计算机技术正在迅速改变着我们生活的各个方面，现代工业生产中如果没有计算机技术简直是不可以想象的了，从这个角度来看工业的发展，我们称之为第三次工业革命。在传统的涂装生产中是以经验为依据，以手工操作为主。现在计算机技术进入了涂装领域，使涂装的生产过程变得更高效、更简便、更环保。计算机和自动控制技术的发展显示出涂装领域在提高效率方面仍有巨大的发展空间，而且与传统的概念相反，这样做并不一定会增加设备的复杂程度。

　　涂装站，特别是机器人涂装站，为了实现自动化操作必需配置大量的控制设备。这些设备通常分为四类：站控制器、安全控制器、机器人控制器和工艺装备控制器。站控制器一般以PLC为基础，协调控制涂装站的整个生产过程，并负责与外部环境相互通信。该控制器接收被涂装车辆的车型和颜色等信息，向机器人发出相应的工作指令。站控制器还要收集周边的各种信息，如输送装置、喷漆室以及消防等信息，根据不同的信息，做出相应的操作控制。安全控制器顾名思义用于采集和处理有关安全方面的各种信息，这里所说的安全主要是指人身安全，这些信息包括涂装站出入口光栅的信号、喷漆室门接触器的信号和急停按钮信号等。一旦发出一个这类报警信号，涂装站必须立即进入安全状态，而当报警状态排除后要求涂装站还能从断点起继续工作。机器人控制器主要负责控制机器人的动作，触发工艺指令。其中的喷涂应用工艺部分能够保证工艺过程达到规定的要求和参数。有些特殊情况往往需要采用单独的控制器，如在焊缝密封和车底防护喷涂过程中， 常规的不含喷涂应用工艺的机器人控制器所控制的 机器人也能应用。

　　这样在机器人涂装站中就要安排大量的控制硬件和线路，我们举两个例子。第一个例子是汽车内表面涂装站，设置四个喷涂机器人和六个操作机器人，操作机器人负责在喷涂过程中打开和关闭汽车的引擎箱盖、行李箱盖和车门，因此需要配置一个PLC控制器和十个机器人控制器。第二个例子是设置四个机器人的焊缝密封涂装站，需要一个PLC控制器和四个机器人控制器再加四个喷涂工艺控制器。请注意，以上两种涂装站都还要配置摄像系统，以准确确定车身的位置和设备操作的位置，此套装置也需要进行分开的硬件控制。

　　随着生产的发展，人们考虑是否可以对这些控制器进行集成，降低设备的复杂性和节约生产成本呢？现在最新的计算机技术使这一设想成为可能。杜尔公司以工业控制PC机为基础开发出了最新的EcoRPC控制器，该控制器能同时控制机器人和喷涂工艺过程，实现多轴、多过程的控制。具体来说，这种控制器最多能同时控制四个机器人或四个不同的喷涂工艺过程。图1是一个引擎箱和行李箱内内面涂装站的布置图，这个机器人涂装站有两个喷涂机器人和两个操作机器人，按传统控制技术需要配置四个控制器。如果采用这种新产品，只需两个控制器就可以了。

 
图1：对车体的引擎箱和行李箱进行内面喷涂的机器人涂装站。
开关箱盖的操作机器人悬挂在一个提升的轨道上，喷涂机器人
和操作机器人可以“交叉”工作。这与传统的布置方案相比可
以节约空间，而且更具灵活性。

　　EcoRPC控制器的关键是采用了高速中央处理器，因此数据处理的周期非常短，同时还应用了多轴、多过程控制的软件技术，成为一个集成的系统，这些会带来很多优点。由于过程处理时间短了，控制系统就具有更高的精确度和可靠性。例如系统可以迅速检测到涂料压力过高，及时停止计量泵的工作，防止涂料输送管爆裂而要产生的耗时的清洁工作。此外还可以使各元器件之间更好地同步和协调，这对那些高速的工艺和需要精确定位或定量的工艺尤其重要。在我们前面提到的密封过程中，有时操作速度高达1000毫米/秒，而且要求非常高的精确度。例如在密封尾灯接缝时，对密封层的宽度和厚度均有很严格的要求，否则在后面的尾灯安装工序中将出现问题。我们再举一个例子说明高控制精度的重要性。对车门的双弯边焊缝进行密封是车门装配的一个重要环节，而且是在车门关闭的状态下进行的。此时要用一种特殊的喷嘴插入门缝，从门的里面对焊缝进行密封。这个操作对密封材料涂覆的外观质量要求非常严格，因为焊缝距门的边缘非常近，密封材料涂覆的位置或形状稍有偏差就能看出来。通过这两个例子我们看到，这类工艺过程如果不能把机器人的控制和工艺过程控制非常好地同步起来是根本不可能实现的。

图2：汽车尾灯接缝密封的模拟过程（左）和实际效果。
在这个过程中必需精确控制喷涂密封胶的位置和尺寸，
否则就要用手工进行修整。

　　EcoRPC控制系统的另一个特点就是能进一步提高生产效率。由于采用工业PC机控制机器人和工艺过程，各种控制程序和数据都可以事先存储到PC机中随时调用，不需要加工前在现场加载程序和调整数据，从而节约了生产准备的时间。这是常规PLC控制器难以做到的。

图3：在车门关闭的状态下对门的双弯边焊缝进行密封，
必需保证机器人的控制和工艺过程的控制精确地同步。

　　这种新的EcoRPC控制系统已经应用于很多项目中，而且通过了防火安全的检测。目前很多生产厂商在焊缝密封工序中采用了这种系统控制的机器人，把机器人的控制和工艺过程控制集成到了一个平台上。现在第一个全面采用EcoRPC系统控制所有机器人的新涂装工厂已经顺利投产，这个工厂属于意大利一家著名的汽车制造商，第一批生产的60台样车获得了很高的评价。该厂的PVC和油漆涂装生产线的机器人和工艺装备全部是由杜尔公司提供的，其中2个机器人应用于汽车底面的密封工序，另有20个机器人应用于车体的内外面底漆和色漆的涂装。在内面涂装工序中，采用了“停/走”工作模式，同时另有10个操作机器人配合工作。最近我们很高兴地了解到，由于该厂生产的汽车声誉很好，很快就要扩大生产规模。新的由6个喷涂机器人和其它操作机器人组成的涂装生产线已委托杜尔公司继续提供。

　　一个现代化的、功能丰富的机器人控制器必须配备一个先进的、操作方便的编程系统。为此杜尔公司开发出了EcoScreen三维在线工作系统，采用了三维视觉化技术，可以对机器人控制器进行编程、参数设置和可视化操作。系统能够在线编程，即在生产过程中进行编程和调整，也可以离线编程，即先在车间办公室里进行编程和试验，然后通过以太网与机器人控制器相互通信，保证了数据上传和下载的高度可靠性。该系统具有丰富的功能，实现以前只有离线编程系统才能完成的任务。系统可以按照RRS标准（Realistic Robot Simulation）进行机器人工作的模拟，进行可及性分析、干涉检测、多机器人多坐标模拟仿真、自动规划加工路径、优化程序、进行视频记录等。通过数据库管理器还可以进一步扩展数据管理的功能。此外，还有一个自动诊断模块对设备的维护工作非常有益，可以快速对一个或多个机器人控制器的信号进行同步监测、记录和存档，然后对数据进行可视性分析，寻找故障原因或作其它分析处理。整个系统设置了一个SQL数据库，可以长期储存各种数据文件。

　　现代化的模拟技术随着计算机技术的进步得到了迅速的发展，这除了节约成本的原因之外，最大的动因是由于产品的生产周期越来越短，生产准备的时间首先受到了挤压。采用离线编程系统为机器人编制程序就可以大幅度减少生产准备时间，现在这种系统已经可以集成到机器人控制器中了。

图4：EcoScreen三维在线可视系统具有丰富的功能，可以为喷涂和密封机器人进行编程和设置参数。

　　目前模拟技术可以解决的问题已经越来越多、越来越复杂了，例如模拟浸涂槽中的液流形式，判断新鲜的工作介质是否能均匀接触到工件的各个部分？模拟车体在烘房中的加热过程，判断车体各部分是否都达所需要的温度以保证喷涂材料均匀分布？模拟分析喷漆室中的层流是否正常，会不会出现紊流现象，使粉尘弄脏被涂装的车体？

　　我们在规划一个涂装工厂时可以事先对生产物流的情况进行模拟分析，以确定实际生产的一些重要指标，如生产能力、加工周期、存放车体的仓库面积等。在不久的将来,各种模拟过程还可以相互链接起来,构建成一个三维的模型，然后经过图形软件处理后采用投影墙技术显示出来，使人有身临其境之感。这样投资者就可以先“进入”自己未来的涂装工厂进行一番考察，然后再决定是否真的开工建设。可以说，数字化工厂就在我们眼前了。

图5：模拟分析卡车驾驶舱在烘房中的加热过程。

　　回顾历史有时也是很有趣的。第一次工业革命的标志是1776年出现了由詹姆斯•瓦特发明的蒸汽机。第二次工业革命的出现是由于沃纳•冯•西门子在1879年发明了交流电动机，实现了机器设备的“动力下放”。本文最初提到的第三次工业革命的标志是出现了微处理器技术，实现了机器设备的“智能下放”。最早的微处理器是在1971年由英特尔公司开发出来的。