2021年4月20日,埃夫特旗下“噴涂專(zhuān)家,希美埃”科研成果“高鐵表面處理智能?chē)娡繖C器人系統研發(fā)”榮獲安徽省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎三等獎。 “噴涂專(zhuān)家,希美埃”研發(fā)用于高鐵表面處理的智能?chē)娡繖C器人以及智能?chē)娡砍商捉鉀Q方案,初心源于滿(mǎn)足國家戰略需要和高鐵行業(yè)燈塔客戶(hù)實(shí)際需求。

中國擁有世界上最現代化的鐵路網(wǎng)和最發(fā)達的高鐵網(wǎng),截止2019年年底,中國鐵路營(yíng)業(yè)里程達到13.9萬(wàn)公里以上,其中高鐵3.5萬(wàn)公里,居世界第一。中國已經(jīng)成為世界上高鐵里程最長(cháng)、運輸密度最高、成網(wǎng)運營(yíng)場(chǎng)景最復雜的國家,中國高鐵從無(wú)到有、從有到優(yōu),已經(jīng)成為中國發(fā)展、中國成就、中國價(jià)值的一張獨特而靚麗的“名片”。
高鐵靚麗的外觀(guān)離不開(kāi)先進(jìn)的噴涂工藝,目前一些高鐵車(chē)體及零部件仍采用人工噴涂的方式,存在作業(yè)環(huán)境惡劣、噴涂效率不高、漆膜厚度不均勻和油漆表面質(zhì)量不佳等問(wèn)題。近年來(lái)部分高鐵龍頭企業(yè)開(kāi)始導入噴涂機器人,部分實(shí)現對高鐵車(chē)身的自動(dòng)化噴漆作業(yè),但噴涂機器人及其周邊設備均為國外品牌,國產(chǎn)噴涂機器人在高鐵領(lǐng)域應用仍為空白。
為了打破國外噴涂機器人對高鐵行業(yè)的壟斷,同時(shí)解決高鐵白車(chē)身制造過(guò)程中、特別是噴涂過(guò)程中遇到的痛點(diǎn)和堵點(diǎn),埃夫特以及旗下“噴涂專(zhuān)家,希美埃”潛心研發(fā),攻克了噴涂機器人中空手腕技術(shù)、機器人防爆技術(shù)、離線(xiàn)編程技術(shù)和大型復雜曲面構件機器人噴涂集成等關(guān)鍵技術(shù),研制出基于GR6150HW噴涂機器人的高鐵白車(chē)身智能?chē)娡砍商捉鉀Q方案,實(shí)現了在軌道交通領(lǐng)域部分龍頭企業(yè)的成功應用。

為高鐵智能?chē)娡慷腉R6150HW噴涂機器人
為了適應高鐵苛刻、高品質(zhì)噴涂要求,保證噴涂軌跡順滑和流暢,埃夫特正向開(kāi)發(fā)了GR6150HW型噴涂機器人。該機器人采用中空手腕結構,避免噴涂運動(dòng)過(guò)程中油漆管路纏繞及油漆污染。機械本體采用正壓型防爆結構設計,具備I類(lèi)區域防爆等級,并獲得中國PCEC和歐盟ATEX雙重防爆認證。
GR6150HW末端負載15kg,可裝配噴槍或旋杯等不同噴具,工作范圍可達2900mm,安裝方式可地裝、倒裝、壁裝,更加適用于高鐵等大型工件的噴涂。
GR6150HW噴涂機器人已經(jīng)推廣應用于軌道交通、集裝箱、汽車(chē)零部件等眾多細分行業(yè)燈塔客戶(hù),并在2019年和國外品牌競爭中順利贏(yíng)下意大利FCA汽車(chē)的訂單,成功應用于豪華汽車(chē)瑪莎拉蒂白車(chē)身的噴涂。


深度優(yōu)化噴涂工藝的高鐵智能?chē)娡砍商捉鉀Q方案
為確保高鐵白車(chē)身高品質(zhì)噴涂要求,高鐵噴涂生產(chǎn)線(xiàn)要以GR6150HW噴涂機器人為核心,綜合考慮系統安全防爆設計、可靠性設計、經(jīng)濟性設計、柔性化設計、冗余設計和智能化設計,實(shí)現機器人噴涂工藝靈活控制和實(shí)時(shí)調整,并對工藝進(jìn)行深度優(yōu)化,形成高鐵白車(chē)身智能?chē)娡砍商捉鉀Q方案。
安全防爆設計:高鐵噴漆室均為爆炸危險1類(lèi)區域,根據國標要求,需要綜合考慮機器人、機器人軌道、傳感器、調漆間供漆設備等子系統的防爆設計。
可靠性設計:從設備選型、流程優(yōu)化、工藝節拍、設備防護、系統安全等方面優(yōu)化系統工藝流程,提高系統的可用性、綜合成本優(yōu)勢,增效降本。
經(jīng)濟性設計:機器人噴涂區域和供風(fēng)系統聯(lián)鎖,供風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機根據相應噴涂位置獨立啟動(dòng),實(shí)現節能環(huán)保。需要設計移動(dòng)式供漆系統,減少油漆換色清洗消耗,提高油漆利用率。
柔性化設計:高鐵、城鐵、地鐵的外形尺寸差異較大,需要通過(guò)可達性驗證,兼容各種車(chē)型,實(shí)現系統柔性化設計。
冗余設計:綜合考慮部件異常造成的系統降級使用,提高整個(gè)系統的可用性。
智能化設計:通過(guò)機器人控制系統、PLC控制系統、計算機控制系統和現場(chǎng)總線(xiàn)等方式,組建智能、靈活和可靠的控制系統,實(shí)現系統參數數字化和監控信息化。

GR6150HW噴涂機器人在高鐵領(lǐng)域的智能?chē)娡縿?chuàng )新
GR6150HW噴涂機器人和高鐵白車(chē)身智能?chē)娡砍商捉鉀Q方案在三個(gè)方面實(shí)現了技術(shù)創(chuàng )新:
1、 防碰撞檢測與軌跡偏移系統開(kāi)發(fā):通過(guò)測距傳感器測量車(chē)身在噴房?jì)鹊南鄬ξ恢?,噴涂系統對比原有軌跡模型的位置,在機器人噴涂安全可達范圍內進(jìn)行機器人及7、8軸聯(lián)動(dòng)的軌跡偏移,當偏移超出時(shí)系統報警。
2、 移動(dòng)式供漆平臺開(kāi)發(fā):考慮高鐵車(chē)身生產(chǎn)的特殊需求,若采用集中供漆管路過(guò)長(cháng),換色及運行成本較高,為此創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了移動(dòng)式供漆平臺,供漆管路短、響應快,更加適合于高鐵車(chē)身小批量多品種的生產(chǎn)特點(diǎn)。
3、 集散控制及生產(chǎn)數據管理系統開(kāi)發(fā):考慮高鐵噴涂的特殊需求,噴涂關(guān)鍵參數如霧化、扇形、流量等控制比例閥安裝更加靠近噴槍?zhuān)憫俣雀?,設計集中控制操作平臺及HMI界面使操作更加簡(jiǎn)便。