隨著制造業(yè)向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，機(jī)器人在生產(chǎn)制造過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而噴涂作業(yè)作為機(jī)器人應(yīng)用中最關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)之一，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率起著至關(guān)重要的作用。在小型噴涂工件作業(yè)過(guò)程中，由于工件體積小，質(zhì)量輕，在成本、精度上 相比較其他常規(guī)工件，小型工件在自動(dòng)化噴涂中會(huì)更加困難。因此，針對(duì)小型工件自動(dòng)噴涂深圳市泰達(dá)機(jī)器人有限公司研制出表面定 點(diǎn)噴涂靈巧型機(jī)械手 iSpindle。產(chǎn)品通過(guò)低成本實(shí)現(xiàn)高精密噴涂，用創(chuàng)新助力企業(yè)綠色制造。

　　建設(shè)智能化，是趨勢(shì)，更是必然

　　工件表面的噴涂作業(yè)是諸多行業(yè)在生產(chǎn)制造過(guò)程中必不可 少的一道工序。近年來(lái)，中國(guó)噴涂產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在噴涂產(chǎn)業(yè) 不斷擴(kuò)大的同時(shí)，國(guó)家政策也鼓勵(lì)噴涂行業(yè)向自動(dòng)化和智能化 方向發(fā)展。只有不斷改進(jìn)噴涂作業(yè)的生產(chǎn)方式，提高噴涂作業(yè) 的自動(dòng)化程度，才能滿足噴涂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，進(jìn)一步推進(jìn)制 造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　國(guó)內(nèi)小工件(廚具、3C 產(chǎn)品、塑膠、五金、木器、玻璃等) 表面油漆“噴涂系統(tǒng)”領(lǐng)域，小工件噴房數(shù)量較多。目前使用的 噴房大多是簡(jiǎn)單的連桿噴射，這些噴房普遍共性是都很難進(jìn)行 維護(hù)，并且強(qiáng)烈地依賴于人工，數(shù)字化程度很低。顯然，人工 噴涂方式已經(jīng)不再適合制造業(yè)高速發(fā)展的工業(yè) 4.0 時(shí)代，國(guó)內(nèi) 涉及噴涂領(lǐng)域的企業(yè)將逐步向噴涂自動(dòng)化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)小工件噴房規(guī)模大約有 10000 間，按 5 年 內(nèi)全部完成升級(jí)替換為新型數(shù)字化系統(tǒng)，單間噴房平均部署 4 臺(tái)機(jī)械手噴涂系統(tǒng)，系統(tǒng)平均還貸周期為 5 年，總體市場(chǎng)規(guī)模 將達(dá) 10 億人民幣。

　　基上所述，為了響應(yīng)“中國(guó)制造 2025”和“十四五”規(guī)劃的號(hào) 召，針對(duì)企業(yè)普遍采用人工方式進(jìn)行小型工件的噴涂作業(yè)， 自 動(dòng)化程度較低，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證這一問(wèn)題，泰達(dá)機(jī)器人推出 基于表面定點(diǎn)噴涂靈巧型機(jī)械手 ispindle，對(duì)小工件進(jìn)行高精 度定點(diǎn)噴涂，以提高企業(yè)的噴涂生產(chǎn)水平，幫助其向噴涂自動(dòng) 化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　瞄準(zhǔn)產(chǎn)品痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高精密噴涂

　　小工件在噴涂過(guò)程中由于體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，在噴涂 過(guò)程中對(duì)設(shè)備要求會(huì)更高，以下是在小工件進(jìn)行噴涂過(guò)程中面 臨的主要難點(diǎn)：

　　1、工件尺寸小：小工件噴涂最大的難點(diǎn)在于其尺寸過(guò)小， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)較好的噴涂效果。

　　2、噴涂工件多：在實(shí)際噴涂過(guò)程中， 為了保證噴涂效果， 需要對(duì)小工件進(jìn)行多次噴涂，這樣會(huì)導(dǎo)致每一次噴涂所需的時(shí) 間過(guò)長(zhǎng)，從而影響整個(gè)涂裝過(guò)程。

　　3、工件顏色單一：由于小工件在噴涂時(shí)需要多次噴淋， 因此其顏色會(huì)因?yàn)橥苛系牟痪鶆蚨霈F(xiàn)色差，且工件表面容易 產(chǎn)生氣泡、霧斑等問(wèn)題。

　　此外還因工作環(huán)境惡劣、工作效率低、自動(dòng)化程度低、人 工成本高、油漆易揮發(fā)等問(wèn)題會(huì)影響產(chǎn)品生產(chǎn)。

　　由于以上不足， 在實(shí)際生產(chǎn)中需要使用一種靈活、柔性、 可重構(gòu)的噴涂系統(tǒng)來(lái)幫助生產(chǎn)。為此，泰達(dá)機(jī)器人專為小工件 噴涂研發(fā)的基于表面定點(diǎn)噴涂的靈巧型機(jī)械手——iSpindle。 該機(jī)械手基于工業(yè)機(jī)器人本體及機(jī)器人控制系統(tǒng)，通過(guò)模塊化 設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意尺寸工件(一般為 40 mm 以下)的表面 定點(diǎn)噴涂，并具有極高的靈活性和穩(wěn)定性，可滿足在水性漆場(chǎng) 景下對(duì)小工件實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)噴涂的需求。。此外 iSpindle 還具備以 下優(yōu)勢(shì)：

　　·節(jié)約油漆：能夠短距離快速跟噴，精細(xì)工藝參數(shù)控制， 使油漆利用率比傳統(tǒng)方式提升至 20% 以上;

　　·數(shù)字化控制：多機(jī)械手集中控制，單機(jī)械手獨(dú)立微電腦 控制，觸摸屏操作，數(shù)字化操作管理。

　　· 動(dòng)態(tài)控制噴漆流速：低成本實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)檢測(cè)調(diào)整

　　·一體化布放，極簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)： 輕型鋁材，內(nèi)置線纜組件，緊 湊型鑄造，雅致外觀造型。

　　·低成本：產(chǎn)品全生命周期低成本設(shè)計(jì)，用戶綜合擁有成 本最低。

　　iSpindle 革新效能

　　定點(diǎn)噴涂靈巧型機(jī)械手 iSpindle 采用了多自由度機(jī)械手 臂設(shè)計(jì)，在有限的空間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)作，且具有良好的靈 活性、穩(wěn)定性和精度。同時(shí)， iSpindle 搭載了控制系統(tǒng)，具有 多種控制模式可供選擇，可以滿足多種工藝的噴涂需求。在噴 涂過(guò)程中，iSpindle 可以根據(jù)工件的不同形狀進(jìn)行定點(diǎn)噴涂， 可以對(duì)不同形狀、大小、復(fù)雜程度的工件進(jìn)行噴涂作業(yè)。支持 噴涂流量做非實(shí)時(shí)閉環(huán)控制;支持滑動(dòng)導(dǎo)軌安裝方式;支持在 導(dǎo)軌上移動(dòng);可按上位機(jī)指令執(zhí)行單軸運(yùn)動(dòng)等。

　　機(jī)械手部署應(yīng)用示意圖如下：

　　圖中藍(lán)色圓柱體為工件。實(shí)際部署時(shí)，根據(jù)客戶生產(chǎn)的需 求，單條線可以部署多個(gè)機(jī)械手。

　　iSpindle 機(jī)械手包含噴槍體、機(jī)械臂、關(guān)節(jié)步進(jìn)電機(jī)、調(diào)

　　流步進(jìn)電機(jī)、扇形控制電磁閥、霧化控制電磁閥、開關(guān)槍電磁 閥、電子稱、驅(qū)動(dòng)控制器、操作板 HMI。每個(gè)機(jī)械手可獨(dú)立部 署使用，控制中心可以集中控制多個(gè)機(jī)械手。

　　控制驅(qū)動(dòng)器是機(jī)械手的大腦，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的所有控制，包括 記錄配方，指定配方，流量計(jì)算，流量控制，各個(gè)電磁閥的開 關(guān)控制， 接收“控制中心”的指令和數(shù)據(jù)， 執(zhí)行對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)操作， 按指令記錄機(jī)械臂的位置數(shù)據(jù)，根據(jù)命令將機(jī)械臂移動(dòng)到特定 位置。同時(shí)將運(yùn)行數(shù)據(jù)上報(bào)給“控制中心”。接收流體電子稱發(fā) 送的流量計(jì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算油漆使用了和消耗速度，并根據(jù)用戶 的設(shè)定做流量控制。接收分解操作板的指令，并將指令轉(zhuǎn)換為 電氣信號(hào)，下發(fā)給對(duì)應(yīng)的執(zhí)行部件。電子稱對(duì)流體的量進(jìn)行計(jì)量，將計(jì)量結(jié)果發(fā)送給控制驅(qū)動(dòng)器。操作員可通過(guò)操作板，實(shí) 現(xiàn)記錄機(jī)械臂位置，移動(dòng)機(jī)械臂到特定位置。

　　在記下機(jī)器人位置，存儲(chǔ)噴涂工藝參數(shù)后，控制模塊能夠 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人四軸運(yùn)動(dòng)控制、噴槍電機(jī)控制、上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊、 示教器接口功能。其配置足夠數(shù)量 IO，連接限位開關(guān)、可用 于控制扇形電磁閥和霧化控制閥。

　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人四軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與噴槍調(diào) 參電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

　　流量控制采用開環(huán)控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝和使用場(chǎng)景，為客 戶調(diào)試好噴槍的開槍位置，并在控制器側(cè)記錄該位置，作為噴 涂流量配方，供后續(xù)生產(chǎn)選用。)因流量系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用后， 會(huì)造成油漆堵塞管道，導(dǎo)致原來(lái)的配方參數(shù)和實(shí)際工藝要求誤 差越來(lái)越大，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算，控制補(bǔ)償誤差。 )

　　流體模塊

　　iSpindle 的流體模塊包含噴槍本體，噴槍和機(jī)械臂的連接 機(jī)構(gòu)，工藝控制電磁閥(扇形，霧化) ，開關(guān)槍電磁閥，空氣

　　輸送管，油漆輸送管，總體結(jié)構(gòu)示意圖如下：

　　對(duì)不需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)節(jié)噴漆霧化強(qiáng)度和噴霧扇形大小的場(chǎng)景， 霧化和扇形電磁閥選用普通電磁閥。如需動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)噴漆霧化強(qiáng) 度和噴霧扇形大小時(shí)，選用“比例電磁閥”。

　　在應(yīng)用上， iSpindle 可被用于五金，3 C 電子，家具木器 以及其他許多行業(yè)。值得一提的是，泰達(dá)機(jī)器人產(chǎn)品已在工業(yè) 制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，并已發(fā)展出一套完善的技術(shù)體系， 為企業(yè)提供從產(chǎn)品研發(fā)到系統(tǒng)集成定制化的服務(wù)。

　　投身智造潮流，聚焦“綠色”制造

　　泰達(dá)機(jī)器人 iSpindle 機(jī)器人的推出，不僅進(jìn)一步豐富了 噴涂行業(yè)的產(chǎn)品類型，也為噴涂行業(yè)提供了一種更加靈活、高 效的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)噴涂機(jī)器人的完美替代。

　　泰達(dá)機(jī)器人自成立以來(lái)，始終堅(jiān)持以客戶需求為導(dǎo)向，為 客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。未來(lái)，泰達(dá)機(jī)器人將繼續(xù)在智 能制造領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，不斷突破自身技術(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品性能，為 推動(dòng)智能制造領(lǐng)域發(fā)展貢獻(xiàn)力量。