機(jī)器有系統(tǒng)集成案例之二
噴涂機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)及與視覺(jué)系統(tǒng)集成的
案例分享

機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用已不局限在汽車(chē)等行業(yè)，傳統(tǒng)行業(yè)、小的企業(yè)都在開(kāi)始嘗試應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn),已經(jīng)使用機(jī)器人的企業(yè)獲得了超過(guò)預(yù)期的收益,正準(zhǔn)備增加機(jī)器人投入；觀望的企業(yè)正等待供應(yīng)商做出好的方案,但對(duì)于國(guó)內(nèi)的企業(yè)來(lái)說(shuō),還有絕大部分客戶沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)到機(jī)器人應(yīng)用所帶來(lái)的效益。這些是國(guó)內(nèi)企業(yè)當(dāng)下在機(jī)器人應(yīng)用上的真實(shí)寫(xiě)照。一個(gè)行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以明顯證明：中國(guó)每萬(wàn)名汽車(chē)產(chǎn)業(yè)工人中所擁有的機(jī)器人臺(tái)數(shù)為1５６臺(tái)，而日本為1584臺(tái)，意大利為1215臺(tái)，德國(guó)為1176，汽車(chē)行業(yè)如此，其他行業(yè)可想而知，這和世界發(fā)達(dá)水平相比還有很大差距。

機(jī)器人自身的質(zhì)量是隨汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而得到逐步提高和完善的，目前機(jī)器人的壽命可以達(dá)到5年到10年，可見(jiàn)機(jī)器人的性能是非常穩(wěn)定的。隨著機(jī)器人周邊自動(dòng)化配套技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人的功能得到了更大的發(fā)揮。目前機(jī)器人正通過(guò)結(jié)合視覺(jué)系統(tǒng)變得越來(lái)越智能，使各種生產(chǎn)流程中使用機(jī)器人均成為可能。涂裝機(jī)器人是機(jī)器人大家族中的一個(gè)分支，在實(shí)際應(yīng)用中普及的很快，主要是因?yàn)闄C(jī)器人的價(jià)格降到了可以接受的水平；在現(xiàn)在的使用中可以找到配套的資源，可以解決使用中出現(xiàn)的問(wèn)題；同時(shí)，人們?cè)絹?lái)越重視噴涂環(huán)境對(duì)工人身體的危害。

一、噴涂機(jī)器人具體的優(yōu)點(diǎn)為：

（一）改善產(chǎn)品質(zhì)量

噴涂機(jī)器人會(huì)按照噴涂工程師的程序指令進(jìn)行穩(wěn)定、重復(fù)地工作，噴槍與工件之間總保持著既定的距離、角度，噴漆量永遠(yuǎn)是設(shè)定的，不用擔(dān)心有聚集滴落、有厚度不均。同時(shí)，機(jī)器人可以帶著噴槍到達(dá)人工難以噴涂的部位，這樣噴涂后的產(chǎn)品質(zhì)量是穩(wěn)定的，一致的。

（二）用漆（粉）量大大減少

正由于機(jī)器人噴涂的穩(wěn)定性及一致性，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)噴、超范圍噴涂，這樣用漆(粉)量會(huì)比人工噴涂節(jié)約15%-30%.就對(duì)回收粉的污染，機(jī)器人噴涂要比人工噴涂小得多，可提高回收粉的質(zhì)量，減少噴涂不良品。

（三）節(jié)省人工成本支出

涂裝的生產(chǎn)線一般都是連續(xù)運(yùn)行的，但工人要休息、休假、請(qǐng)假以及個(gè)人情緒上的波動(dòng)等，可是機(jī)器人可以始終不知疲憊的工作，只要有工件在生產(chǎn)線上生產(chǎn)。

（四）降低職業(yè)病的危害

噴涂機(jī)器人很大的貢獻(xiàn)之一就是將噴涂工作者從有嚴(yán)重危害的工作環(huán)境、枯燥重復(fù)的工作狀態(tài)中替換出來(lái)，這樣既可減少公司在防護(hù)用具上的購(gòu)買(mǎi)支出，還降低了后續(xù)因工作環(huán)境導(dǎo)致工人身體損害的補(bǔ)償成本及法律成本，這一點(diǎn)很重要。

（五）節(jié)省空間及能耗

機(jī)器人本身的靈活性就決定了可以在高密度的生產(chǎn)線或空間內(nèi)安裝，可以有地面、墻壁、導(dǎo)軌、頂棚等多種安裝方式。這樣，噴涂間的面積就會(huì)縮小，節(jié)約了場(chǎng)地成本。噴涂的環(huán)境是需要一定能耗來(lái)維持的，空間縮小了，能耗自然會(huì)減低.

二、我們通過(guò)噴涂機(jī)器人與視覺(jué)系統(tǒng)集成的案例來(lái)進(jìn)一步了解其自動(dòng)化、智能化的功能：

（一）客戶要求：能對(duì)80多種鈑金件實(shí)現(xiàn)連續(xù)噴涂。

（二）項(xiàng)目簡(jiǎn)述：

噴涂機(jī)器人需對(duì)80多種不同的工件，能提供一致的、高質(zhì)量的噴涂效果，集成視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人可以自動(dòng)選擇合適的機(jī)器人程序。如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)的程序、機(jī)器人將調(diào)用一個(gè)通用的、安全的噴涂程序。這種彈性系統(tǒng)安裝在2個(gè)可以獨(dú)立操作的噴房里，如果需要，工人可以手動(dòng)補(bǔ)噴，工件穿過(guò)整個(gè)噴房即完成了噴涂工藝。

（三）項(xiàng)目難點(diǎn)：

1、使手動(dòng)噴涂80多種不同零件的噴漆過(guò)程實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化；

2、機(jī)器人系統(tǒng)集成視覺(jué)系統(tǒng)；

3、提供靈活的系統(tǒng)：

機(jī)器人在兩個(gè)單獨(dú)的油漆噴房可以獨(dú)立操作，并允許工人手工補(bǔ)漆；

4、提供好的噴涂質(zhì)量，減少油漆的使用和相關(guān)成本

解決方案：

(1)配備2臺(tái)空心手腕的機(jī)器人；

(2) 配備符合安規(guī)要求的控制柜，每個(gè)控制柜包括額外的I/O模塊；

(3)機(jī)器人S軸緊急停止；

(4)視覺(jué)系統(tǒng)：二維矩陣驗(yàn)證相機(jī)，兩個(gè)攝像頭設(shè)置在不同高度用于識(shí)別確認(rèn)油漆線上工件。每個(gè)系統(tǒng)包括數(shù)字視覺(jué)相機(jī)，視覺(jué)電子表格界面及機(jī)器人接口電纜；

(5)穩(wěn)定的追蹤系統(tǒng)：允許機(jī)器人模擬運(yùn)動(dòng)中的噴涂線及噴涂部件；

(6)外圍防護(hù)滿足法律法規(guī)要求，包括2.5米高鐵絲網(wǎng)圍欄。

綜上所述，機(jī)器人自身的優(yōu)點(diǎn)再與視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)合，將使機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣，可以做到工人無(wú)法做到的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，還可以在工人無(wú)法做或不宜做的環(huán)境中游刃有余的工作，機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用如歷史的車(chē)輪一樣不可阻擋，同時(shí)也會(huì)像今天信息革命一樣迅速，噴涂機(jī)器人更是具備這種特質(zhì)。