发动机涂装线智能化升级改造项目的策划与实施

满足工件最大外形 尺寸和喷涂最大面 积为5 m²的要求， 工件运输方式为空
中积放链
பைடு நூலகம்外形尺寸 输送方式
工艺布局
最终选择 GR6150HW
机器人
机器人的柔性化、 可扩展能力、性价
比等因素
性价比等
产品因素
具备离线编程与点对点 编程的双重功能，可实
现快速换产
该机器人是一款 6 轴机器人，配 置大孔径中控手 腕和 2 个齿轮泵 驱动电机，可使 喷涂管路的走线 和布线更加方便
工作业过程舒适性；
作业量
C
喷涂作业量大，劳 动强度高，生产线
自动化程度低
有害物质接触
D
油漆中的有害物质 可能造成职业病；
2) 升级改造方案的策划（1/6）
2.1.方案设计
每年250个工作日，
工件最大重量
每日每班工作8 h
1200 kg/件，喷
漆最大面积5m²
6000 mm(l)× 5500 mm(w) ×
工作时间
4000 mm (h)
工件最大重量
1500 mm(l)× 1000 mm(w) × 1200 mm(h) ； 生产节拍4 min/台；
工件外形尺寸
油漆(主管循环的涂
料供应)、固化剂 (盲端不循环)和溶 剂(主管循环的溶剂 供应)输送压力均为
4 ~ 6 bar；
自动段净尺寸
输调漆系统
综合设计输入
2.5. 方案布局 为了验证GR6150HW机器人能否按照喷涂轨迹在喷漆室内正常作业， 通过三维数模离线仿真软件进行模拟，将机器人在喷漆室内的相对位置、 全系列发动机总成数模和相关喷涂工艺参数导入后，对机器人的喷涂轨 迹进行编辑和模拟，确定机器人的合理安装位置。
机器人仿真模拟效果图
2 ) 升级改造方案的策划（6/6）
发动机涂装线智能化升级改造 项目的策划与实施
目录
ontents
01 前言 02 方案策划 03 方案实施 04 效果评价 05 结语
言
在全面贯彻党的十八大会议精神、加快新一代信
息技术与制造业的深度融合和推进机械行业生产设备 的智能化改造的背景下，我公司对发动机总成涂装生 产线进行了智能化升级改造。
实施
3) 方案实施(1/4)
3.1.任务分解
项目内容介绍
机器人系统(含机器人本体、
机器人支撑底座、机器人控制器 等)安装施工；
01
操作控制台、齿轮泵、
换色阀、自动空气喷枪及 管路安装施工；
02
工件识别系统、电气控
03
制系统、安全防护、检测设
备等安装；
联机调试(上位机系统、
06
输送系统、消防系统、安全 联锁等)
2 ) 升级改造方案的策划（7/7）
2.7. 智能喷涂信息化系统
发动机智能喷涂信息化系统是一套符合安全可靠、绿色环保、智能化、节能、高效、经济等要求的完整的喷涂 控制管理系统，该系统能够按节拍完成喷涂所必须的全部工艺过程，具备沿喷漆室输送链前进方向工件自动检测和 识别能力，并实现工件到位机器人跟踪、积放链运行随动喷涂的功能。系统能够与积放链、设备供排风系统、防火 系统及清洗系统等相互联锁，可完成各种工况异常的互锁互连。能够将所需的信息化数据上传给公司已有的MES(生 产信息化管理系统 )系统，并提供所需的信息化数据及接口，如设备状态信息、生产的零部件信息、油漆用量信息、 生产节拍等以及实现订单下达和管理等功能。
2 ) 升级改造方案的策划（3/6）
2.3. GR6150HW喷涂机器人基本性能参数
性能参数
旋转范围/(°)
J
1
±120
v(瞬时)/(°/s)
120
手腕最大负载 /kg
驱动方式
脉冲编码器
rmax(工作)/mm m(本体)/kg
重复定位精度
θ/°C
防爆功能 P(压缩空气
)/MPa
控制轴
J2
J3
J4
±55
2 ) 升级改造方案的策划（2/6）
2.2.机器人选型
需满足8L系列、 10L系列和12L 系列发动机共
线喷涂要求
混线生产
原有涂装线设计布局预留有机器人 自动喷涂工位及手动补漆工位，根 据套色方案要求，需要对发动机的 4个面进行喷涂。因喷漆室空间尺 寸限制，需要考虑喷漆室空间能否
满足机器人的喷涂轨迹范围。
在发动机的生产过程中，喷漆是一种很重要的发 动机防腐蚀措施。 现有工艺劣势： ●上漆率低：仅20%~30% ●职业健康：毒性大、气味刺激，对人体有害 ●安全环保：易燃易爆
智能化
划
1 ) 人工喷涂现状
温度
A
施工环境温度高， 作业过程中，操作
人员出汗多；
职业病防护
B
连体服、防毒面具 等防护用品影响员
单机调试(工件信息录
05 入、喷涂轨迹制作等)
04
自动配比系统及喷涂设备器
具、周边工艺设备等安装、调
整
3)
方案实施（2/4）
3.2.“老线”改造安全预案
安全预案详细规定以下内容，确保项目施工安全： 1、施工内容； 2、现场人员配置、责任落实到人； 3、施工安全措施（动火、高空作业等）； 4、应急措施 ①、现场配备一台消防车待命； ②、现场配备有效的移动式干粉灭火器，保证每个动火点有足够的移动式的灭火器材； ③、现场的所有消防栓、消防水带可以有效使用； ④、车间东大门（1号门）、北大门（19号门）在施工时要畅通无阻，车间北侧的窗户在 施工作业时处于打开状态（雨天时视实际情况而定）； ⑤、技改施工时，每个区域要配备不低于4名技改期间临时组建的装备齐全的专职安全小 组； ⑥、保证各区有足够数量的巡查专职安全员外，做到每个动火点都有装备齐全的至少3个 专职安全员在该动火点待命（2人拿石棉布、1人拿灭火器）； ⑦、 所有参战的技改厂家和参战人员均要进行实战演习和培训。
2.6. 发动机的识别
由于发动机涂装作业在整机磨合及检测实验之后，且型号较多，发动机进入涂装线后无法保证 订单顺序，容易造成多种型号的产品混线生产，因此，机器人在喷涂作业前必须知道当前发动机的 总成型号，并确定发动机的颜色、喷涂轨迹等信息，以免造成喷涂机器人手臂撞击工件、误喷等情 况。我公司机器人喷涂系统将发动机二维码等信息与吊具载码体（RFID）进行绑定，喷涂前通过读 取吊具RFID进行发动机型号的识别，并将信息传递给机器人进行自动喷涂。
50 ~ -60
±360
J5
±360
120
120
540
540
5 AC伺服驱动 绝对脉冲编码器
2 174 450 ±1mm 5 ~ 40 ATEX认证 最少0.8
J6
±360
540
附加轴
J7
J8
2 ) 升级改造方案的策划（4/6）
2.4. 系统流程图及平面布置图
系统流程图
系统平面布置图
2 ) 升级改造方案的策划（5/6）