Будущее развитие роботизированной технологии окраски

По сравнению с ручной покраской, роботизированная покраска имеет множество преимуществ и в последние годы становится все более популярной в отрасли. Промышленные роботы в Китае начали развиваться в 1970-х годах, среди которых первой была опробована автомобильная промышленность, а автоматическое покрасочное оборудование, такое как роботы для окраски распылением, вводилось в эксплуатацию одно за другим. Использование краски во время покраски роботом сокращается, что способствует энергосбережению и сокращению выбросов; качество продукции, уровень квалификации и стабильность улучшаются; Сокращение ручных операций и повышение эффективности труда. Покрасочные роботы в основном делятся на электронные системы управления, системы камер, системы автоматического распыления, системы подачи с земли, системы безопасности, предотвращающие падение и системы подъема. В настоящее время производители окрасочных роботов в основном сосредоточены в Европе и Японии. Цена европейских систем относительно высока, а производительность хорошая. Японские системы экономически эффективны и имеют преимущество в доле рынка.

Роботизированная технология нанесения покрытий используется в таких областях, как автомобили, предметы интерьера и электроника. Распылительные роботы для покраски автомобилей являются наиболее распространенными. Стеноползающие роботы используются для покраски наружных стен высотных зданий. Кроме того, существуют покрасочные роботы для крупных авиационных деталей, покрасочные роботы для внутренних и внешних панелей корабельных доков, покрасочные роботы для кузовов железнодорожных транспортных средств и покрасочные роботы для обслуживания атомной энергетики. Покрасочные роботы имеют острую потребность в покрасочных операциях, таких как высотные здания, узкие и замкнутые пространства, антикоррозийная защита внутренних стенок трубопроводов, зоны с высоким уровнем радиации и повышенного риска.

Процесс покраски

Основными параметрами, влияющими на процесс роботизированного распыления, являются: скорость вращающегося стакана, расход, формовочный воздух, электростатическое напряжение, давление воздуха в опоре и расстояние распыления. Эти параметры оказывают большое влияние на качество лакокрасочной пленки, поэтому могут возникнуть такие дефекты лакокрасочной пленки, как провисание, апельсиновая корка, цветение и разница в цвете. Например, большая скорость потока приведет к таким дефектам, как провисание и пузыри, а скорость вращения чаши должна быть умеренной. Если скорость слишком высокая, пленка покрытия станет тоньше, и краска отскочит. Цветопередача является ключом к красоте покрытия, а разница в цвете также будет наблюдаться при покраске роботом. Изменения цвета распыления без очистки, распылительные трубки без очистки и изменения в структуре краски, вызванные длительным распылением, могут привести к разнице в цвете. Основными направлениями исследований распылительных роботов являются в основном оптимизация траектории и анализ моделирования распылителей. Постоянные изменения математических алгоритмов и вычислительных моделей способствовали постоянному развитию в этой области. Отечественные исследования роботов-распылителей в основном сосредоточены на настройке роботов и моделировании движения, решая ряд кинематических и динамических задач.

Ход исследований

Зарубежные страны раньше изучали рисование роботов. В Китае начали использовать электрогидравлические сервоприводы, которые относятся к первому поколению покрасочных роботов. В то же время в зарубежных странах используются сервоприводы переменного тока, которые позволяют повысить надежность роботов, снизить потребление энергии и сократить расходы на техническое обслуживание. Процесс распыления окрасочных роботов прошел путь от ручного управления вначале до автономного программирования и автоматической окраски всей производственной линии в конце 1980-х годов. Автономное программирование может сократить время онлайн-отладки покрасочных роботов. Роботы для покраски автомобилей в основном используются для покраски верхнего покрытия кузова, осей и других деталей и постепенно разработали автоматизированную систему покраски всего автомобиля.

Процесс окраски обычно требует обработки поверхности, нанесения краски и проверки поверхности. Для разных звеньев покраски были разработаны разные покрасочные роботы. Роботы, лазающие по стенам, могут заменить рабочих на операциях с повышенным риском. Двумя основными функциями стенолазных роботов являются крепление и движение. В области машиностроения и вычислительной техники проведено много исследований и усовершенствований. Харбинский технологический институт в Китае занимается исследованиями роботов, лазающих по стенам, с конца 1980-х годов и разработал множество серий и разновидностей роботов, лазающих по стенам. Харбинский технологический институт и Дацинский нефтедобывающий завод № 1 совместно разработали первого в моей стране гусеничного магнитно-адсорбционного настенного робота для окраски распылением и защиты от коррозии. Кроме того, Харбинский технологический институт разработал роботов для подводной очистки поверхностей корпусов, открыв новое направление подводной обработки поверхностей и покраски кораблей. Для малярных роботов, лазающих по стенам, технология преодоления препятствий является проблемой, которую необходимо решить. Эти условия можно улучшить с помощью устройств поглощения тяги гребного винта и механизмов всенаправленной ходьбы, а также можно улучшить адаптивность робота и способность преодолевать препятствия на сложных поверхностях.

Для покраски внутренних и внешних панелей кораблей в доке в основном используются шлифовка, пескоструйная обработка, удаление ржавчины, покраска и другие процессы. В корабельных доках используются три основных типа роботов-распылителей: лазающие по стенам, рамные гусеничные и надземные транспортные средства. Роботы для удаления ржавчины также доступны в сочетании с роботами-распылителями. Есть много исследований и богатых продуктов. В 2018 году робот для удаления ржавчины и лазания по стенам, разработанный Научно-исследовательским институтом 716 Китайской корпорации судостроительной промышленности, впервые был успешно испытан в Уханьской судостроительной компании. Типичными поставщиками покрасочных роботов являются серия VM400 Научно-исследовательского института Ураками в Японии, серия Ship system, разработанная Palfinger в Австрии, а также распылительные роботы Syncroil в Испании и Rina Vincenzo в Италии. Кроме того, Институт электромеханики и материалов Тэгу в Южной Корее также разработал интеллектуального робота для напыления внутренних и наружных панелей, передвигающегося по стенам.

В некоторых других специальных областях спрос на малярных роботов более заметен. Например, в авиационных деталях предъявляются чрезвычайно высокие требования к толщине, однородности и малозаметности покрытия. Роботизированная автоматизированная покраска – важное направление развития авиационного производства моей страны. В настоящее время Китай находится на начальном этапе использования покрасочных роботов в авиационной промышленности. В 2015 году компания Shanghai Aircraft Manufacturing Co., Ltd., Университет Цинхуа и компании-производители оборудования совместно разработали гибридного робота для напыления крыльев самолетов и других деталей.

Будущие тенденции

Развитие технологии роботизированной окраски позволило повысить коэффициент использования краски, снизить производственные затраты, а также сделать ее более энергосберегающей и экологически чистой. Благодаря постоянному обновлению и итерации технологий технологии управления и уровень программного обеспечения постоянно совершенствуются, а производительность окрасочных роботов будет и дальше улучшаться и становиться более интеллектуальными. В будущем спрос на персонализированную покраску и мелкосерийное производство покрасочных роботов будет увеличиваться, а требования к точности и стабильности также будут становиться все выше и выше. Покрасочные роботы моей страны должны основываться на конкретных требованиях к покрытиям и развитию промышленности моей страны, эффективно использовать существующие технологии и особые преимущества, а также сочетать постоянное развитие искусственного интеллекта, Интернета вещей, облачных вычислений, аккумуляторов с длительным сроком службы и других передовых технологий, чтобы ускорить исследования и разработки покрасочных роботов, добиться обгона на повороте и попытаться внедрить инновации и модернизировать, вырваться из оков существующих технологий и найти особый путь развития.