玻纖噴涂技術起源于上個世紀八十年代的北美。該技術是將使用特殊工藝制造加工的超細玻纖與特有粘結劑經專用設備高速噴出，在噴頭端口充分混合，以一定的壓力均勻噴涂在基體表面。在衛浴行業，衛浴產品正是需要玻纖來增強產品的強度，提高產品的良品率。因此，玻纖的噴涂技術應用在了衛浴產品的生產過程中。起初，玻纖均采用人工噴涂的方式，但由于玻纖噴涂的工作環境惡劣，同時也由于產品產量的需求，采用機器人的自動化的玻纖噴涂技術越顯重要。 　　在此背景下，上海發那科機器人有限公司（以下簡稱：SFR）開發出了機器人自動化玻纖噴涂系統。同時，FANUC機器人也為玻纖噴涂推出了AccuChop閉環控制功能，可實現高精度的玻纖噴涂，并已在科勒全球投入使用。 　　AccuChop 閉環控制功能 　　FANUC 的AccuChop閉環控制功能是針對玻纖鋪敷應用的一套過程控制功能，具有 樹脂和玻纖輸送速度控制及顯示功能，以及各種報警功能。AccuChop專門為膠衣樹脂（樹脂及催化劑）和短切玻纖（樹脂、催化劑及玻纖）應用設計。無論是樹脂流量還是玻纖進料，都會在開環或閉環控制下運行。該系統所具備的功能還能處理錯誤恢復事件，不需PLC 控制就能涂裝部件。 　　AccuChop閉環控制功能的優點 　　用于樹脂和短切玻璃的閉環流體控制系統具備以下功能和優點： 　　產品質量提高。材料構造更為堅固。運行費用降低。由于流速控制更為嚴格，樹脂用量減少。廢料處理成本降低。由于首次制成質量提高，最終產品返工率降低。對破損玻纖來料的監控和缺陷修復功能。材料用量監控功能。催化劑流量監控功能。 樹脂和玻纖馬達的分別觸發功能。對于由溫度變化引起的粘度變化，具有自動流量修正功能。對于因輸送管路堵塞或損壞造成的不合規格狀況，會發出報警，從而提供快速修正的機會。流量超差報警功能。通過快速反應自適應控制方法，實現自動連續校準功能。在校準過程中能自動確定設備特性。評估真實的部件成本和產量。 　　AccuChop閉環控制功能的系統示意圖如圖1所示。 　　AccuChop 功能參數設定在機器人的示教器上即可一次性設置完成，如圖2所示，機器人設置監控的內容包括： 　　圖2 AccuChop 功能示教器參數設置界面 　　◆ 系統監控功能。 　　◆ 能快速反饋涂敷于部件的材料用量。 　　◆ 系統內玻纖進料和催化劑流量狀態。 　　◆ 設定準確的目標重量。 　　機器人在實際的玻纖噴涂過程中就會依據這些標定的玻纖進料值、樹脂以及催化劑的流量值進行實時反饋，從而保證在噴涂過程中玻纖和樹脂、催化劑的混合配比是精準無誤的。 　　與此同時，機器人在工作狀態下，機器人的示教器也可以顯示機器人工作的時間，包括機器人噴涂時間和機器人噴涂單獨一個工件所需的節拍時間，如圖3所示，這些信息可以更好的提示使用者機器人當前的工作產能，給使用者帶來更多的便利。 　　AccuChop 閉環控制功能的運行方式 　　樹脂的流量控制：AccuChop 樹脂控制環路能從I/P 轉換器（從電流到壓力）向泵用氣動馬達發出氣動信號。樹脂流量通過質量流量計測量，并將信號發送到機器人控制器。在此進行流速計算，并將修正后的閉環控制信號發送到I/P 轉換器， 然后由I/P 轉換器修正供給到樹脂泵的氣壓。具有自主知識產權的閉環控制功能會記住所需要的命令值，使軟件能在最短的時間內達到設定點的流量。 　　圖3 機器人時間顯示界面 　　玻纖的流量控制：AccuChop玻璃控制環路能從I/P轉換器（從電流到壓力）向氣動馬達發出氣動信號。玻纖用量的測量，可通過傳感器改造套件讀取馬達轉速（RPM）實現。該信號被發送到機器人控制器。在此進行玻璃用量計算，并將修正后的閉環控制信號發送到I/P轉換器，然后由I/P變換器修正供給到短切機馬達的氣壓。具有自主知識產權的閉環控制功能會記住所需要的命令值，使軟件能在最短的時間內達到設定點的流量。 　　機器人玻纖噴涂系統介紹 　　機器人玻纖噴涂系統主要包括了一下幾個部分：機器人本體及機器人控制柜、玻纖檢測設備、玻纖噴涂設備。 　　機器人本體及機器人控制柜的設備 　　SFR為玻纖自動噴涂系統配備的是專業的防爆機器人P-250iB/15，如圖4所示。 　　圖4 FANUC 的P-250iB/15 噴涂機器人 　　P-250iB/15是FANUC 公司第12代噴涂機器人，是專門為高精密的噴涂工具而設計。 　　空氣凈化系統和本質安全構造，使P-250iB/15機器人完全可以在危險的環境中工作。機器人控制器符合FM和CE Classes I、II & III、Division I,Groups C、D、E、F & G 安全標準。 　　內置功能方便操作人員通過噴涂指令和菜單指令輕松的進行示教和編程。 　　P-250iB/15在處理工藝上提供廣泛的優勢能夠最優化系統性能，包括：中空的手腕和貫穿的手臂軟管提供一個干凈的操作環境；Collision Guard監控并防止意外的碰撞干涉，降低機器和操作者帶來的損傷和最大化機器工作時間；最大水平距離達到2800mm，噴涂運動速度可達每秒1500mm；專利凈化系統允許在危險環境下操作運行，包括Class I和II，區域I和組C、D、E、F和G；機器先進的動作軟件提供恒定的速度，能夠改善涂層具有更好的一致性和外觀。 　　玻纖檢測設備 　　在實際的玻纖噴涂過程中，玻纖供給設備最大的問題就是玻纖斷絲。如果玻纖發生斷絲，不向機器人發出斷絲報警，機器人依然默認設備正常繼續工作，無疑會導致樹脂催化劑的浪費等問題。SFR為解決這個問題，獨立開發了玻纖斷絲檢測設備，如圖5所示。 　　圖5 玻纖斷絲檢測裝置 　　這套設備主要工作原理是通過麥克風檢測玻纖高速移動時發出的聲音。如果玻纖發生斷絲，麥克風就檢測不到玻纖移動的聲音，便隨即發出斷絲報警信號，機器人便立即停止工作。同時也會向使用者發出報警，提醒使用者重新提供玻纖，從而恢復設備繼續工作。 　　玻纖噴涂設備 　　使玻纖涂敷在工件表面，需要讓玻纖、樹脂和催化劑在噴出后進行充分混合。由SFR設計的玻纖噴涂設備如圖6所示。 　　圖6 玻纖噴涂設備 　　空氣馬達安裝在前端可實現玻纖的切斷。同時，會由編碼器向機器人實時反饋空氣馬達的轉速，機器人可以根據這個轉速值實時調整樹脂的流量，從而實現閉環的精確控制。 　　總結 　　AccuChop閉環控制功能是專為玻纖或者類似材料噴涂開發的系統軟件，其目的在于可以使機器人工作的更精準、更智能。 　　SFR巧妙的將FANUC獨創的AccuChop閉環控制功能和自身研發的玻纖檢測設備以及玻纖噴涂設備相結合，為科勒提供了玻纖自動化噴涂解決方案，不僅改善了工作環境，節約了人工成本，而且極大的提高了材料的使用效率，并得到了客戶的高度認可。 更多信息請關注復材網 www.cnfrp.com