近年来,随着港珠澳大桥等特大桥工程的建设,我国桥梁建设的自动化、工业化和大型化取得了很大的突破和提高。然而,作为影响桥梁全寿命周期耐久性的最关键的表面涂装施工,目前仍处于传统的手工操作阶段。特别是随着社会的进步,人民生活水平的提高,针对喷砂喷漆的施工环境,愿意从事手工喷砂喷漆作业的技术工人越来越少,人工成本逐年增加。目前,从事钢桥涂装的技术工人平均年龄为40-50岁, 而且年轻人从事这个行业的意愿极低。就业现状迫使智能化、机械化涂装技术尽快取代现有的落后涂装技术。
目前,钢箱梁手工涂装仍存在手工配比精度低、混合程度低等问题。喷涂在初始阶段有一个表面喷涂材料本身有缺陷,局部容易产生黄漆膜,附着力差;现有车间配备的大空间除尘除漆雾装置难以控制涂装过程中产生的粉尘和挥发性有机物,反而消耗大量能源;野外作业环境复杂,施工设备控制难度大;人造的喷涂人员自身因素影响较大,涂层质量难以保证。
2020年春节后,受新冠肺炎疫情影响,涂料施工复工难度大于其他行业。因此,未来涂装施工实现机械化、智能化是必然趋势。
为涂装作业量身定制的智能生产线
智能涂装技术在瓯江北口大桥中的应用
温州瓯江北口大桥是一座三塔四跨双层公路钢桁架悬索桥。主桥钢桁架整体分段制作安装。全桥共制造节段110个,总重量约4.1万吨,总涂装面积约53.4万平方米。
温州瓯江北口大桥大节段总装
在钢桁梁BKGL-04段钢结构制作任务中,我们建立了一条适用于钢桁梁除锈涂装的智能生产线。
1.智能喷砂技术
瓯江北口大桥智能喷砂采用顶部天车。机器人+底部轮式机器人完成钢桁梁节段和组块的喷砂除锈作业。
顶部天车机器人喷砂系统采用龙门双梁设计,配有喷砂机械臂,共有八个轴;底部轮式机器人喷砂系统采用移动小车携带机械臂的结构,机械臂末端携带喷砂枪头,配置八轴。
2.智能绘画技术
瓯江北口大桥智能涂装系统由两种悬臂类型组成。机器人构图、悬臂涂装机器人总共八个轴被配置成控制喷枪的运动。
悬臂绘画机器人工作现实
智能涂装技术在深中通道工程中的应用
深中通道工程全长约24公里,是世界级的“桥、岛、隧、地下“互联互通”集群项目是国家“十三五”规划和《珠三角规划纲要》确定的重大交通基础设施项目。
1.G03申办深中通道
钢箱梁智能喷砂机器人采用外部天车喷砂。机器人和地面轨道喷砂机器人两套机器人系统。其中外部天车类型机器人油田起重机机构配有顶部往复式。机构两套和两套伸缩机器人组成一个多轴。机器人系统;底部是九轴平台式运动。机器人两套,每套底部可伸缩升降。机构和一组智能机器人。
钢箱梁圆弧喷涂工作模式为3套。喷涂小车走直线,由伺服电机驱动。喷涂汽车在轻轨上。喷涂。为了适应不同宽度的箱梁,铺设了8条57米长的等距轻轨,分为内外轨道。喷涂台车传送系统喷涂小车的内轨和外轨平行切换。
钢箱梁智能涂装系统采用外部天车涂装。机器人系统,地面铁轨喷漆机器人该系统由两部分组成。外部天车类型机器人油田起重机机构配有顶部往复式。机构一组和一组伸缩机器人形成八个轴。机器人系统;地面它是一个九轴平台式运动。喷涂机器人两套,每套配有一个底部往复式门架。机构和一组智能机器人,形成九条轴线。机器人系统。喷涂机器人和喷砂机器人组成原理基本相同,只是工作设备不同,技术细节不同。
2.G04深中渠道投标
钢箱梁智能喷砂机器人该系统由顶部的小型轮式喷砂组成。机器人和底部AGV汽车喷砂。机器人它由两部分组成。与履带式相比,AGV小车是一种智能导向系统。机器人,其弹性好;相对于轮毂类型机器人其稳定性良好。目前是比较先进的。机器人绘画方案。
钢箱梁弧形喷涂它由一个特殊的轮式行走平台组成,配备了一个专为重金属粉尘环境设计的电弧喷枪系统。喷枪系统由气动直线圆柱导轨、气缸、动力驱动器、限制器、喷枪等组成。,可以保证在高浓度金属粉尘环境下使用的稳定性。
底部特殊轮载圆弧喷涂机器人
钢箱梁底部智能涂装机器人使用专门安装的电池作为电源,重约一吨,安装在平台周围,方便更换。电控部分安装在车中部防爆电箱内,喷漆系统采用嵌入式升降。喷涂泵和油漆罐;钢桥面采用小型轮毂涂装设备。
3.G05申办深中通道
钢箱梁底面和斜底面设计两台智能喷砂设备,完成该部位的喷砂作业;钢桥面和斜顶面的设计采用天车式智能喷砂设备完成该部分的喷砂作业。
电弧喷涂智能涂装系统的钢箱梁底部采用AGV。喷涂机器人运行方式,钢桥面。轮式机器人。
钢桥面轮式机器人
智能涂装在工作效率、质量和成本上具有明显的优势。
以钢箱梁底部喷砂为例,一次底部喷砂。机器人它每小时可以爆破160平方米,而传统的人工爆破每小时是20平方米。一种底部喷砂机机器人工作效率相当于8个喷砂工,工作效率提升800%。钢箱梁顶面喷砂处理,其中一个箱梁顶面机器人每小时可喷涂60平米,工作效率相当于三个喷砂工,工作效率提升300%。喷锌铝合金,底层锌铝合金喷涂机器人工作效率相当于4个劳动力。从绘画效率的对比来看,底层绘画机器人喷漆效率每小时400平米,一个传统油漆工每小时200平米,可以提高200%的效率;钢箱梁顶面涂漆, 其中一个顶部涂有油漆。机器人效率是300平方小时,相比传统绘画中一个画师200平方小时,可以提高150%。
喷砂质量方面,人工喷砂和智能喷砂后除锈。清洁度和粗糙度能满足工程标准的要求,达到Sa3级,Rz60-100微米。对于喷锌铝合金,外观和附着力是人造的喷涂和智力喷涂没有太大区别,但是在干膜厚度方面,是智能的。喷涂锌铝合金镀层干膜厚度偏差值可控制在50微米以内;人造的喷涂锌铝合金镀层干膜厚度的偏差在100微米以内。在绘画、智力方面喷涂中间漆涂层干膜厚度偏差可控制在70微米以内;人造的喷涂中间漆涂层干膜厚度偏差小于200微米,这是智能涂装在质量上的优势,可以有效控制膜厚偏差, 保证膜厚均匀,节省材料。
从机器人对比人工成本分析,可以看出选择了智能绘画。机器人效率、质量、薪资成本、管理成本、油漆利用率优势明显。
路虽长,未来可期。
目前,钢箱梁智能涂装已在钢桥上逐步推广应用,但仍存在诸多技术难题。比如,由于钢箱梁内表面结构复杂,智能设备暂时无法触及钢箱梁内表面和一些死角的位置。只能操作顶板、底板、斜底板等大平面;设备稳定性有待提高,故障率高;项目内和项目间钢箱梁结构尺寸不一样,非标段多,每次编程调试时间长;智能涂层质量检测未达到预期水平;设备一次性投资费用越高,设备的后期维护成本也越高。
随着现代科学技术的飞速发展,越来越多的技术和新产品被广泛应用于各行各业。未来的智能设备将更加模块化。总体来说,未来涂装行业会向自动化、智能化方向发展。
第一,桥梁模块化是未来行业的发展趋势,智能涂装会得到更广泛的应用。
第二,涂装方式会变成流水线作业,既提高了效率,又保证了质量。尤其是在涂装技术和自动化水平飞速发展的今天,流水线生产方式将在未来的涂装行业得到普及和发展。
第三,越来越多的高新技术将应用于涂装行业,不仅解放了生产力,而且大大提高了涂装效率和质量,促进了涂装行业的发展。
因此,智能涂装设备在涂装行业发挥着巨大的作用。为了更好地推动涂装行业的发展,需要不断优化和提高涂装设备的性能,并结合其未来的发展趋势,加强涂装技术在涂装行业的应用和推广,不断提高其应用效果。