Sviluppo futuro della tecnologia di verniciatura robotizzata

Rispetto alla verniciatura manuale, la verniciatura robotizzata presenta numerosi vantaggi e negli ultimi anni è diventata sempre più popolare nel settore. I robot industriali cinesi hanno iniziato a svilupparsi negli anni '70, tra cui l'industria automobilistica è stato il primo campo ad essere pilotato, e le apparecchiature di verniciatura automatica come i robot di verniciatura a spruzzo sono state utilizzate una dopo l'altra. L'uso della vernice durante la verniciatura robotizzata è ridotto, il che favorisce il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni; la qualità del prodotto, il tasso di qualificazione e la stabilità sono migliorati; il funzionamento manuale è ridotto e l'efficienza della produzione di manodopera è migliorata. I robot di verniciatura si dividono principalmente in sistemi di controllo elettronico, sistemi di telecamere, sistemi di spruzzatura automatica, sistemi di alimentazione a terra, sistemi anticaduta di sicurezza e sistemi di arrampicata. Attualmente i produttori di robot di verniciatura sono concentrati principalmente in Europa e Giappone. Il prezzo dei sistemi europei è relativamente alto e le prestazioni sono buone. I sistemi giapponesi sono convenienti e hanno un vantaggio in termini di quota di mercato.

La tecnologia di rivestimento robotico viene utilizzata in campi generali come automobili, decorazioni domestiche e prodotti elettronici. I robot di spruzzatura per la verniciatura delle automobili sono i più comuni. I robot che strisciano sulle pareti vengono utilizzati per la verniciatura delle pareti esterne di grattacieli. Inoltre, ci sono robot di verniciatura per componenti aeronautici di grandi dimensioni, robot di verniciatura per pannelli interni ed esterni di banchine navali, robot di verniciatura per carrozzerie di veicoli ferroviari e robot di verniciatura per la manutenzione dell'energia nucleare. I robot di verniciatura hanno esigenze applicative urgenti in operazioni di verniciatura come edifici ad alta quota, spazi stretti e confinati, anticorrosione delle pareti interne delle tubazioni, elevate radiazioni e aree ad alto rischio.

Processo di verniciatura

I parametri principali che influenzano il processo di spruzzatura del robot sono: velocità della tazza rotante, portata, aria di stampaggio, tensione elettrostatica, pressione dell'aria del cuscinetto e distanza di spruzzatura. Questi parametri hanno una grande influenza sulla qualità del film di vernice e possono verificarsi difetti del film di vernice come cedimenti, buccia d'arancia, fioriture e differenze di colore. Ad esempio, una portata elevata causerà difetti come cedimenti e bolle e la velocità della tazza rotante dovrebbe essere moderata. Se la velocità è troppo elevata, il film di rivestimento diventerà più sottile e la vernice rimbalzerà. La resa cromatica è la chiave della bellezza del rivestimento e la differenza di colore si verificherà anche nella verniciatura robotizzata. Cambiamenti nel colore dello spruzzo senza pulizia, tubi di spruzzo senza pulizia e cambiamenti nella struttura della vernice causati dalla spruzzatura a lungo termine causeranno differenze di colore. I punti caldi della ricerca sui robot di spruzzatura sono principalmente l'ottimizzazione della traiettoria e l'analisi della modellazione delle pistole a spruzzo. I continui cambiamenti degli algoritmi matematici e dei modelli computazionali hanno promosso il continuo sviluppo in questo settore. La ricerca nazionale sui robot di spruzzatura si concentra principalmente sulla configurazione dei robot e sulla simulazione del movimento, risolvendo una serie di problemi cinematici e dinamici.

Progresso della ricerca

I paesi stranieri hanno studiato in precedenza i robot di verniciatura. La Cina ha iniziato a utilizzare servoazionamenti elettroidraulici, che appartengono alla prima generazione di robot di verniciatura. Allo stesso tempo, i paesi stranieri hanno utilizzato servoazionamenti CA, che possono migliorare l’affidabilità dei robot, ridurre il consumo energetico e ridurre la manutenzione. Il processo di spruzzatura dei robot di verniciatura si è evoluto dalla guida manuale all'inizio alla programmazione offline e alla verniciatura automatica dell'intera linea di produzione alla fine degli anni '80. La programmazione offline può ridurre il tempo di debug online dei robot di verniciatura. I robot di verniciatura delle automobili vengono utilizzati principalmente nella verniciatura della finitura della carrozzeria, degli assali e di altre parti e hanno gradualmente sviluppato un sistema di verniciatura automatizzato per l'intero veicolo.

Il processo di verniciatura richiede generalmente un trattamento superficiale, l'applicazione della vernice e un'ispezione della superficie. Sono stati sviluppati diversi robot di verniciatura per diversi collegamenti di verniciatura. I robot che si arrampicano sui muri possono sostituire i lavoratori nelle operazioni ad alto rischio. Le due funzioni principali dei robot che si arrampicano sui muri sono l’attaccamento e il movimento. Sono stati fatti molti lavori di ricerca e miglioramento nei campi dell'ingegneria meccanica e informatica. L'Harbin Institute of Technology in Cina è impegnato nella ricerca sui robot scalatori di pareti dalla fine degli anni '80 e ha sviluppato molteplici serie e varietà di robot scalatori di pareti. L'Harbin Institute of Technology e l'impianto di produzione petrolifera n. 1 di Daqing hanno sviluppato congiuntamente il primo robot cingolato ad adsorbimento magnetico per arrampicarsi sulle pareti del mio paese per la verniciatura a spruzzo e l'anticorrosione. Inoltre, l’Harbin Institute of Technology ha sviluppato robot per la pulizia subacquea delle superfici dello scafo, aprendo una nuova direzione per il trattamento delle superfici subacquee e la verniciatura delle navi. Per i robot di verniciatura che si arrampicano sui muri, la tecnologia per superare gli ostacoli è un problema che deve essere risolto. Queste condizioni possono essere migliorate attraverso dispositivi di assorbimento della spinta dell'elica e meccanismi di camminata omnidirezionale, nonché l'adattabilità del robot e la capacità di superare gli ostacoli su superfici complesse.

Per la verniciatura dei pannelli interni ed esterni delle navi in ​​banchina si utilizzano principalmente molatura, sabbiatura, rimozione della ruggine, verniciatura e altri processi. Esistono tre tipi principali di robot di irrorazione nelle banchine delle navi: arrampicata su parete, binario su telaio e veicolo sopraelevato. I robot per la rimozione della ruggine sono disponibili anche in combinazione con i robot di spruzzatura. Ci sono molti studi e prodotti ricchi. Nel 2018, il robot per la rimozione della ruggine e l'arrampicata sulle pareti sviluppato dal 716 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation è stato testato con successo per la prima volta presso la Wuhan Shipbuilding Company. I fornitori tipici di prodotti robot di verniciatura includono la serie VM400 dell'Urakami Research Institute in Giappone, la serie Ship system sviluppata da Palfinger in Austria e i robot di spruzzatura di Syncroil in Spagna e Rina Vincenzo in Italia. Inoltre, il Daegu Institute of Electromechanical and Materials in Corea del Sud ha sviluppato anche un robot intelligente per la spruzzatura di pannelli interni ed esterni del dock in grado di arrampicarsi sulle pareti.

In alcuni altri campi speciali, la domanda di robot di verniciatura è più evidente. Ad esempio, le parti aeronautiche hanno requisiti estremamente elevati in termini di spessore, uniformità e condizioni di invisibilità del rivestimento. La verniciatura robotizzata automatizzata è una direzione importante per lo sviluppo della produzione aeronautica del mio paese. Attualmente, la Cina è nella fase iniziale dell’utilizzo dei robot di verniciatura nel settore manifatturiero aeronautico. Nel 2015, Shanghai Aircraft Manufacturing Co., Ltd., Tsinghua University e aziende produttrici di apparecchiature hanno sviluppato congiuntamente un robot ibrido per spruzzare le ali degli aerei e altre parti.

Tendenze future

Lo sviluppo della tecnologia di verniciatura robotizzata ha aumentato il tasso di utilizzo della vernice, ridotto i costi di produzione ed è più efficiente dal punto di vista energetico e rispettoso dell'ambiente. Con il continuo aggiornamento e iterazione della tecnologia, la tecnologia di controllo e il livello del software sono in costante miglioramento e le prestazioni applicative dei robot di verniciatura saranno ulteriormente migliorate e più intelligenti. In futuro, la domanda di verniciatura personalizzata e di produzione in piccoli lotti di robot di verniciatura aumenterà e anche i requisiti di precisione e stabilità diventeranno sempre più elevati. I robot di verniciatura del mio Paese devono basarsi sui requisiti specifici dei rivestimenti e dello sviluppo industriale del mio Paese, fare buon uso delle tecnologie esistenti e dei vantaggi speciali e combinare il continuo sviluppo dell'intelligenza artificiale, dell'Internet delle cose, del cloud computing, delle batterie a lunga durata e altre tecnologie avanzate per accelerare la ricerca e lo sviluppo dei robot di verniciatura, ottenere il sorpasso sulla curva e cercare di innovare e aggiornare, rompere le catene delle tecnologie esistenti e trovare un percorso di sviluppo distintivo.