机器人编程软件:机器人热喷涂中的分压器

摘要

机器人自动化的使用为提高生产率和输出质量铺平了道路，同时减少了成本和上市时间。然而，采用离线编程软件使制造商能够从机器人投资中获得最大收益，这是区别之处。

背景

根据Modor情报报告到2020年，全球热喷涂市场的价值略高于980万美元，预计到2026年将增长2%以上。预计这一增长的部分原因是航空航天和石油天然气工业中热喷涂涂料的使用增加。

这两个行业主导热喷涂领域并不令人惊讶。该工艺通常用于通过提高耐磨性、耐腐蚀性或增强其耐热性能来增强组件的性能。通过利用不同的涂层，增加了组件的寿命，并使它们能够更好地承受所暴露的环境和力量。热喷涂涂层不仅作为新部件生产工艺的一部分，而且该工艺也广泛用于修复旧部件。

尽管近年来，航空航天业受到了经济的冲击，但随着商务和休闲旅游的回归，经济反弹，预计商用飞机的需求将会增加。这种反弹正在继续推动航空航天部件的生产，包括热喷涂的需求。

同样，随着COVID-19大流行加速了对新能源的转向，石油和天然气行业正在出现反弹。非常规天然气资源的勘探需要该行业使用的设备的新技术进步，这是增长的驱动力，同时也使其成为一个竞争非常激烈的市场。

随着热喷涂使用的增长预计将持续下去，制造组织正在寻找一种方法来提高组件的质量，降低成本，提高效率，同时缩短上市时间，跟上市场需求。自动化和机器人技术的使用为实现这些目标铺平了道路，然而，采用离线编程软件使制造商能够最大限度地利用他们的机器人投资，这是一个主要的区别。

质量

特别是在石油、天然气和航空航天工业中，部件的质量和精度至关重要。在热喷涂时实现一致的涂层是一个关键要求，根据机器人的编程方式，这可能是一个挑战。

当手动编程机器人时，用户需要在喷枪和零件之间保持一致的距离，确保跨步(两道之间的喷雾重叠量)是一致的，更具有挑战性的是，保持喷枪的角度将消除反弹，这是极难用肉眼做到的。

市场上有机器人编程软件，可以消除手动编程带来的挑战;然而，并不是所有的机器人都能接受特定于过程的参数，并将其应用到生成的机器人程序中。用离线编程软件，比如Robotmaster，用户可以根据零件的CAD模型定义特定于工艺的参数，如沉积速度、流速、台阶、站距和喷涂角度，以在整个组件上一致地实现所需的涂层厚度。智能和强大的编程软件还能够在实际单元中运行程序之前演示过程的模拟。这是一个强大的验证工具，用户可以看到软件预测哪些地方将缺乏覆盖，并可以进行更正。

当涉及到组件一致性时，另一个挑战是来自不同制造地点的成品的可变性。由于不同的机器人程序员，每个位置可能输出不同的涂层质量或表面处理。灵活的机器人编程软件能够采用相同的程序，并根据不同的机器人单元布局进行调整。结果是程序只创建一次，然后与不同的位置共享，在其设施中使用，以实现一致性并减少所需的编程时间。

像McStarlite这样的制造商，为航空航天工业生产一些最大、最复杂的钣金组件，利用离线编程软件解决方案来编程他们的工业机械臂，以实现一致和准确的抛光。

“自动化是我们十多年来一直想做的事情，这需要大量的计划和资本支出，然而，自动化和离线编程软件的使用标准化了成品，一致性，并提高了我们的周期时间。——Saravanan Rajaram，机械工程-质量保证，McStarlite

使用高质量的离线编程软件是一个区别，当涉及到热喷涂实现的质量。可以定义特定于工艺的参数，并将其与零件的CAD模型一起输入到软件中，对工艺进行模拟，以确保实现所需的结果，并生成优化的、无错误的、可运行的机器人代码。

成本

废弃成本、返工成本、机器人停机成本和较长的编程时间是手工编程所带来的一些操作成本，通过采用另一种编程方法可以轻松消除或减少这些成本。

材料成本的增加正在影响所有行业的制造商。这种增长要么会影响收入，因为它降低了销售利润率，要么会导致价格上涨。将材料成本保持在最低水平的额外压力突出了以最小浪费运行生产的重要性。

额外的返工不仅会减慢生产速度，因为需要额外的工艺步骤，而且还需要额外的机器、劳动力工资和消耗品。这是降低成本的另一个机会领域。

机器人停机时间是制造商可能产生的最具影响力的运营成本之一(或者我们应该说缺乏运营)。机器人停机时间是指机器人在可以生产的情况下处于空闲状态的时间。这种情况最常发生在使用teach pendant方法手动编程机器人时。当使用教学挂件对工业机器人进行编程时，要求机器人退出生产并逐点教授程序。这是非常耗时的——要花费几个小时甚至几天的时间，在此期间机器人没有执行任何生产功能。

最后，手动编程可能是一个非常乏味和耗时的过程。部分越复杂，编程过程就越具有挑战性和耗时，这意味着你(本已有限的)熟练劳动力在编程上花费的时间就越多。这是一种“机会成本”，因为你的程序员在编写机器人程序时无法完成其他任务。

这些运营成本可以通过使用离线编程软件，如Robotmaster．报废和返工最小化，因为在软件中设置了工艺参数，以实现所需的涂层。在将程序加载到机器人之前，该过程是可视化和模拟的，允许用户在实际环境中运行该过程之前解决任何错误和不一致的完成。机器人的停机时间基本上被消除，因为程序完全在软件中完成。一旦创建并验证了程序，就可以投入生产了。机器人仍在生产中，产生收入，而不是用传统的教学挂件编程方法闲置着。编程时间可以从几天缩短到几分钟，让你的机器人程序员专注于其他任务或开始下一部分的编程。

市场需求

工业自动化有望在短时间内生产更多、质量更高的零件。随着自动化的大规模采用，市场已经转向要求更小的批量和更高的部件复杂性组合。这些对立的需求无法通过手工编程来满足，因此越来越多地采用离线编程软件，从而为高混合、小批量的生产运行释放利润。

编程时间的大量减少，良好的离线编程软件的易用性，以及机器人停机时间的消除，使制造商能够满足这些市场需求。进行这项投资的公司能够在降低运营成本的同时，差异化并跟上对更一致的涂料和更高的吞吐率的不断增长的需求。

近期的经济压力已导致企业转向回流。制造商认为有必要在内部进行额外的处理。市场上有许多离线编程软件解决方案，然而，一种可以为所有机器人品牌(ABB, FANUC, KUKA, Motoman, Staubli, clos, UR)编程的所有应用程序是理想的解决方案，因为它允许在添加额外的机器人品牌和制造工艺时具有灵活性，同时消除多种软件解决方案和培训的成本。

采用自动化和利用软件为工业机器人编程，可以将一个简单的涂装车间转变为一个面向市场的工业零件的卓越中心。通过在机器人投资的基础上使用离线编程解决方案，制造商能够最大限度地发挥机器人的功能。潜力并不局限于热喷涂;智能制造可以从制造过程的开始到结束，通过实现离线编程软件，可以轻松获取组件的CAD模型，生成用于加工、去毛刺、磨削、抛光和喷涂应用的机器人路径，在仿真环境中可视化过程，并输出优化和无错误的机器人代码——所有这些都无需从生产中移除活动机器人。

结论

热喷涂涂料的使用已有100多年的历史。多年来，随着等离子喷涂、爆轰枪和高速氧燃料(HVOF)涂层技术的发明，这项技术不断发展。直到最近，这个过程是非常劳动密集型的手工完成。直到世纪之交，热喷涂机器人才开始在工业中使用。这个领域的下一个技术进步是数字化转型。

采用高质量和强大的软件技术来编程热喷涂机器人对于制造商来说至关重要，他们正在寻找一种方法来提高组件的质量，降低成本，提高效率，同时缩短上市时间并跟上市场需求。

自动化和机器人技术的使用为实现这些目标铺平了道路，然而，采用离线编程软件，使制造商能够最大限度地利用他们的机器人投资，这是区别之处。