在汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)的規劃設計中，與噴涂機器人直接有關(guān)的包括與其它設備（輸送系統、輸調漆系統等）之間的連鎖、與室體（噴漆室）配合、工作界面分工及其他設計、控制要求等，并要滿(mǎn)足規劃設計所使用的油漆（溶劑性、水性）特性和對壓縮空氣質(zhì)量要求等。在對機器人選型、設計前，必須了解和掌握生產(chǎn)線(xiàn)設計基礎數據（生產(chǎn)產(chǎn)品、節拍、節距、最大車(chē)型尺寸、最大噴涂面積等）、工藝要求及人性化設計方面進(jìn)行綜合考慮，使機器人與其配套系統的規劃設計工作最佳化和合理化。

以下以DURR涂裝噴涂機器人為例，簡(jiǎn)單介紹規劃設計時(shí)機器人系統與其它設備之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)對其工作界面分工、接口以及要求等方面進(jìn)行說(shuō)明和介紹。
1 機器人與相關(guān)系統之間的連鎖
連鎖可分為機械和電氣連鎖，談到機器人與相關(guān)系統之間的連鎖就是電氣連鎖，電氣連鎖包括硬接線(xiàn)和軟接線(xiàn)連鎖。硬接線(xiàn)方式即傳統的接線(xiàn)方式，靠元件的輔助接點(diǎn)和導線(xiàn)連接來(lái)實(shí)現。硬接線(xiàn)系統具有可見(jiàn)的接線(xiàn)、接線(xiàn)端子、測試點(diǎn)。相對硬接線(xiàn)控制，也可采用先進(jìn)的可編程控制器、計算機的軟連接編程控制等就是軟接線(xiàn)。
機器人采取的連鎖信號主要包括：與輸送系統的運行信號、正常信號和急停信號；與噴漆室供排風(fēng)系統的供排信號；與消防系統的噴房消防正常信號。他們之間的連鎖不僅用了硬接線(xiàn)連鎖，同樣軟接線(xiàn)連鎖也不例外。涉及安全連鎖信號，通常采用硬接線(xiàn)連鎖。
2 機器人與輸送系統之間的關(guān)聯(lián)
2.1 電氣及其通訊：
機器人與輸送系統之間除正常的安全連鎖信號外，還有普通的信號交換、通訊，其中包括安裝在輸送鏈上的編碼器信號、車(chē)身（或噴涂物）在輸送鏈上的相對位置、產(chǎn)品（車(chē)身或噴涂物）型號和顏色（油漆代碼）等。
1）產(chǎn)品和顏色信息識別系統：要求系統具備自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作模式，當產(chǎn)品數據無(wú)效或遺失時(shí)，可以用機器人系統的上位機手動(dòng)操作進(jìn)行選擇。當發(fā)生問(wèn)題時(shí)，通過(guò)操作臺上的人機界面可以實(shí)現產(chǎn)品、顏色的輸入。噴涂系統可以識別輸送系統所發(fā)過(guò)來(lái)的空滑撬代碼，自動(dòng)調整至非噴涂狀態(tài)。
2）顏色驗證：如果機器人系統接收到與定義不符的顏色代碼，系統將報錯，提醒工作人員處理。
3）產(chǎn)品信息：產(chǎn)品的型號和顏色信息由輸送系統負責及時(shí)地傳輸給機器人系統，機器人系統負責接收并識別輸送系統傳輸過(guò)來(lái)的信號。
機器人與輸送系統的連鎖及通訊信號由機器人自行控制。當輸送裝置停止時(shí)，機器人會(huì )停止動(dòng)作。當輸送裝置再次運轉時(shí)，機器人將于其上次停止的地方繼續恢復工作，軟件系統不會(huì )發(fā)生重啟動(dòng)故障報警，并能繼續進(jìn)行從停止點(diǎn)起的仿形以及運動(dòng)程序。
2.2 輸送系統
要求車(chē)身放在滑橇/輸送系統上的位置必須保證不變；輸送系統工作時(shí)必須不晃動(dòng)以保證完美的噴漆；總公差由輸送系統、車(chē)身、滑橇和基礎組成，通常系統允許公差[毫米]≤ ±10.0mm，否則將直接影響油漆（膜）厚度和噴涂質(zhì)量。
2.3 工作界面分工

1）機器人系統在輸送鏈驅動(dòng)軸外伸部分安裝編碼器及編碼器防護罩、安裝支架，檢測輸送鏈與機器人的連鎖運動(dòng)。機器人系統負責與輸送系統的連鎖裝置，并自行接取輸送系統信號（含工件輸送系統運行、急停、準備就緒等信號）。
2）機器人系統需明確跟蹤編碼器安裝要求（安裝位置、方式等），而輸送系統需提供輸送鏈驅動(dòng)軸的旋轉速度（轉/分鐘）、相關(guān)圖紙及尺寸。同時(shí)機器人系統要求輸送鏈驅動(dòng)電機外伸軸有中心定位孔，以便于跟蹤編碼器的安裝。
3）針對電氣連鎖、通訊信號交換，如通信協(xié)議不一致，需要提供轉換器、放線(xiàn)及信號連鎖，具體是機器人系統負責還是輸送系統負責，可根據實(shí)際情況自行規定（以下機器人與噴漆室供排風(fēng)系統、消防系統、輸漆調系統等工作界面分工同理），我們通常采用的方法是誰(shuí)用誰(shuí)取誰(shuí)放線(xiàn)等原則。

2.4 機器人與輸調漆系統之間的關(guān)聯(lián)
1）涂料：
油漆涂料系統溫度必須保持在恒定，其溫度控制范圍為22±2℃，同時(shí)針對不同的涂料著(zhù)重點(diǎn)不同，如水性涂料的粘度、溶劑型涂料的電阻率。
油漆種類(lèi)可分為水性油漆、溶劑性油漆、高粘度油漆等。不同的油漆所要求輸送到噴漆室壁板（與機器人油漆管路對接）的壓力不同，同時(shí)要求涂料壓力穩定、無(wú)脈動(dòng)。
涂料要同時(shí)滿(mǎn)足每個(gè)霧化器的最大消耗量，包括噴涂和預加載時(shí)霧化器最大消耗量，其中涂料循環(huán)速度必須是可調，以便更好地滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的需要。
2）清洗劑：
清洗劑（即去離子水、溶劑）輸送到噴漆室壁板所需的壓力要滿(mǎn)足實(shí)際需要，同時(shí)要求清洗劑壓力穩定、無(wú)脈動(dòng)，并滿(mǎn)足每個(gè)霧化器的最大消耗量。
為了實(shí)現高效的清洗效果，它必須保證所用供漆的清洗劑有一個(gè)充分溶解所有油漆材料并應用于整個(gè)油漆涂料系統。然后，涂料可分為相應的清洗程序類(lèi)，不同的清洗程序和清洗時(shí)間。
3）明確油漆的顏色數量，減少清洗劑和溶劑的浪費
噴涂站通常分為底漆（中涂）站、色漆站、清漆站，需明確各站機器人數量、油漆循環(huán)方式（單線(xiàn)循環(huán)系統、2線(xiàn)循環(huán)系統、3線(xiàn)循環(huán)系統等）、油漆（顏色）數量、清洗劑數量以及廢溶劑回流線(xiàn)等。既要滿(mǎn)足設計和使用要求，又要避免不必要的浪費。
2.5 工作界面分工

1）機器人所使用的油漆、清洗劑（含霧化器自動(dòng)清洗裝置所用的清洗劑）由輸調漆系統負責連接至噴漆室內壁板處的球閥接口處，機器人負責接至機器人管路、部件的提供以及安裝。
2）為了更好地滿(mǎn)足涂裝生產(chǎn)線(xiàn)的柔性化生產(chǎn)，當規劃的噴涂顏色不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，通常要求機器人系統為每臺機器人預留、安裝一套包含清洗劑、油漆、壓縮空氣快速接頭以及相應管路，用于噴涂小系統供給的涂料，更好地滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需要。
3）如果要求具備廢溶劑回收功能，需由機器人系統提出廢溶劑收集盒及霧化器自動(dòng)清洗裝置的位置和接口尺寸，以便廢溶劑回收設備安裝和回收。
3 機器人對噴漆室要求和對地電阻

3.1 對噴漆室要求
噴漆室具備正常噴涂的條件即噴漆室內相對濕度、溫度和風(fēng)速均要達到設計要求，其中相對濕度需針對具體的涂料，如對溶劑型涂料、水性涂料等，其相對濕度要求不同。
3.2 對地電阻：
通常包括車(chē)身與大地之間的電阻；兩個(gè)部件之間的電阻（塑料或金屬部分），白車(chē)身（待噴涂）與大地之間的電阻；兩個(gè)單獨的部件之間的電阻（塑料或金屬部分），滑橇（待噴涂）與大地之間的電阻；噴漆室的每個(gè)點(diǎn)和輸送系統的對地電阻。其中必須注意的是所有部件安裝在車(chē)身或滑橇上噴涂時(shí)必須具有導電性。
3.3 信號連鎖

機器人系統與噴漆室供排風(fēng)系統連鎖：當噴房供排風(fēng)系統沒(méi)有正常運行時(shí)，機器人系統要有相應的報警和采取相應的動(dòng)作。
機器人系統與消防系統連鎖：當消防系統發(fā)出火警信號時(shí)，機器人系統應停止相應的動(dòng)作，切斷高壓電源、運動(dòng)軸電源，關(guān)閉油漆、溶劑、壓縮空氣管路，并發(fā)出報警指示。
3.4 工作界面分工
3.4.1 機器人基礎

機器人系統在詳細設計時(shí)，機器人需將動(dòng)靜載荷要求及具體安裝位置等詳細資料提供給噴漆室設計方，以便對室體進(jìn)行設計。負責噴漆室室體設計、制作、加工、安裝的過(guò)程包含機器人基礎，同時(shí)要求符合機器人所提供的負載、安裝位置、大小尺寸和高度。
3.4.2 人身安全及危險防御
每一個(gè)機器人站點(diǎn)室體的出入門(mén)上都設置一個(gè)急停安全開(kāi)關(guān)，并與自動(dòng)噴涂系統相連鎖，保證人員處于室體之外。機器人區域進(jìn)口及出口配備有光柵屏蔽開(kāi)關(guān)，每個(gè)安全開(kāi)關(guān)都必須接入每個(gè)自動(dòng)系統控制器。激活任何室體內任何一個(gè)安全線(xiàn)路，便可以停止室內設備的運行，中斷噴涂程序。在停止的地方重新啟動(dòng)系統不影響噴涂的質(zhì)量（發(fā)生急停時(shí)除外）。
機器人系統部分配套設備需安裝于噴漆室室體上，這就需要機器人系統將安裝在噴漆室室體上的各安全開(kāi)關(guān)、配套設備的安裝位置、尺寸等詳細資料提供給噴漆室設計方，以便于對室體進(jìn)行設計、預留，確保機器人系統安裝在噴漆室上的設備滿(mǎn)足使用要求。
4 機器人對壓縮空氣的要求
1）壓縮空氣壓力、位置、消耗量
機器人系統需明確所有機器人及配套設備供氣動(dòng)態(tài)壓力（通常6bar）大小，以及每小時(shí)所消耗的壓縮空氣使用點(diǎn)的體積（Nm³/h）和總的體積（Nm³/h）。
2）壓縮空氣質(zhì)量
因空壓機輸出的壓縮空氣是不干凈的，除了含有水（包括水蒸氣、凝結水）和懸浮物外，還有油（包括油霧、油蒸氣）。這些污染物對提高生產(chǎn)效率、降低運行成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量是不利的，因此在壓縮空氣供應到機器人及配套設備之前就需要進(jìn)行一系列的干燥凈化處理。其中壓縮空氣質(zhì)量等級標準ISO8573.1把壓縮空氣中的污染物分為固體雜質(zhì)、水和油三種，對于機器人所需的噴霧空氣質(zhì)量具體要求如下：
⑴壓力露點(diǎn)（即干濕程度）≤-20℃，可通過(guò)干燥器來(lái)達到；⑵殘余含塵量（即塵埃粒徑和濃度）≤0.1mg/m³（對應粒徑為0.1μm），可通過(guò)過(guò)濾器來(lái)達到；⑶殘余含油量（即單位體積壓縮空氣含油質(zhì)量多少）≤0.01 mg/m³，通過(guò)過(guò)濾器來(lái)達到；
因壓縮空氣質(zhì)量的高低直接影響投資和生產(chǎn)費用的高低，所以應該避免過(guò)高的質(zhì)量要求。使用干燥的及相應無(wú)塵和無(wú)油的壓縮空氣較為經(jīng)濟實(shí)用，因為這樣可以避免油、水或冰以及灰塵引起機器人本體及元器件等多種故障，并可避免廢品發(fā)生及生產(chǎn)停頓。
3）接入機器人、電離站等所需的壓縮空氣管路接口，通常以螺紋標準符合DIN / ISO 228標準為準。
4、工作界面分工
公用動(dòng)力將提供符合機器人系統要求（壓力、流量、質(zhì)量等）的6bar壓縮空氣，并負責將符合條件的壓縮空氣引入每個(gè)機器人的氣動(dòng)柜（具體工作界面分工可視情況而定）；如機器人系統需要高于6bar的壓縮空氣，則由機器人提供壓縮空氣增壓裝置，并能滿(mǎn)足使用需求。另外要求機器人的氣動(dòng)柜內設有過(guò)濾器、調壓器和壓力表等，以進(jìn)一步確認壓縮空氣是否達到實(shí)際使用要求。
5 其他設計、控制要求
5.1 供電要求
機器人系統根據機器人的數量（包含各個(gè)機器人站的消耗量和連接量）和配套設備提出具體供電要求，以便滿(mǎn)足現場(chǎng)設備正常運行。
工作界面分工：通常是公用動(dòng)力提供一路滿(mǎn)足要求的380V三相五線(xiàn)電源到機器人系統主電控柜（具體工作界面分工可視情況而定），機器人系統內部供電自行分配或到此點(diǎn)接取電源，并負責此點(diǎn)后的所有電路的提供及連接。
5.2 中控室信息
要求所有噴涂機器人站與中控室有信息交換，即這些設備的上位機要連入設備控制以太網(wǎng)，允許相關(guān)人員在中控室或其它監控站能夠監控噴涂機器人站具體機器人的運行狀態(tài)和報警信息。
機器人系統負責在機器人站控制柜內提供一個(gè)RJ45以太網(wǎng)接口，并在PLC程序中準備好機器人站狀態(tài)信息和基本故障信息的數據塊，由中控自行讀取，其他均由中控室負責。
5.3 車(chē)型識別防錯系統

為了確保車(chē)身的信息準確無(wú)誤，機器人系統應在底漆（中涂）線(xiàn)、面漆線(xiàn)入口各設有一個(gè)產(chǎn)品識別系統，該系統將數據傳送至控制器，同時(shí)與輸送系統所傳輸給機器人系統的產(chǎn)品型號進(jìn)行比對，如果一致，將正確調用機器人噴漆仿型、噴漆參數；否則系統將報錯，提醒工作人員處理。
6 結語(yǔ)
通過(guò)了解和掌握涂裝噴涂機器人系統與其它設備、室體之間的關(guān)聯(lián)，為汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線(xiàn)中機器人系統規劃設計工作起到關(guān)鍵性的作用，直接影響、制約生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和投資成本。根據生產(chǎn)線(xiàn)規劃設計基礎數據、工藝要求以及機器人系統與關(guān)聯(lián)設備、室體之間的密切配合，明確他們之間連鎖、工作界面、接口以及其他要求的分工。及時(shí)有效、合理分工、相互配合處理解決和完善設計中關(guān)聯(lián)設備問(wèn)題，機器人系統設計才能得以完善。