近年來，機器人以其可靠的作業(yè)性能以及節(jié)省人員勞動力的優(yōu)勢，越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。尤其新建的汽車涂裝生產(chǎn)線，大規(guī)模使用機器人取代了傳統(tǒng)的人工噴涂或往復(fù)機噴涂。先進的噴涂機器人具有柔性化程度高、自動化程度高以及噴涂質(zhì)量穩(wěn)定、可靠的優(yōu)勢，并能大幅降低人工勞動強度，減少職業(yè)健康安全危害。

　　目前，噴漆機器人、涂膠機器人等都已經(jīng)廣泛應(yīng)用于涂裝車間。車底涂膠機器人包括焊縫密封機器人和底部PVC噴涂機器人，下面針對涂膠機器人在應(yīng)用時應(yīng)該重點考慮的幾個問題進行闡述。

　　機器人數(shù)量的選擇

　　機器人的數(shù)量應(yīng)該結(jié)合需涂膠車型的噴涂位置、面積以及噴涂質(zhì)量要求綜合考慮，在滿足生產(chǎn)節(jié)拍和噴涂質(zhì)量的前提下，應(yīng)選擇盡量少的機器人。若數(shù)量選擇不合理，機器人數(shù)量過多會使各臺機器人負荷低，設(shè)備利用率低，造成設(shè)備投資成本的浪費；機器人數(shù)量不足會造成噴涂能力不足，還需要增加人員進行噴涂作業(yè)，無法達到“省人化”的目的。通常，以下列公式計算機器人數(shù)量。

　　（1）PVC噴涂機器人數(shù)量計算方法：

　　式中

　　S——各噴涂區(qū)域面積（mm2）；

　　D——各噴涂區(qū)域膜厚（mm）；

　　T——生產(chǎn)節(jié)拍（s）；

　　t1——工件輸送運行時間（s）；

　　K——設(shè)備有效工作效率；

　　v——機器人噴涂速度（mm/s）；

　　w——噴幅寬度（mm）；

　　d——單槍一遍最大噴涂膜厚（mm）。

　　（2）焊縫密封機器人數(shù)量計算方法：

　　式中∑L——焊縫密封膠涂膠總長度（mm）；t2——設(shè)備精確定位時間s（焊縫涂膠機器人需要對車底焊縫進行精確定位）。以我公司某車間改造項目為例，計算機器人所需的數(shù)量如表所示。

　　通過以上理論計算方式，車底PVC噴涂機器人至少需要4臺，焊縫密封膠需要4臺。根據(jù)以上數(shù)量再通過模擬仿真軟件，對節(jié)拍進行模擬測算后最終確定此數(shù)量能夠滿足噴涂要求。

　　工位排布

　　底涂工位通常設(shè)置的工位分為上遮蔽、機器人涂焊縫密封膠，人工找補、機器人涂PVC膠，人工PVC找補，卸遮蔽（見圖）。

　　首先，焊縫密封膠和PVC膠工位排布不能位置顛倒，原因是PVC膠不能代替焊縫膠的功能。車底焊縫膠主要對車底的焊縫進行密封，防止水分等臟污進入縫隙造成車身腐蝕。車底PVC主要用來防止飛石等擊傷車底，避免鋼板生銹，對焊縫不能起到很好的填充作用。

　　另外，找補工位需要預(yù)留，若機器人出現(xiàn)異常或者個別車型困難部位機器人無法完成的作業(yè)位置，都需要人工進行修補。因總裝車間需要安裝一些零部件，車身底部的一些安裝孔不允許噴涂PVC或者焊縫膠，因此機器人噴涂時必須進行避讓。遮蔽工位和卸遮蔽工位可根據(jù)機器人的配置情況進行適當設(shè)置，配置機器人精度識別高的或者能力充足的可以不設(shè)置上/卸遮蔽工位。

　　機運問題

　　因焊縫涂膠機器人涂膠工藝對車身的定位精度要求高，因此系統(tǒng)配置了照相定位系統(tǒng)。在車身就位靜止后，機器人系統(tǒng)接收到輸送系統(tǒng)發(fā)來的車身就位信號后，使用照相單元對車身的特征點進行照相，并與標準空間位置進行比對，計算位置偏差后修正機器人的噴涂軌跡，以實現(xiàn)準確的焊縫噴涂。

　　即使車身能夠自動修正噴涂軌跡，對車身定位精度依然要求很高。我公司選用的機器人要求的定位精度為前后±5mm，左右±3mm。因此在選用機運設(shè)備時，要考慮車身的精確定位問題。車底涂膠線選用的機運設(shè)備通常為空中反向滑橇輸送機，配合“門型”吊具，如圖2所示。

　　為防止車身隨吊具的前后、左右晃動，通常在輸送機頂端增加夾緊裝置，在吊具的左右兩側(cè)安裝抱臂夾緊定位裝置，通常選擇氣缸的方式。車身入位后，夾緊裝置開始夾緊定位，之后將就位信號發(fā)送給機器人。

　　除空中反向滑橇外，也有公司選用翻轉(zhuǎn)小車（見圖3），如大眾轎車二工廠，但是設(shè)備投資成本高，未進行大面積應(yīng)用普及。

　　土建承重問題

　　機器人由于自身重量問題以及在軌道上運行存在瞬間加速度的原因，對地板承重及厚度要求嚴格，需要考慮地板的承載載荷。在確定使用涂膠機器人的時候，首先要與各機器人廠家進行溝通，因各廠家的要求不盡相同，在確定機器人對基礎(chǔ)載荷的要求和地板混凝土厚度后，與設(shè)計院溝通，在進行土建廠房設(shè)計時就應(yīng)考慮樓板的承載能力和土建厚度的問題。若針對老廠房進行改造，需要對改造區(qū)域的承載能力進行核實，若不能滿足負荷要求，需要對鋼結(jié)構(gòu)及土建基礎(chǔ)進行改造。

　　結(jié)語

　　應(yīng)用涂膠機器人，既能提高作業(yè)質(zhì)量，又能減少操作人員數(shù)量。但是在進行方案策劃及設(shè)備選型階段應(yīng)充分考慮各類問題，此外，還應(yīng)考慮土建設(shè)施、公用設(shè)施、涂膠室體及供膠系統(tǒng)等與機器人的配合問題。只有在設(shè)計階段將各類問題都進行充分識別和考慮，才能保證涂膠機器人自動化的順利實現(xiàn)。