工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)儀表板生產(chǎn)中的應(yīng)用

岳立新

摘 要：本文介紹了工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)內(nèi)飾件儀表盤(pán)領(lǐng)域應(yīng)用狀況，尤其是聚氨酯自動(dòng)化噴涂領(lǐng)域的特殊領(lǐng)域，用普通機(jī)器人代替噴涂專(zhuān)用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化噴涂，及聚氨酯噴涂工藝的介紹。機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化聚氨酯噴涂作業(yè)是經(jīng)濟(jì)可行的，并介紹了成功的應(yīng)用實(shí)例。此外，雙色產(chǎn)品利用兩臺(tái)機(jī)器人的工作站協(xié)同作業(yè)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人;自動(dòng)化;汽車(chē)內(nèi)飾儀表盤(pán)蒙皮;聚氨酯噴涂工藝

1 緒論

儀表板是汽車(chē)內(nèi)飾件的重要組成部分，目前隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，儀表板功能也在不斷的增加，使其有很多的很強(qiáng)大的功能，為駕駛汽車(chē)帶來(lái)了很多的方便及駕駛樂(lè)趣。針對(duì)消費(fèi)者的對(duì)汽車(chē)的內(nèi)飾要求不斷增高，儀表盤(pán)的外觀及材質(zhì)的舒適度，耐久度及環(huán)保情況也有了不斷的提升。其中外觀主要是由蒙皮的材質(zhì)和形狀及中控元件所決定的。汽車(chē)行業(yè)中不斷更新?lián)Q代，以寶馬汽車(chē)為例，7年一個(gè)項(xiàng)目周期，一般3年左右就會(huì)小改一次，其中有的項(xiàng)目就涉及到儀表盤(pán)蒙皮改款，例如加縫紉線等，其實(shí)外觀看上去更加漂亮美觀。

儀表盤(pán)生產(chǎn)一般多以模具噴塑注塑搪塑等工藝為主，其中在噴塑過(guò)程中，利用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行噴涂作業(yè)非常高效，并且靈活多變，可靠性高，一致性好，良品率也非常高，可以很好的控制產(chǎn)品報(bào)廢率，非常適用于量產(chǎn)的產(chǎn)品。

2 工藝介紹

工業(yè)機(jī)器人目前廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，本文主要以市場(chǎng)上主流的ABB機(jī)器人為例為大家講解，普通ABB機(jī)器人應(yīng)用于聚氨酯噴涂中的流程及工藝的應(yīng)用。

以華晨寶馬汽車(chē)儀表盤(pán)為例，寶馬三系五系汽車(chē)儀表盤(pán)蒙皮都是采用的聚氨酯噴涂產(chǎn)品。再經(jīng)過(guò)表皮冷刀弱化、火焰處理、發(fā)泡、切割、超聲波焊接、縫紉、熱復(fù)合等工序，最后加上裝配電子元件及手套箱等成為完整的儀表板，后才最終在主機(jī)廠裝配到整車(chē)上。這里主要以寶馬三系車(chē)型為例的簡(jiǎn)述一下機(jī)器人自動(dòng)化聚氨酯噴涂?jī)x表板蒙皮的過(guò)程及工藝。

這里我們所用的是ABB IRC5 4600機(jī)器人（有兩種型號(hào)，20KG和40KG），其中20KG是作為噴涂機(jī)器人，主要是抓住噴槍?zhuān)F化器）進(jìn)行聚氨酯噴涂;40KG作為搬運(yùn)機(jī)器人，主要是在做雙色產(chǎn)品時(shí)進(jìn)行罩子的抓取工序。價(jià)格方面比ABB專(zhuān)用噴涂機(jī)器人便宜很多約為一半左右。

模具在工作站內(nèi)通過(guò)電加熱達(dá)到要求的噴涂溫度后，噴涂機(jī)器人抓能?chē)娒撃┑膰姌屜仍谀＞弑砻婢鶆驀娡棵撃康氖菫榱撕罄m(xù)更容易將產(chǎn)品脫離。

脫模劑噴涂結(jié)束后轉(zhuǎn)換令抓取一個(gè)噴槍進(jìn)行聚氨酯噴涂，聚氨酯噴涂過(guò)程是將兩種原料POLY及ISO 按照工藝配比進(jìn)行混合，經(jīng)過(guò)原料混合的催化劑及原料及模具在特定的高溫下使其進(jìn)行固化反應(yīng)，使其形成PU產(chǎn)品，再經(jīng)過(guò)脫模工序得到蒙皮產(chǎn)品。由于模具表面有皮紋紋理，因此產(chǎn)品皮紋非常接近真皮皮紋，因此很美觀看起來(lái)也很高級(jí)。

3 機(jī)器人自動(dòng)化噴涂過(guò)程

機(jī)器人作為從站，主要接上位機(jī)PLC發(fā)送的指令來(lái)完成工作過(guò)程，PLC檢查到所有相關(guān)的工作開(kāi)始信號(hào)及安全信號(hào)滿足后，開(kāi)始給機(jī)器人發(fā)送開(kāi)始工作指令，機(jī)器人初始化信號(hào)后，進(jìn)入到loop里（圖1）等待接收指令信號(hào)，當(dāng)機(jī)器人接收到工作信號(hào)，開(kāi)始執(zhí)行程序，讀取模具信息，調(diào)用對(duì)應(yīng)的噴涂程序，來(lái)控制相應(yīng)的信號(hào)。

當(dāng)機(jī)器人接收到讀取信息信號(hào)后，就會(huì)進(jìn)入Cycle程序中，調(diào)用相應(yīng)的脫模劑程序，然后抓取脫模劑噴槍?zhuān)竭_(dá)指定的位置后，霧化器工作將在模具表面均勻的噴涂上脫模劑。然后更換PU噴槍?zhuān)竭_(dá)試噴位置后，進(jìn)行預(yù)噴涂，然后進(jìn)行正式噴涂，由于不同車(chē)型的模具形狀不同噴涂軌跡非常復(fù)雜，而且機(jī)器人移動(dòng)點(diǎn)也非常多，通常在幾百到上千點(diǎn)。

如果是雙色的儀表板蒙皮，在噴涂PU之前會(huì)利用搬運(yùn)機(jī)器人，將模具對(duì)應(yīng)的罩子抓取并準(zhǔn)確的放置在模具內(nèi)部，再進(jìn)行噴涂，作用是為了將兩種顏色的PU分開(kāi)噴涂，使產(chǎn)品美觀。

噴涂結(jié)束后機(jī)器人回到指定位置進(jìn)行洗槍工序，為下一個(gè)循環(huán)做準(zhǔn)備。

然后我噴槍收回到槍池完成一個(gè)噴涂過(guò)程，等待PLC的下一條指令。這樣就完成了一個(gè)噴涂過(guò)程。之后經(jīng)過(guò)操作人員進(jìn)行脫模，檢驗(yàn)及包裝一件儀表板蒙皮就生產(chǎn)完畢了。

4 安全方面

在機(jī)器人安全運(yùn)行方面，我們用倆軟硬件兩種安全措施，硬件利用ABB的SafeMove2模塊ABB工業(yè)機(jī)器人第二代安全控制產(chǎn)品，對(duì)相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，設(shè)定對(duì)應(yīng)的干涉區(qū)域，防止Multi-Move兩臺(tái)機(jī)器人干涉或者相撞，防止在機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中對(duì)人員造成傷害，軟件方面利用world zone 編輯出對(duì)應(yīng)的區(qū)域來(lái)保證人員及設(shè)備的安全。

目前工業(yè)機(jī)器人被廣泛被應(yīng)用到汽車(chē)及制造領(lǐng)域，他能高效且穩(wěn)定的生產(chǎn)產(chǎn)品，這對(duì)很多制造業(yè)公司都是非常有吸引力的。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也將迎來(lái)很好的前景。儀表板噴涂工藝也是非常節(jié)省成本的一種工藝，可以減少相應(yīng)的操作人員，可以快速提高產(chǎn)能，并且產(chǎn)品表現(xiàn)更加穩(wěn)定，而且非常耐用，在陽(yáng)光照射下不易褪色。經(jīng)濟(jì)性也很好，因而機(jī)器人噴涂聚氨酯儀表板蒙皮的工藝未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展前景是非常好的。

參考文獻(xiàn)：

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