FANUC机器人在重型车桥喷漆线中应用

凌文周

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710200）

FANUC机器人在重型车桥喷漆线中应用

凌文周

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710200）

喷涂作业对职工身体危害大，劳动强度增大。应运FANUC Paint Robot P-250iB机器人对涂装生产线改造，喷涂机器人可自动识别喷涂目标，调用合适运动轨迹程序进行喷涂作业，使原涂装线人工喷涂实现自动化、智能化作业。

喷涂生产线；机器人技术；控制系统；PFID射频识别器

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

1、概述

随自动控制技术不断发展成熟，越来越多机器人进入到工厂生产中，这对减轻员工劳动强度、提高产品质量，特别是代替人在危害大环境作业具有很大意义。公司早期建成的喷涂生产线除喷漆工位人工进行外，其它工艺过程均由相关设备运行自动实现工艺过程。喷漆作业中漆料污染对职工身体危害大，同时产量的提升喷涂线速加快涂装员工劳动强度增大，此外人工喷涂因喷枪与产品距离不好控制，喷涂中雾化油漆飘逸造成浪费。根据公司计划进行改造，目的就是通过机器人喷涂替代人工作业，减少喷涂作业环境对职工身体影响，减轻职工劳动强度，以及降低漆料消耗成本。根据规划对原有的重型车桥喷涂工位进行改造，揉合机器人喷涂系统和喷涂线输送链系两大系统，使机器人可自动识别涂装线悬链线速及喷涂位置桥产品型号，以匹配的跟踪速度和程序轨迹对桥产品进行喷涂，实现喷涂生产线作业的全自动化智能化。

2、机器人喷涂工艺过程设计和系统控制原理

2.1 新喷涂工艺过程设计

喷涂生产线由前处理、水分烘干、喷漆、面漆烘干四大工艺流程组成，产品由悬挂输送链系统拖挂以1m/min速度闭合旋转，悬链首端将桥挂置悬链工艺吊具上，旋转中分别依次进行上述工艺生产。当在桥被输送到喷漆室时，以悬链为中心线左右分别安装两台FANUC Paint Robot P-250iB机器人，对桥左右面进行喷涂作业，如（图1）。

2.2 喷涂机器人电控系统原理

喷涂机器人系统电气控制框图如图2。通过分布在涂装线体不同位置的传感器和开关，采集输送链速度、桥产品等信息送入PLC控制系统，经过分析后PLC通知机器人控制器调用相应工作程序，控制机器人按程序轨迹运动，同时喷涂设备阀体打开进行喷涂作业。

3、改造中防火防暴措施及机器人喷涂控制特点

3.1 喷涂场所防火措施

涂装场所一直是防火重点区域，因各种原因引起的火灾行业内时有发生，公司对喷涂机器人使用中防火很重视。在改造时选用的FANUC Paint Robot P-250iB系列机器人，采用效密封和腔体内通入压缩空气形成负压除尘技术，防止油漆粉尘进入设备电路内引起火灾。此外其它电气元件如急停按钮、接近开关也采用防爆型，提高机器人喷涂系统防火防暴性能。3.2 喷涂机器人同步跟踪功能

为了使机器人在有效运动区域内对运行的输送链上桥及时完成喷涂，需让机器人随时知道输送链的速度及位置，系统设计使用编码器采集输送链运行信息，通过脉冲编码器实时检测车桥在输送链上的位置，把数值（脉冲）传送给机器人控制器，机器人自动工作运行时始终保持示教时机器人与车桥相互位置动作关系一致，从而确保机器人跟踪喷涂质量。如输送链停止，机器人能记忆当前位置并停机，输送链重新开动后机器人继续执行未完的部分喷涂工作。同步跟踪系统采用FANUC “LINE TRACKING”同步跟踪系统，脉冲编码器的信号首传送至Encoder Repeat board，然后Encoder Repeat board再将信号分配传送至各喷涂机器人的控制器中，从而使得整个同步跟踪系统只需安装一个脉冲编码器在输送链上。

3.3 桥产品自动识别功能

采用条码扫描枪加RFID射频识别器进行识别，扫描枪采集桥上条形码并向上位机PC传递信号，PC将分析处理后的信息通过PFID写入固定在挂具上的PFID载码体上，喷室口位置的PFID读码器读取信息送入机器人控制器调用对应喷涂程序，机器人按控制柜运行程序轨迹喷涂作业，最后PFID清除载码体信息。

3.4 现场需处理信号多、空间距离长不利于信号传输

改造后的机器人涂装生产线要安全可靠的运行，电气控制系统需要对线体不同位置处信息进行实时监控。各点采集到的弱电信号需传递到控制中枢，信号采集距离、速度必须满足设备控制响应频次要求，为此在实施中有针对性的采用以太网和PRFIBUAS总线通信技术，并中继放大技术解决信号有效传送距离。

4、机器人喷涂流程

5、改造后效果

通过五个月运行喷涂设备性能稳定达到设计要求，改善职工劳动环境同时漆料消耗节约35%。

[1] 周宜.机器人喷涂生产线控制系统的设计应用.电气自动化.2009（4）.

FANUC robotics in heavy axle painting line in the application

Ling Wenzhou
(Shannxi Hande axle Co. Ltd., Shannxi Autonmobile Group, Shannxi Xi'an 710201)

Spraying operation body harm to the worker, increase the intensity of labor. To use FANUC Paint Robot P - 250 ib Robot coating production line, spraying Robot can automatically identify spraying target, call the appropriate trajectory program spraying operations, make the original painting line artificial spraying realize automatic and intelligent operation.

spraying production line; robot technology; control system; PFID rf identifie

U466

A

1671-7988(2015)03--

凌文周，就职于陕西汉德车桥有限公司。