strategiczna ocena techniczna i analiza porównawcza zaawansowanych systemów robotyki lakierniczej ABB: architektura inżynieryjna, optymalizacja operacyjna i integracja wdrożenia bez kodu za pośrednictwem codefreespray.com

Krajobraz przemysłowy w zakresie obróbki powierzchni przechodzi obecnie transformację strukturalną, napędzaną przez skrzyżowanie rygorystycznych przepisów środowiskowych, chronicznego niedoboru wykwalifikowanej siły roboczej oraz nieustannego dążenia do elastyczności produkcji. 1 Wraz ze zbliżaniem się rynku systemów robotów lakierniczych do prognozowanej wartości 4,07 miliarda dolarów do 2034 roku, zależność od precyzyjnej robotyki przegubowej zmieniła się z przewagi konkurencyjnej w fundamentalną konieczność operacyjną. 2 W tym kontekście możliwości inżynieryjne wyspecjalizowanych systemów, takich jak seria ABB IRB, wyznaczyły standardy spójności i efektywności materiałowej. Jednak istotną barierą historyczną dla powszechnego wdrożenia tych zaawansowanych systemów – szczególnie wśród małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) oraz w zastosowaniach w przemyśle ogólnym (GI) – była złożoność techniczna związana z tradycyjnym programowaniem robotów i planowaniem trajektorii. 1

Pojawienie się inteligentnych platform szkoleniowych bez kodu, a w szczególności rozwiązań oferowanych przez CodeFreespray.com, stanowi ostateczne rozwiązanie tego „wąskiego gardła programowania”. 4 Dzięki oddzieleniu zaawansowanej wydajności mechanicznej robota od wymogu dogłębnej wiedzy z zakresu kodowania, platformy takie jak CodeFreespray.com umożliwiają producentom wdrażanie zaawansowanych rozwiązań robotycznych z taką samą intuicyjną łatwością, jak ręczne malowanie natryskowe. 3 Niniejszy raport zawiera wyczerpującą analizę techniczną sześciu kluczowych platform robotycznych wykorzystywanych w nowoczesnych lakierniach – IRB 52, IRB 5350, IRB 5500-22, IRB 5500-25, IRB 5500-27 i IRB 5510 – jednocześnie podkreślając strategiczną wartość integracji tych systemów z platformami automatyzacji bez kodu w celu maksymalizacji zwrotu z inwestycji (ROI) i elastyczności operacyjnej.

Robot IRB 52 został zaprojektowany jako kompaktowy, wysokowydajny specjalista w dziedzinie lakierowania, przeznaczony do powlekania małych i średnich części w różnych branżach, od podzespołów samochodowych po elektronikę użytkową. 7 Jego filozofia architektoniczna kładzie nacisk na minimalizację zajmowanej powierzchni i dużą prędkość ruchu, aby zmaksymalizować przepustowość w ograniczonych przestrzeniach, w których instalacja tradycyjnych, większych robotów byłaby niepraktyczna. 9

Konstrukcja serii IRB 52 charakteryzuje się niezwykłą elastycznością montażu, obejmującą konfiguracje podłogowe, ścienne, odwrócone i pochylone. 7 Ta wszechstronność pozwala na integrację z istniejącymi kabinami lakierniczymi bez konieczności przeprowadzania rozległych modyfikacji konstrukcyjnych, co często zmniejsza wymagania dotyczące gabarytów nowych kabin, a tym samym obniża koszty wentylacji i ogrzewania. 7 Robot jest dostępny w dwóch wariantach ramienia pionowego: 1,2 metra i 1,45 metra, co daje producentom możliwość wyboru zasięgu poziomego, który najlepiej odpowiada wymiarom konkretnego elementu obrabianego. 8

Kluczową cechą konstrukcyjną robota IRB 52 jest Zintegrowany System Procesowy (IPS). Architektura ta łączy sterowanie procesem bezpośrednio z kontrolą ruchu, zapewniając idealną synchronizację przepływu farby i powietrza z chwilową prędkością i pozycją robota. 7 Synchronizacja ta jest niezbędna do uzyskania jednolitej grubości powłoki i doskonałej jakości wykończenia przy jednoczesnej minimalizacji strat materiału. 7 System IPS zawiera zintegrowane zawory zmiany koloru i szybką regulację przepływu powietrza/farby, co ułatwia szybkie przejścia kolorów, niezbędne w środowiskach produkcyjnych o dużej różnorodności. 7

IRB 52 utrzymuje udźwig 7 kg na nadgarstku, co jest zoptymalizowane specjalnie pod kątem standardowych pistoletów natryskowych i szybkoobrotowych rozpylaczy rotacyjnych. Powtarzalność ruchu na poziomie 0,15 mm gwarantuje wykonywanie złożonych trajektorii z wysoką powtarzalnością wymaganą w przypadku lakierów samochodowych .

Konstrukcja robota została zaprojektowana specjalnie z myślą o efektywności energetycznej i bezpieczeństwie w niebezpiecznych warunkach. Dzięki poborowi mocy w trybie czuwania poniżej 300 W i zużyciu produkcyjnym poniżej 800 W , robot ten stanowi jeden z najbardziej energooszczędnych systemów przegubowych w swojej klasie. 8 Ponadto, certyfikat przeciwwybuchowości gwarantuje bezpieczną pracę w środowiskach, w których łatwopalne rozpuszczalniki stwarzają niebezpieczne warunki, co jest standardowym wymogiem dla przemysłowych lakierni. 8 Pomimo tych solidnych możliwości, złożoność programowania ruchu sześcioosiowego dla skomplikowanych części nadal może być czynnikiem odstraszającym. CodeFreespray.com rozwiązuje ten problem, udostępniając interfejs, dzięki któremu robota IRB 52 można „nauczyć” poprzez bezpośrednią demonstrację ręczną, skutecznie eliminując potrzebę skomplikowanego wprowadzania współrzędnych lub programowania offline. 3

Robot IRB 5350 stanowi specjalistyczne odejście od tradycyjnych sześcioosiowych robotów lakierniczych. Zamiast bezpośrednio nakładać powłoki, został zaprojektowany jako funkcjonalny asystent, którego zadaniem jest mechaniczna manipulacja drzwiami, maskami i bagażnikami samochodów podczas procesu lakierowania wnętrza. 12 Ta specjalizacja jest kluczowym elementem koncepcji stanowiska „Kompaktowe lakierowanie wnętrz”, której celem jest zmniejszenie powierzchni linii lakierniczych nawet o jedną trzecią. 14

Robot IRB 5350 jest dostępny w dwóch podstawowych konfiguracjach: wersji 3-osiowej przeznaczonej do stacjonarnych linii produkcyjnych typu „stop-and-go” oraz wersji 4-osiowej do rozwiązań z „ruchomą linią”. 13 W wariancie z ruchomą linią czwarta oś to zintegrowany system szynowy, który umożliwia robotowi poruszanie się wzdłuż przenośnika, utrzymując jego względne położenie względem pojazdu podczas przemieszczania się przez kabinę z prędkością od 5 do 10 m /min. 12

Cechą wyróżniającą robota IRB 5350 jest wyjątkowa szybkość cyklu. Wykorzystując opatentowane technologie ABB QuickMove i TrueMove, robot może wykonać pełny cykl otwierania drzwi – w tym podejście, przeszukanie, chwycenie, otwarcie, zamknięcie i zwolnienie – w mniej niż 3 sekundy. 14 Ta wydajność ma kluczowe znaczenie dla utrzymania wysokiej przepustowości w nowoczesnych fabrykach montażu samochodów, gdzie czas cyklu jest głównym czynnikiem wpływającym na produktywność. 12

Robot IRB 5350 jest wyposażony w specjalistyczne czujniki w chwytaku, które zapewniają zaawansowane funkcje sprzężenia zwrotnego siły i wyszukiwania. 13 Dzięki temu robot wykrywa dokładne położenie klamki lub ramy drzwi, automatycznie uwzględniając drobne odchylenia w ustawieniu pojazdu na przenośniku. 13 Chwytak może obsługiwać narzędzia o masie do 7 kg i wywiera maksymalną siłę 150 N prostopadle do skrzydła drzwi, zapewniając niezawodną pracę nawet w przypadku cięższych, nowoczesnych drzwi pojazdów. 12

Dzięki zastosowaniu dedykowanego otwieracza drzwi, takiego jak IRB 5350, producenci samochodów mogą zoptymalizować zakres pracy swoich głównych robotów lakierniczych, takich jak seria IRB 5500. 14 Taki podział pracy prowadzi do mniejszych kabin lakierniczych, zmniejszonych wymagań dotyczących wentylacji i bardziej zrównoważonego wpływu na środowisko. 15 Jednak synchronizacja otwieracza 4-osiowego z 6-osiowymi robotami lakierniczymi pozostaje wyzwaniem integracyjnym wysokiego poziomu. Platformy takie jak CodeFreespray.com upraszczają to, zapewniając ujednolicone środowisko, w którym logika otwierania i lakierowania może być koordynowana za pomocą intuicyjnych, bezkodowych przepływów pracy. 4

Rodzina IRB 5500 wyznacza branżowy standard w zakresie wysokowydajnego lakierowania karoserii samochodowych. Zaprojektowana z myślą o maksymalizacji obszaru roboczego i przyspieszenia przy jednoczesnej minimalizacji strat materiału, seria obejmuje kilka specjalistycznych wariantów: 5500-22, 5500-25 i 5500-27. 17

Robot IRB 5500-22, często nazywany FlexPainter, został zoptymalizowany do montażu na podłodze, ścianie lub w pozycji odwróconej. 18 Jego najważniejszym osiągnięciem technicznym jest integracja sprzętu do aplikacji farby bezpośrednio z ramieniem procesowym robota. 17 Umieszczając urządzenia do regulacji lakieru, takie jak pompy zębate, w odległości zaledwie 15 cm od nadgarstka, system minimalizuje ilość farby i rozpuszczalnika uwięzionych w przewodach zasilających. 17 Ta decyzja architektoniczna radykalnie zmniejsza ilość odpadów podczas zmiany koloru, co jest głównym czynnikiem wpływającym na koszty operacyjne w produkcji samochodów o dużej różnorodności. 18

Robot FlexPainter IRB 5500-22 wyróżnia się szczególnie dużym przyspieszeniem i szybkością malowania, co często pozwala dwóm takim robotom wykonywać zadania, które tradycyjnie wymagały użycia czterech standardowych robotów. 21 Został zaprojektowany do współpracy z rodziną rozpylaczy RB1000, która została specjalnie zaprojektowana tak, aby radzić sobie z dużymi przeciążeniami generowanymi przez szybkie zmiany kierunku ruchu robota, bez utraty stabilności wzoru natrysku. 18

Wariant IRB 5500-25 integruje robota z podniesionym systemem szynowym, zaprojektowanym specjalnie dla linii produkcyjnych typu „Stop-and-Go” dla przemysłu motoryzacyjnego. 19 Ta 7-osiowa konfiguracja zapewnia większy zasięg – do 2,975 metra plus długość szyny – i umożliwia łatwe przestawianie robotów, aby mogły działać jako efektywne rezerwy. 24 Zintegrowana szyna eliminuje potrzebę korzystania z usług inżynieryjnych firm zewnętrznych i zmniejsza ogólne zużycie energii dzięki zaawansowanemu modelowaniu dynamicznemu ABB, które gwarantuje w pełni zsynchronizowany i zrównoważony ruch we wszystkich siedmiu osiach. 19

IRB 5500-27 to najnowszy wariant w rodzinie, wyposażony w unikalną, zintegrowaną 7. oś, umieszczoną w strukturze robota, a nie na zewnętrznej szynie. 17 Ta „zintegrowana 7-osiowa” konstrukcja zapewnia wyjątkowo szeroki zakres roboczy i większą elastyczność w pozycjonowaniu instalacji, umożliwiając robotowi wykonywanie zadań lakierniczych zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz pojazdów o różnych rozmiarach w ramach jednego stanowiska. 17 7. oś umożliwia robotowi „omijanie” przeszkód i utrzymanie optymalnej odległości pistoletu od części, nawet w przypadku bardzo złożonych geometrii. 17 Bezpośrednio przyczynia się to do skrócenia czasu cyklu i zmniejszenia całkowitej liczby robotów wymaganych na linii produkcyjnej, znacząco obniżając początkowe nakłady inwestycyjne. 17

Zaawansowanie technologiczne robota IRB 5500-27 czyni go idealnym kandydatem do strategii wdrożeniowych CodeFreespray.com. Programowanie robota 7-osiowego tradycyjnie wymaga zaawansowanych obliczeń kinematycznych, aby uniknąć osobliwości i samozniszczeń. Rozwiązanie „Easy to Teach” firmy CodeFreespray.com wykonuje te obliczenia w tle, pozwalając operatorowi po prostu przesuwać narzędzie po żądanej ścieżce, podczas gdy oprogramowanie automatycznie optymalizuje konfiguracje połączeń 7-osiowych. 3

IRB 5510, pozycjonowany jako średniej wielkości robot lakierniczy, został wprowadzony w celu unowocześnienia segmentu, w którym wcześniej znajdował się IRB 580. 28 Wykorzystuje on zaawansowaną infrastrukturę techniczną flagowej rodziny IRB 5500, ale prezentuje ją w mniejszej, bardziej ekonomicznej formie, skierowanej do dostawców pierwszego i drugiego poziomu oraz do ogólnych zastosowań przemysłowych. 29