2021年4月20日，埃夫特旗下“噴涂專家，希美埃”科研成果“高鐵表面處理智能噴涂機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)”榮獲安徽省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。 “噴涂專家，希美埃”研發(fā)用于高鐵表面處理的智能噴涂機(jī)器人以及智能噴涂成套解決方案，初心源于滿足國家戰(zhàn)略需要和高鐵行業(yè)燈塔客戶實(shí)際需求。
中國擁有世界上最現(xiàn)代化的鐵路網(wǎng)和最發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng)，截止2019年年底，中國鐵路營業(yè)里程達(dá)到13.9萬公里以上，其中高鐵3.5萬公里，居世界第一。中國已經(jīng)成為世界上高鐵里程最長、運(yùn)輸密度最高、成網(wǎng)運(yùn)營場景最復(fù)雜的國家，中國高鐵從無到有、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(dú)特而靚麗的“名片”。
高鐵靚麗的外觀離不開先進(jìn)的噴涂工藝，目前一些高鐵車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)量不佳等問題。近年來部分高鐵龍頭企業(yè)開始導(dǎo)入噴涂機(jī)器人，部分實(shí)現(xiàn)對(duì)高鐵車身的自動(dòng)化噴漆作業(yè)，但噴涂機(jī)器人及其周邊設(shè)備均為國外品牌，國產(chǎn)噴涂機(jī)器人在高鐵領(lǐng)域應(yīng)用仍為空白。
為了打破國外噴涂機(jī)器人對(duì)高鐵行業(yè)的壟斷，同時(shí)解決高鐵白車身制造過程中、特別是噴涂過程中遇到的痛點(diǎn)和堵點(diǎn)，埃夫特以及旗下“噴涂專家，希美埃”潛心研發(fā)，攻克了噴涂機(jī)器人中空手腕技術(shù)、機(jī)器人防爆技術(shù)、離線編程技術(shù)和大型復(fù)雜曲面構(gòu)件機(jī)器人噴涂集成等關(guān)鍵技術(shù)，研制出基于GR6150HW噴涂機(jī)器人的高鐵白車身智能噴涂成套解決方案，實(shí)現(xiàn)了在軌道交通領(lǐng)域部分龍頭企業(yè)的成功應(yīng)用。
為高鐵智能噴涂而生的GR6150HW噴涂機(jī)器人
為了適應(yīng)高鐵苛刻、高品質(zhì)噴涂要求，保證噴涂軌跡順滑和流暢，埃夫特正向開發(fā)了GR6150HW型噴涂機(jī)器人。該機(jī)器人采用中空手腕結(jié)構(gòu)，避免噴涂運(yùn)動(dòng)過程中油漆管路纏繞及油漆污染。機(jī)械本體采用正壓型防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具備I類區(qū)域防爆等級(jí)，并獲得中國PCEC和歐盟ATEX雙重防爆認(rèn)證。
GR6150HW末端負(fù)載15kg，可裝配噴槍或旋杯等不同噴具，工作范圍可達(dá)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(jī)器人已經(jīng)推廣應(yīng)用于軌道交通、集裝箱、汽車零部件等眾多細(xì)分行業(yè)燈塔客戶，并在2019年和國外品牌競爭中順利贏下意大利FCA汽車的訂單，成功應(yīng)用于豪華汽車瑪莎拉蒂白車身的噴涂。
深度優(yōu)化噴涂工藝的高鐵智能噴涂成套解決方案
為確保高鐵白車身高品質(zhì)噴涂要求，高鐵噴涂生產(chǎn)線要以GR6150HW噴涂機(jī)器人為核心，綜合考慮系統(tǒng)安全防爆設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)、柔性化設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)和智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人噴涂工藝靈活控制和實(shí)時(shí)調(diào)整，并對(duì)工藝進(jìn)行深度優(yōu)化，形成高鐵白車身智能噴涂成套解決方案。
安全防爆設(shè)計(jì)：高鐵噴漆室均為爆炸危險(xiǎn)1類區(qū)域，根據(jù)國標(biāo)要求，需要綜合考慮機(jī)器人、機(jī)器人軌道、傳感器、調(diào)漆間供漆設(shè)備等子系統(tǒng)的防爆設(shè)計(jì)。
可靠性設(shè)計(jì)：從設(shè)備選型、流程優(yōu)化、工藝節(jié)拍、設(shè)備防護(hù)、系統(tǒng)安全等方面優(yōu)化系統(tǒng)工藝流程，提高系統(tǒng)的可用性、綜合成本優(yōu)勢(shì)，增效降本。
經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)：機(jī)器人噴涂區(qū)域和供風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)鎖，供風(fēng)、排風(fēng)風(fēng)機(jī)根據(jù)相應(yīng)噴涂位置獨(dú)立啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。需要設(shè)計(jì)移動(dòng)式供漆系統(tǒng)，減少油漆換色清洗消耗，提高油漆利用率。
柔性化設(shè)計(jì)：高鐵、城鐵、地鐵的外形尺寸差異較大，需要通過可達(dá)性驗(yàn)證，兼容各種車型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)柔性化設(shè)計(jì)。
冗余設(shè)計(jì)：綜合考慮部件異常造成的系統(tǒng)降級(jí)使用，提高整個(gè)系統(tǒng)的可用性。
智能化設(shè)計(jì)：通過機(jī)器人控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線等方式，組建智能、靈活和可靠的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)數(shù)字化和監(jiān)控信息化。
GR6150HW噴涂機(jī)器人在高鐵領(lǐng)域的智能噴涂創(chuàng)新
GR6150HW噴涂機(jī)器人和高鐵白車身智能噴涂成套解決方案在三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新：
1、 防碰撞檢測與軌跡偏移系統(tǒng)開發(fā)：通過測距傳感器測量車身在噴房內(nèi)的相對(duì)位置，噴涂系統(tǒng)對(duì)比原有軌跡模型的位置，在機(jī)器人噴涂安全可達(dá)范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)器人及7、8軸聯(lián)動(dòng)的軌跡偏移，當(dāng)偏移超出時(shí)系統(tǒng)報(bào)警。
2、 移動(dòng)式供漆平臺(tái)開發(fā)：考慮高鐵車身生產(chǎn)的特殊需求，若采用集中供漆管路過長，換色及運(yùn)行成本較高，為此創(chuàng)新開發(fā)了移動(dòng)式供漆平臺(tái)，供漆管路短、響應(yīng)快，更加適合于高鐵車身小批量多品種的生產(chǎn)特點(diǎn)。
3、 集散控制及生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)：考慮高鐵噴涂的特殊需求，噴涂關(guān)鍵參數(shù)如霧化、扇形、流量等控制比例閥安裝更加靠近噴槍，響應(yīng)速度更快，設(shè)計(jì)集中控制操作平臺(tái)及HMI界面使操作更加簡便。
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