隨著制造業(yè)向自動化、智能化方向發(fā)展，機器人在生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用越來越廣泛，而噴涂作業(yè)作為機器人應(yīng)用中最關(guān)鍵的環(huán) 節(jié)之一，對提高產(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，小型工件在自動化噴涂中會更加困難。因此，針對小型工件自動噴涂深圳市泰達(dá)機器人有限公司研制出表面定 點噴涂靈巧型機械手 iSpindle。產(chǎn)品通過低成本實現(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，更是必然

　　工件表面的噴涂作業(yè)是諸多行業(yè)在生產(chǎn)制造過程中必不可 少的一道工序。近年來，中國噴涂產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在噴涂產(chǎn)業(yè) 不斷擴大的同時，國家政策也鼓勵噴涂行業(yè)向自動化和智能化 方向發(fā)展。只有不斷改進噴涂作業(yè)的生產(chǎn)方式，提高噴涂作業(yè) 的自動化程度，才能滿足噴涂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，進一步推進制 造強國戰(zhàn)略，實現(xiàn)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

　　國內(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 噴房大多是簡單的連桿噴射，這些噴房普遍共性是都很難進行 維護，并且強烈地依賴于人工，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 時代，國內(nèi) 涉及噴涂領(lǐng)域的企業(yè)將逐步向噴涂自動化方向進行轉(zhuǎn)型升級。

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

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

　　瞄準(zhǔn)產(chǎn)品痛點，實現(xiàn)高精密噴涂

　　小工件在噴涂過程中由于體積小、質(zhì)量輕的特點，在噴涂 過程中對設(shè)備要求會更高，以下是在小工件進行噴涂過程中面 臨的主要難點：

　　1、工件尺寸小：小工件噴涂最大的難點在于其尺寸過小， 無法實現(xiàn)較好的噴涂效果。

　　2、噴涂工件多：在實際噴涂過程中， 為了保證噴涂效果， 需要對小工件進行多次噴涂，這樣會導(dǎo)致每一次噴涂所需的時 間過長，從而影響整個涂裝過程。

　　3、工件顏色單一：由于小工件在噴涂時需要多次噴淋， 因此其顏色會因為涂料的不均勻而出現(xiàn)色差，且工件表面容易 產(chǎn)生氣泡、霧斑等問題。

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

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

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

　　· 動態(tài)控制噴漆流速：低成本實現(xiàn)流量自動檢測調(diào)整

　　·一體化布放，極簡結(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，用戶綜合擁有成 本最低。

　　iSpindle 革新效能

　　定點噴涂靈巧型機械手 iSpindle 采用了多自由度機械手 臂設(shè)計，在有限的空間內(nèi)可以實現(xiàn)多種動作，且具有良好的靈 活性、穩(wěn)定性和精度。同時， 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 涂過程中，iSpindle 可以根據(jù)工件的不同形狀進行定點噴涂， 可以對不同形狀、大小、復(fù)雜程度的工件進行噴涂作業(yè)。支持 噴涂流量做非實時閉環(huán)控制;支持滑動導(dǎo)軌安裝方式;支持在 導(dǎo)軌上移動;可按上位機指令執(zhí)行單軸運動等。

　　機械手部署應(yīng)用示意圖如下：

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

　　iSpindle 機械手包含噴槍體、機械臂、關(guān)節(jié)步進電機、調(diào)

　　流步進電機、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)動控制器、操作板 HMI。每個機械手可獨立部 署使用，控制中心可以集中控制多個機械手。

　　控制驅(qū)動器是機械手的大腦，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的所有控制，包括 記錄配方，指定配方，流量計算，流量控制，各個電磁閥的開 關(guān)控制， 接收“控制中心”的指令和數(shù)據(jù)， 執(zhí)行對應(yīng)的生產(chǎn)操作， 按指令記錄機械臂的位置數(shù)據(jù)，根據(jù)命令將機械臂移動到特定 位置。同時將運行數(shù)據(jù)上報給“控制中心”。接收流體電子稱發(fā) 送的流量計量數(shù)據(jù)，計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，下發(fā)給對應(yīng)的執(zhí)行部件。電子稱對流體的量進行計量，將計量結(jié)果發(fā)送給控制驅(qū)動器。操作員可通過操作板，實 現(xiàn)記錄機械臂位置，移動機械臂到特定位置。

　　在記下機器人位置，存儲噴涂工藝參數(shù)后，控制模塊能夠 實現(xiàn)機器人四軸運動控制、噴槍電機控制、上位機網(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。

　　步進電機驅(qū)動板可實現(xiàn)機器人四軸步進電機驅(qū)動與噴槍調(diào) 參電機驅(qū)動。

　　流量控制采用開環(huán)控制。根據(jù)現(xiàn)場工藝和使用場景，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)長時間使用后， 會造成油漆堵塞管道，導(dǎo)致原來的配方參數(shù)和實際工藝要求誤 差越來越大，系統(tǒng)會自動計算，控制補償誤差。 )

　　流體模塊

　　iSpindle 的流體模塊包含噴槍本體，噴槍和機械臂的連接 機構(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：

　　對不需要動態(tài)調(diào)節(jié)噴漆霧化強度和噴霧扇形大小的場景， 霧化和扇形電磁閥選用普通電磁閥。如需動態(tài)調(diào)節(jié)噴漆霧化強 度和噴霧扇形大小時，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)機器人 iSpindle 機器人的推出，不僅進一步豐富了 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，實現(xiàn)了對噴涂機器人的完美替代。

　　泰達(dá)機器人自成立以來，始終堅持以客戶需求為導(dǎo)向，為 客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。未來，泰達(dá)機器人將繼續(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 推動智能制造領(lǐng)域發(fā)展貢獻(xiàn)力量。