泰達機器人高鐵車廂自動化噴涂解決方案
文:泰達機器人 李鵬2022年第3期
軌道車輛的涂層主要由底漆、中漆、面漆構成,為了保證各層間的結合力,防止涂層出現缺陷脫落,需要配套的體系非常嚴謹,對噴涂工藝要求非常之高。以歐洲標準的杜邦噴涂配套體系為例:環氧防銹底漆 + 不飽和聚酯彈性膩子底漆 + 聚氨酯中漆+ 聚氨酯面漆。值得一提的是,膩子涂層是決定涂層柔韌性的關鍵,通過不同品種膩子彎曲性和收縮率比例,選擇雙組份不飽和聚氨酯彈性膩子涂料噴涂,并且控制圖層的厚度, 使高鐵車廂表面堅韌、防腐、絢爛。
近些年來高鐵動車行業龍頭逐漸引入噴涂機器人代替人手工噴涂,部分達到高鐵動車車體的智能化噴漆效果,技術架構形式采用軌道+ 關節機器人的基本自動化方式。系統架構由七軸軌道機器人、3D 工業相機、中央供氣系統、管道線路、靜電旋杯構成。主要技術為機器人防爆技術、離線編程技術、大型復雜曲面 3D 構造技術、噴涂軌跡自動生成技術。
泰達機器人解決方案的優點:
(1) 符合防爆要求設計:噴漆室為爆炸危險 1 類區域,根據防爆標準要求,多關節機器人、機器人軌道、視覺等傳感器、供漆設備等都需要防爆設計。泰達機器人具備 I 類區域防爆等級,并獲得 PCEC 防爆認證。雙組分流體精密混合配比、3D 視覺系統、供料等子系統都符合防爆要求設計。
(2) 嚴格的工藝質量設計:嚴格按照底漆、膩子、面漆的工藝要求,選擇設備、優化流程、轉換工藝、調優噴涂參數。特別從工藝機器人自動化維度優化系統工藝流程,提高環境穩定性,機器人系統定位精度、流體系統的混合配比精度、噴涂精度,嚴格控制質量。
(3) 智能性操控設計:利用 3D SLAM 技術對車廂整體實現三維重構,再根據 3D 結構的特點,自動規劃噴涂軌跡, 繞開不需要噴涂的位置在接縫等地方需要加厚噴涂的位置做噴涂工藝處理。整個操控過程不需要人為的視覺干預系統,全部自動完成,降低工藝操作難度和設備操控難度,提升整體系統的智能運維能力。
(4) 柔性差異化設計:同一噴涂車間和與產線往往需要同時完成高鐵、動車、城鐵、地鐵的噴涂,但這些不同的車型外形尺寸差異較大,在整體噴涂范圍可達性上兼容各類車型, 以 3D 視覺自動軌跡規劃為基礎的工藝自動生成技術,兼容各類車型的差異,達到系統柔性化設計。
(5) 可靠性系統設計:在器件和設備組件選型的時候, 充分考慮系統參數的冗余設計,預留足夠大的降額使用范圍, 保證系統的使用壽命大于 10 年。另外,系統在運行當中實時對軟件參數、工藝參數自動備份功能,在異常情況下能夠保證在 10 分鐘之內恢復系統正常運行。
(6) 智能性設計:通過機器人控制系統、實時總控制系統、端側控制系統和現場總線等方式,組建智能、靈活和可靠的控制系統,控制數據通過泰達云控數據分析系統,達到對系統和工藝參數監控和自動優化的效果。
(7) 經濟性設計:泰達機器人大工件噴涂系統,提供噴漆區域和供風系統聯動控制功能,管控多風機供風、排風根據相應噴漆位置獨立啟停,達到節能環保。供漆系統可以自動清洗,減少油漆換色人工清洗消耗,減少系統維護,降低使用成本。
泰達機器人大工件噴涂技術創新點:
(1) 通過 3D SLAM 技術實現大工件輪廓三維重構,通過機器人軌跡智能自動生成技術實現機器人自主學習、自主規劃噴涂軌跡、自主噴涂,全程無人干預。基于機器視覺的機器人自主學習能力,對于不同車型不同工藝能夠自動生成對應的工藝方案和參數清單,實現全程無人化運行。
(2) 泰達機器人云控數據分析系統能夠對噴涂過程當中軌跡、位姿、霧化、扇形、流量控制、混合配比等工藝參數做統計,利用機器視覺等系統自帶傳感設備對噴涂效果做統計, 云控數據分析系統自動對工藝參數和效果做對比,利用 AI 模型自動分析得出優化參數,會以報告形式發給工藝工程師,由工藝工程師決定是否采用系統自己優化的參數作為下次噴涂的參數,實現系統自我迭代,自我成長。
綜上所述:泰達機器人高鐵車廂自動化噴涂解決方案憑借行業專業知識,深厚的應用經驗及對領先技術的積累,是市場中獨樹一幟的一站式完整智能數字化涂裝工藝解決方案。
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