FANUC玻纤自动化喷涂系统_海外动态_业界资讯__复合材料信息网

　　 玻纤喷涂技术起源于上个世纪八十年代的北美。该技术是将使用特殊工艺制造加工的超细玻纤与特有粘结剂经专用设备高速喷出，在喷头端口充分混合，以一定的压力均匀喷涂在基体表面。在卫浴行业，卫浴产品正是需要玻纤来增强产品的强度，提高产品的良品率。因此，玻纤的喷涂技术应用在了卫浴产品的生产过程中。起初，玻纤均采用人工喷涂的方式，但由于玻纤喷涂的工作环境恶劣，同时也由于产品产量的需求，采用机器人的自动化的玻纤喷涂技术越显重要。 　　在此背景下，上海发那科机器人有限公司（以下简称：SFR）开发出了机器人自动化玻纤喷涂系统。同时，FANUC机器人也为玻纤喷涂推出了AccuChop闭环控制功能，可实现高精度的玻纤喷涂，并已在科勒全球投入使用。 　　AccuChop 闭环控制功能 　　FANUC 的AccuChop闭环控制功能是针对玻纤铺敷应用的一套过程控制功能，具有 树脂和玻纤输送速度控制及显示功能，以及各种检测报警功能。AccuChop专门为胶衣树脂（树脂及催化剂）和短切玻纤（树脂、催化剂及玻纤）应用设计。无论是树脂流量还是玻纤进料，都会在开环或闭环控制下运行。该系统所具备的功能还能处理错误恢复事件，不需PLC 控制就能涂装部件。 　　AccuChop闭环控制功能的优点 　　用于树脂和短切玻璃的闭环流体控制系统具备以下功能和优点： 　　产品质量提高。材料构造更为坚固。运行费用降低。由于流速控制更为严格，树脂用量减少。废料处理成本降低。由于首次制成质量提高，最终产品返工率降低。对破损玻纤来料的监控和缺陷修复功能。材料用量监控功能。催化剂流量监控功能。 树脂和玻纤马达的分别触发功能。对于由温度变化引起的粘度变化，具有自动流量修正功能。对于因输送管路堵塞或损坏造成的不合规格状况，会发出报警，从而提供快速修正的机会。流量超差报警功能。通过快速反应自适应控制方法，实现自动连续校准功能。在校准过程中能自动确定设备特性。评估真实的部件成本和产量。 　　AccuChop闭环控制功能的系统示意图如图1所示。 　　AccuChop 功能参数设定在机器人的示教器上即可一次性设置完成，如图2所示，机器人设置监控的内容包括： 　　图2 AccuChop 功能示教器参数设置界面 　　◆ 系统监控功能。 　　◆ 能快速反馈涂敷于部件的材料用量。 　　◆ 系统内玻纤进料和催化剂流量状态。 　　◆ 设定准确的目标重量。 　　机器人在实际的玻纤喷涂过程中就会依据这些标定的玻纤进料值、树脂以及催化剂的流量值进行实时反馈，从而保证在喷涂过程中玻纤和树脂、催化剂的混合配比是精准无误的。 　　与此同时，机器人在工作状态下，机器人的示教器也可以显示机器人工作的时间，包括机器人喷涂时间和机器人喷涂单独一个工件所需的节拍时间，如图3所示，这些信息可以更好的提示使用者机器人当前的工作产能，给使用者带来更多的便利。 　　AccuChop 闭环控制功能的运行方式 　　树脂的流量控制：AccuChop 树脂控制环路能从I/P 转换器（从电流到压力）向泵用气动马达发出气动信号。树脂流量通过质量流量计测量，并将信号发送到机器人控制器。在此进行流速计算，并将修正后的闭环控制信号发送到I/P 转换器， 然后由I/P 转换器修正供给到树脂泵的气压。具有自主知识产权的闭环控制功能会记住所需要的命令值，使软件能在最短的时间内达到设定点的流量。 　　图3 机器人时间显示界面 　　玻纤的流量控制：AccuChop玻璃控制环路能从I/P转换器（从电流到压力）向气动马达发出气动信号。玻纤用量的测量，可通过传感器改造套件读取马达转速（RPM）实现。该信号被发送到机器人控制器。在此进行玻璃用量计算，并将修正后的闭环控制信号发送到I/P转换器，然后由I/P变换器修正供给到短切机马达的气压。具有自主知识产权的闭环控制功能会记住所需要的命令值，使软件能在最短的时间内达到设定点的流量。 　　机器人玻纤喷涂系统介绍 　　机器人玻纤喷涂系统主要包括了一下几个部分：机器人本体及机器人控制柜、玻纤检测设备、玻纤喷涂设备。 　　机器人本体及机器人控制柜的设备 　　SFR为玻纤自动喷涂系统配备的是专业的防爆机器人P-250iB/15，如图4所示。 　　图4 FANUC 的P-250iB/15 喷涂机器人 　　P-250iB/15是FANUC 公司第12代喷涂机器人，是专门为高精密的喷涂工具而设计。 　　空气净化系统和本质安全构造，使P-250iB/15机器人完全可以在危险的环境中工作。机器人控制器符合FM和CE Classes I、II & III、Division I,Groups C、D、E、F & G 安全标准。 　　内置功能方便操作人员通过喷涂指令和菜单指令轻松的进行示教和编程。 　　P-250iB/15在处理工艺上提供广泛的优势能够最优化系统性能，包括：中空的手腕和贯穿的手臂软管提供一个干净的操作环境；Collision Guard监控并防止意外的碰撞干涉，降低机器和操作者带来的损伤和最大化机器工作时间；最大水平距离达到2800mm，喷涂运动速度可达每秒1500mm；专利净化系统允许在危险环境下操作运行，包括Class I和II，区域I和组C、D、E、F和G；机器先进的动作软件提供恒定的速度，能够改善涂层具有更好的一致性和外观。 　　玻纤检测设备 　　在实际的玻纤喷涂过程中，玻纤供给设备最大的问题就是玻纤断丝。如果玻纤发生断丝，不向机器人发出断丝报警，机器人依然默认设备正常继续工作，无疑会导致树脂催化剂的浪费等问题。SFR为解决这个问题，独立开发了玻纤断丝检测设备，如图5所示。 　　图5 玻纤断丝检测装置 　　这套设备主要工作原理是通过麦克风检测玻纤高速移动时发出的声音。如果玻纤发生断丝，麦克风就检测不到玻纤移动的声音，便随即发出断丝报警信号，机器人便立即停止工作。同时也会向使用者发出报警，提醒使用者重新提供玻纤，从而恢复设备继续工作。 　　玻纤喷涂设备 　　使玻纤涂敷在工件表面，需要让玻纤、树脂和催化剂在喷出后进行充分混合。由SFR设计的玻纤喷涂设备如图6所示。 　　图6 玻纤喷涂设备 　　空气马达安装在前端可实现玻纤的切断。同时，会由编码器向机器人实时反馈空气马达的转速，机器人可以根据这个转速值实时调整树脂的流量，从而实现闭环的精确控制。 　　总结 　　AccuChop闭环控制功能是专为玻纤或者类似材料喷涂开发的系统软件，其目的在于可以使机器人工作的更精准、更智能。 　　SFR巧妙的将FANUC独创的AccuChop闭环控制功能和自身研发的玻纤检测设备以及玻纤喷涂设备相结合，为科勒提供了玻纤自动化喷涂解决方案，不仅改善了工作环境，节约了人工成本，而且极大的提高了材料的使用效率，并得到了客户的高度认可。 更多信息请关注复材网 www.cnfrp.com