本刊記者：鴻嬴 葉兮 鐘昌亮 羅一
人類的演變長河中，凡是對工作強度大，對人體健康有損害的工種最終都會被高科技設備所替代。噴涂，正是這樣一個由機器人替代人工的例子。1969年，挪威一家公司最先嘗試開發(fā)，經(jīng)過數(shù)十年的進步，目前技術(shù)已經(jīng)相當成熟，并且在汽車、手機、五金衛(wèi)浴等行業(yè)應用廣泛。
噴涂機器人的利好
噴涂作業(yè)生產(chǎn)效率高，適用于手工作業(yè)及工業(yè)自動化生產(chǎn)，應用范圍廣主要有五金、塑膠、家私、軍工、船舶等領域，是現(xiàn)今應用最普遍的一種涂裝方式；噴涂作業(yè)需要環(huán)境要求有百萬級到百級的無塵車間，噴涂設備有噴槍，噴漆室，供漆室，固化爐/烘干爐，噴涂工件輸送作業(yè)設備，消霧及廢水，廢氣處理設備等。
噴涂中的主要問題是高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑，既污染環(huán)境，不利于人體健康，又浪費涂料，造成經(jīng)濟損失。因此，噴涂機器人應運而生。
噴涂機器人又叫噴漆機器人（spray painting robot）， 是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業(yè)機器人。噴涂機器人具備四大優(yōu)點，其一是柔性大。工作范圍大大；其二是提高噴涂質(zhì)量和材料使用率；其三是易于操作和維護，可離線編程，大大的縮短現(xiàn)場調(diào)試時間；其四是設備利用率高，利用率可達90%-95%。
噴涂機器人的大量運用極大地解放了在危險環(huán)境下工作的勞動力，也極大提高了汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)效率，并帶來穩(wěn)定的噴涂質(zhì)量，降低成品返修率，同時提高了油漆利用率，減少廢油漆、廢溶劑的排放，有助于構(gòu)建環(huán)保的綠色工廠。
噴涂機器人構(gòu)成
噴涂機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統(tǒng)組成。較先進的噴涂機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)表面。
目前國際市場上供應的噴涂機器人大致可分為以下幾類：按是否具有沿著車身輸送鏈運行方向水平移動的功能，分為帶軌道式和固定安裝式機器人；按安裝位置的不同，分為落地式和懸臂式機器人。落地式機器人具有易于維護清潔的優(yōu)點。帶軌道式機器人則具有工作范圍相對較大的優(yōu)點。而懸臂式機器人則可減少噴房寬度尺寸，達到減少能耗的作用。
噴涂機器人一般由8大部分組成，機器人主體（即機座、臂部、腕部和終端執(zhí)行機構(gòu)，是一個帶有旋轉(zhuǎn)連接和AC伺服電機的6軸或7軸聯(lián)動的一系列的機械連接，使用輪系和RV型減速器）、機器人控制器（按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，控制單臺機器人設備運動軌跡的裝置）、系統(tǒng)操作控制臺（主要功能是集成整個噴房硬件，實現(xiàn)系統(tǒng)自動化功能，包含系統(tǒng)所有與管理噴涂機器人活動相關的硬件及整合到每個噴房的相關硬件）、工藝控制柜（在電信號與潛在的揮發(fā)性油漆和溶劑間的相對安全接口，將電信號轉(zhuǎn)換為氣動信號）、車型檢測系統(tǒng)（根據(jù)不同的生產(chǎn)現(xiàn)場及所生產(chǎn)的車型間的差異程度，通過PLC程序來設置不同的位置為檢測位置，并調(diào)整好光電開關的安裝位置）、設置一個安全的、隔離的生產(chǎn)區(qū)域（通?？煞謩e在機器人自動噴涂區(qū)域的入口和出口處分別安裝一對安全光柵，防止發(fā)生人身傷亡及損壞設備的事故）、車身直線跟蹤系統(tǒng)（運用于整車自動噴涂線的機器人，為了提高生產(chǎn)節(jié)拍，在噴涂作業(yè)過程中車身一直跟隨輸送鏈按照設定速度前進，而不會脫離輸送鏈固定在某處供機器人噴涂作業(yè)）、電源分配柜（分電配源）。
噴涂機器人本體對比
從本體廠商角度講，目前噴涂機器人市場使用較為廣泛的仍然是國外企業(yè)，歐美和日系企業(yè)把握著絕對的市場話語權(quán)，主要包括瑞士ABB、史陶比爾、德國庫卡、日本發(fā)那科、安川、川崎、意大利柯馬等企業(yè)。
各家企業(yè)的噴涂技術(shù)各有所長，但綜合系統(tǒng)集成商及客戶體驗角度，無論是價格還是系統(tǒng)設計及性能，他們之間也存在著一定的差別（見下表）。
噴涂市場的可期性發(fā)展
不同的涂裝機器人由于各關節(jié)自由度及臂長等參數(shù)的限制，對能觸及噴涂的有效尺寸有所差異。在汽車涂裝工藝中，噴涂機器人的應用越來越廣泛，其顯著的優(yōu)點是可以同時在同一生產(chǎn)線上混線生產(chǎn)多種車型，提升了涂裝的自動化程度及生產(chǎn)效率。市面上的涂裝機器人質(zhì)量好壞不一，選擇高質(zhì)量的涂裝機器人能夠更好的開展涂裝工作。
對于汽車制造商而言，高精的機器人技術(shù)并非他們所需要，反而給制造工廠日后的生產(chǎn)運行帶來極大困擾。比如維修人員的培養(yǎng)、工藝更新的支持以及備品備件的庫存等。因此，簡潔而不簡單，易于學習掌握，穩(wěn)定有效，運行維護成本相對較低的設備，才是用戶所需。另外，車身噴涂的質(zhì)量很大程度上取決于油漆特性，因此，如何根據(jù)不同的油漆特性和車身形狀合理地設計噴涂軌跡，達到更好的噴涂質(zhì)量，也是一門很值得深究的課題。
本期專題，我們采訪了多家噴涂機器人企業(yè)（以下排名不分先后），在此表示感謝！
遠榮機器人自動化設備有限公司總經(jīng)理 黃海榮
深圳市泰達機器人有限公司總經(jīng)理 陳大立
柳溪機器人有限公司總經(jīng)理 熊建林
深圳市榮德機器人科技有限公司副總經(jīng)理 馬德斌
東莞普洛匯森自動化科技有限公司總經(jīng)理 李宗保
常州孟騰智能裝備有限公司總經(jīng)理 俞丁山
中山市信順自動化設備有限公司經(jīng)理 周順杰
