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泰达机器人高铁车厢自动化喷涂解决方案

时间:2022-07-18 16:01:18来源:泰达机器人 李鹏

导语:​随着高铁普及,我国轨道交通车辆的制造能力跨入了世界先列。高铁车身多为铝合金材料,耐腐蚀性且外观装饰性不高,生产过程中会采用涂料涂装以提高产品的防腐性及外观的装饰性。另外高铁运行速度会在 300km/h 以上,运行产生的震动、风沙冲击、温度及湿度的变化和车辆频繁清洗。在这种情况下对车厢涂层的要求较高。涂层除了需要具有优异的柔韧性、抗刮伤的硬度性能、还需要防腐性和抗紫外线辐射的能力,同时需要能够保证在冷热循环交替的环境下不开裂、不脱落,能够在段修期内保持光泽不褪色。

      轨道车辆的涂层主要由底漆、中漆、面漆构成,为了保证各层间的结合力,防止涂层出现缺陷脱落,需要配套的体系非常严谨,对喷涂工艺要求非常之高。以欧洲标准的杜邦喷涂配套体系为例:环氧防锈底漆 + 不饱和聚酯弹性腻子底漆 + 聚氨酯中漆+ 聚氨酯面漆。值得一提的是,腻子涂层是决定涂层柔韧性的关键,通过不同品种腻子弯曲性和收缩率比例,选择双组份不饱和聚氨酯弹性腻子涂料喷涂,并且控制图层的厚度, 使高铁车厢表面坚韧、防腐、绚烂。

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  近些年来高铁动车行业龙头逐渐引入喷涂机器人代替人手工喷涂,部分达到高铁动车车体的智能化喷漆效果,技术架构形式采用轨道+ 关节机器人的基本自动化方式。系统架构由七轴轨道机器人、3D 工业相机、中央供气系统、管道线路、静电旋杯构成。主要技术为机器人防爆技术、离线编程技术、大型复杂曲面 3D 构造技术、喷涂轨迹自动生成技术。

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必威体育精装版app官网  泰达机器人解决方案的优点:

必威体育精装版app官网  (1) 符合防爆要求设计:喷漆室为爆炸危险 1 类区域,根据防爆标准要求,多关节机器人、机器人轨道、视觉等传感器、供漆设备等都需要防爆设计。泰达机器人具备 I 类区域防爆等级,并获得 PCEC 防爆认证。双组分流体精密混合配比、3D 视觉系统、供料等子系统都符合防爆要求设计。

必威体育精装版app官网  (2) 严格的工艺质量设计:严格按照底漆、腻子、面漆的工艺要求,选择设备、优化流程、转换工艺、调优喷涂参数。特别从工艺机器人自动化维度优化系统工艺流程,提高环境稳定性,机器人系统定位精度、流体系统的混合配比精度、喷涂精度,严格控制质量。

  (3) 智能性操控设计:利用 3D SLAM 技术对车厢整体实现三维重构,再根据 3D 结构的特点,自动规划喷涂轨迹, 绕开不需要喷涂的位置在接缝等地方需要加厚喷涂的位置做喷涂工艺处理。整个操控过程不需要人为的视觉干预系统,全部自动完成,降低工艺操作难度和设备操控难度,提升整体系统的智能运维能力。

  (4) 柔性差异化设计:同一喷涂车间和与产线往往需要同时完成高铁、动车、城铁、地铁的喷涂,但这些不同的车型外形尺寸差异较大,在整体喷涂范围可达性上兼容各类车型, 以 3D 视觉自动轨迹规划为基础的工艺自动生成技术,兼容各类车型的差异,达到系统柔性化设计。

必威体育精装版app官网  (5) 可靠性系统设计:在器件和设备组件选型的时候, 充分考虑系统参数的冗余设计,预留足够大的降额使用范围, 保证系统的使用寿命大于 10 年。另外,系统在运行当中实时对软件参数、工艺参数自动备份功能,在异常情况下能够保证在 10 分钟之内恢复系统正常运行。

必威体育精装版app官网  (6) 智能性设计:通过机器人控制系统、实时总控制系统、端侧控制系统和现场总线等方式,组建智能、灵活和可靠的控制系统,控制数据通过泰达云控数据分析系统,达到对系统和工艺参数监控和自动优化的效果。

必威体育精装版app官网  (7) 经济性设计:泰达机器人大工件喷涂系统,提供喷漆区域和供风系统联动控制功能,管控多风机供风、排风根据相应喷漆位置独立启停,达到节能环保。供漆系统可以自动清洗,减少油漆换色人工清洗消耗,减少系统维护,降低使用成本。


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  泰达机器人大工件喷涂技术创新点:

必威体育精装版app官网  (1) 通过 3D SLAM 技术实现大工件轮廓三维重构,通过机器人轨迹智能自动生成技术实现机器人自主学习、自主规划喷涂轨迹、自主喷涂,全程无人干预。基于机器视觉的机器人自主学习能力,对于不同车型不同工艺能够自动生成对应的工艺方案和参数清单,实现全程无人化运行。

  (2) 泰达机器人云控数据分析系统能够对喷涂过程当中轨迹、位姿、雾化、扇形、流量控制、混合配比等工艺参数做统计,利用机器视觉等系统自带传感设备对喷涂效果做统计, 云控数据分析系统自动对工艺参数和效果做对比,利用 AI 模型自动分析得出优化参数,会以报告形式发给工艺工程师,由工艺工程师决定是否采用系统自己优化的参数作为下次喷涂的参数,实现系统自我迭代,自我成长。

  综上所述:泰达机器人高铁车厢自动化喷涂解决方案凭借行业专业知识,深厚的应用经验及对领先技术的积累,是市场中独树一帜的一站式完整智能数字化涂装工艺解决方案。


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