静电喷涂。然而由于具备了众多新的先进功能，设备必然会变得非常复杂，需要训练有素的工作人员进行操作和维护，这就使新设备的推广变得困难重重。由此诞生了新型机器人涂装系统，可以同时实现提高生产效率和降低复杂程度的双重目标。

瘦身——机器人的运动轴简化

提到涂装机器人必然要谈到它的运动轴和相关性能，包括是否容易进入喷涂位置，在已有的喷涂间里安装是否方便合算，占用空间大小和是否节约生产成本等。涂装机器人既可以应用于工件静/动的喷涂模式，也可以应用于工件移动的喷涂模式。在前种模式中机器人必须增加一个运动轴，在后种模式中由于车体连续地通过喷涂区，机器人不需要另设运动轴。

出于这个原因，不包括七轴的机器人成为杜尔公司订单的主流，这种机器人不但可以减少业主的投资成本，还在很多方面降低了设备的复杂程度，简化了运动控制系统的编程，去除了故障率较高的可移动电缆，维护工作也变得简单了。

带集成式换色装置的新型雾化器（左）和外部的上电系统（右）

图1中，手轴部分可以选择用两轴而不是三轴，来连接产生匀称的雾化喷涂扇面的高速旋转的雾化器设备，这样不仅简化设备结构，而且只需要两个轴的驱动系统。

采用集成式换色技术

新型机器人涂装系统拥有的先进应用技术也具有提高效率的巨大潜力，其中一个就是减少换色时的损失。如今，换色装置与雾化器在技术和应用上的差距越来越小，如何实现进一步的节能降耗？人们采用了把换色装置整合在雾化器里的方法。

杜尔公司生产的用于涂装车身的EcoBell2系统就应用了集成式换色技术。该系统采用EcoBell2 ICC型雾化器（见图2），在这种雾化器中安装了集成式换色装置，这个装置可以转换7种颜色，每种颜色的涂料都通过一个单独的计量泵供应。这些计量泵不需要清洗，所有的计量泵通过一个气动切换离合器连接到伺服马达上，这样这个多泵的系统实际上只需要一个伺服马达。如果系统需要的颜色超过7种时，还可以外接附加的换色装置。

巴塞罗那的尼桑公司使用了新型雾化器

采用集成式换色系统可以在换色过程中大幅度减少涂料和清洗剂的消耗，这样做虽然稍微增加了设备的复杂程度，但与其带来的好处相比是微不足道的。采用普通雾化器换色时一般要消耗40ml涂料，采用新型雾化器更换涂料时其消耗量可以降到6ml，这不仅使涂料的消耗量降低了85%，还使清洗剂的消耗量有了同样程度的降低。

在此我们以有8个涂装机器人的色漆底漆站为例，估算一下集成式换色技术在实际生产过程中的效益。如果采用传统的换色系统每换一次色要消耗近320ml涂料，而涂装一个车体所用涂料的总量约为1040ml（以涂装面积9m2计算，体积固化比为25%，着漆率为75%），这就是说换色过程中的涂料消耗超过了喷涂用涂料的30%。这样，颜色的使用频率和颜色的多少就决定了换色的损失，如果想在不采用新型EcoBell2 ICC系统的情况下把换色的损失降低一半，就必须将着漆率在现在的基础上再提高15%，显然这样高的比例用目前的技术是根本达不到的。

EcoBell2 HD型雾化器可用于静电或非静电式内部喷涂

在降低涂料消耗的同时，集成式换色系统还能把换色的时间从12s减少到6s，减少了一半的时间。这就意味着能缩短涂装每个工件的周期，据统计这相当于增加了5%的生产力。如果一个工厂每小时涂装30台车辆，每天工作20h，那么每天就能多涂装30台车辆。新型雾化器在巴塞罗那的尼桑公司已得到使用（见图3）。

提高内喷和细节喷涂的着漆率

虽然采用静电旋杯喷涂车内表面比空气喷枪喷涂提高了着漆率，但水基涂料运用静电喷涂必须保证设备的电绝缘性，这就大大增加了设备的复杂程度和成本。由于这个原因，很多生产厂家不得不放弃了静电喷涂技术，着漆率又降回到传统空气喷枪的水平。

 EcoBell2 HD新型雾化器喷涂塑料装饰件时能达到很高的着漆率

采用新型钟形旋杯式雾化器和定形气流环技术能很容易地聚集喷射的涂料，大幅度提高着漆率，使气动雾化器以一种全新的方式工作。杜尔公司的EcoBell系列产品（见图4）用于内喷涂生产时平均提高着漆率15%，已经成功应用于很多项目中。采用这种雾化器时不需要静电加电和系统绝缘，设备相对简单很多。

提高喷涂的着漆率不仅能降低涂料的用量，而且由于减少了喷涂过程中的“不粘附喷涂物”，生产环境变得更为清洁，这在环境保护越来越重要的今天显得犹为重要。此外设备的清洗间隔时间也可以延长，又进一步提高了生产效率。

聚集喷射涂料的特点使EcoBell2 HD型雾化器还可以应用于其他场合，如喷涂塑料的装饰部件（见图5），这种部件往往形状复杂，而且只有很小的面积需要喷涂。由于这种雾化器具有高度的灵活性，所以能够适应部件复杂的外形，有效地进行喷涂。图6所示曲线表示在汽车发动机的机舱内喷涂时雾化器的运动轨迹。

曲线表示雾化器的运动轨迹

以上这些例子说明了采用机器人涂装系统时如何能够在尽量降低设备复杂程度的条件下提高生产效率。以一个每天涂装1000台车体的工厂为例，以每个车体的涂装面积为9m2计算，如果生产效率提高1%就意味着每台车体降低成本30元，这还不包括减少设备维护量所带来的节约。