机器人涂装的应用

到21世纪早期，随着开门装置协调性及坚固性早期问题的解决，车内涂装作业变得成熟起来。而且，在许多装置中，更加高效的喷涂器取代了喷枪，来进行内部涂装作业。使用旋杯进行内部涂装作业成为可能的一个关键因素，就是“聚焦”或“涡漩”喷雾模式的优化，这使旋杯能够在有很多边缘或不同表面（如门侧柱的折页区域）的区域，获得均匀的涂层厚度。

现在，100%的车辆内部及外部喷涂，都能够使用机器人技术，达到了出色的上漆效果。而且，从90年代中期到21世纪早期，汽车喷涂用机器人上的喷枪与旋杯的混合使用，从1995年的大约85%的喷枪和15%的旋杯转变为85%的旋杯和15%的喷枪。

主题上的变化

在涂装机器人发展的整整头二十年里，机器人生产商针对所有的喷涂应用，推广了一种 “通用”机器人及喷涂系统。当一些机器人变更以不同的机械臂长出现时，基本设计由一个六轴机器人构成，有时把它安装到一根第七轴的线性导轨上，以便沿着线体方向，增加其工作覆盖范围。基本上，机器人喷涂设备在车内和车外喷涂应用中都是普遍的。

另外，“机器人喷涂设备”被看作是，机器人操作者、供漆设备以及喷具。系统组装期间，每一台机器人或“机器人喷涂设备”，都同其它的设备相连接，举例来说这些设备包括：各种方式的启动控制装置、第七轴线性导轨、空气控制板、操作人员控制板以及单元控制“PLC”。

在一种标准的安装中，为了系统的性能确认，设备在机器人制造商的场地进行组装、调试、加载预备程序，并通过测试操作运转（标准情况是20小时）。

然后把系统拆卸、包装，发运给客户，并重新组装。安装之后，对其进行调试，并且对安装工作明确规定的项目进行处理，例如：根据螺线管线圈的位置设定的阀门启动所要求的气动延迟时间，或者是，校准闭合回路空气流仪表系统。

一般来说，可交付使用件包括：涂装机器人设备以及诸如控制装置、气动装置等等的系统元件。机器人供货商将这两个部分整合起来，并将集成的系统提供给最终用户。

21世纪早期供应的系统，都是具备了长时间正常工作能力的，是具有高效性和经济性的涂装作业系统。涂装机器人应用技术已非常成熟：所有主要的机动车制造商，几乎都把它看作是优先选择的喷涂方式。所以没有人会考虑还需要哪些改进。但如果从更高层次上来展望今后的发展趋势，现有系统还是存在一些潜在的限制性问题，包括：

• 拥有一部通用机器人进行车内以及车外喷涂是最好的办法吗？
• 如果不是，那么如果喷涂目的更加明确，有没有更先进的系统？
• 机器人设计中有没有要素可加以更改，以使整个系统更加有效或更容易产生实效？
•  “产品”的恰当定义是什么？它是一种涂装机器人，一种具备喷涂设备的涂装机器人，还是一个涂装系统？
• 对于给最终用户的可交付使用件，哪些零部件应该看作是“产品”，而那些看作是“系统”？

用途明确的机器人

找到这些问题的最佳答案并开发出适当的解决办法，这就产生了涂装机器人系统中的下一个发展阶段：用途明确的涂装机器人。代表这一发展阶段的机器人开发的一个例子，就是由我们公司于2003年开发出的 “P-500”涂装系统。

同传统机器人喷涂比较起来，该系统提供了增强的喷涂性能，减少最终用户资金和使用成本，还能够非常快速地进行安装并投入工作。因为它包含了在传统上同机器人涂装系统不相关的要素，所以就不同于前代的机器人。

以前，产品范围局限于机器人操作者和流体传送/喷具设备，而不限制目标用途的范围。这一新的定义通过将用途限于外部车辆涂装作业，改善了工艺，并通过增加快速的、低成本的安装、试运行以及操作的要素，对其进行了扩展。这一新的定义清楚的描述了最终用户想要购买的是什么产品，并且还对产品设计合理化改进。

区别于前代机器人的其它性能，是其比较小的占地面积及其应用的灵活性。它的设计目的就是用于小工作站内的喷涂作业，既减少投入成本又降低使用成本，同时还保持了容纳一系列车辆大小尺寸的灵活性。

另外，这种机器人还能处理水性涂料配方，就像处理溶剂型涂料一样简单而有效。到目前为止，大多数用于水性涂料的喷漆设备都遇到了这些不良情况：操作性能上的降低（多数为涂料使用量增加和外冲电池维护增多的形式），或者是相对繁复，诸如不同型号的带金属罐替换或涂料罐工位的直接轮换系统。

这种机器人的设计，通过减少喷涂工作站外部过道上不需要的设备，给工作站的外部场地节省了空间。

该产品已经超过了预期的性能目标，并且通过推广升离地面的轨道安装机器人的使用，改变了机动车行业进行车外涂装的途径。自从2003年7月以来，数以百部的“FANUC P-500iA”涂装机器人已经安装于全世界很多客户的工厂内。其设计带来了创新性的思考，而这种思考又在机器人设计、处理设备设计、产品维护、编程方式及安装相关领域中产生出多重的专利权和专利权申请。

系统优势

“P-500”系统提供了最佳的均匀性和喷涂处理效果。有专利权的处理方式以及优化的喷涂设备，最大程度的降低了涂装作业时的过喷现象。

大大的降低了客户的投入成本，体现在两个方面：（1）机器人系统的价格降低了；（2）机器人系统设计适合于更小的占地面积。在某些情况下，可以减少40%的空间。这样就明显减少了喷涂工作站的建造成本。

高效，使用成本和维护成本的降低。和以前的机器人系统相比，新一代的机器人系统在许多情况下都降低了超过20%的运营成本。为配合最终用户设备的有限停工期，系统能在一周之内就完成安装并进行试运转。

对于水性静电电池涂装作业，系统提供一种高效的直接充电喷涂工艺，无需外部对接或金属罐交换。这种新方法对于水性系统，大大增强了喷涂的高效性，减少了材料使用量，并大大降低相关的复杂性及维修成本。

修改并简化了的控制装置结构，减少了所需控制面板的数量，腾出了工作站外部的过道空间。另外，特别把机器人提升到空中大约7英尺，这就给操作人员提供了一个清楚的观察窗口，并允许通道门直接布局于机器人的下面。

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