汽車涂裝機器人噴涂的發(fā)展現(xiàn)狀

石建昆

摘要：涂裝技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于汽車表面處理的工藝，對于保護(hù)強化汽車、裝飾美化汽車、識別標(biāo)志汽車都有重要的作用。現(xiàn)如今已經(jīng)是汽車生產(chǎn)工藝當(dāng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人噴涂工藝逐漸在汽車涂裝技術(shù)當(dāng)中普遍開來，大大提高了汽車涂裝的工作效率、使用性能以及自動化水平。

關(guān)鍵詞：涂裝機器人；汽車；噴涂；發(fā)展現(xiàn)

中圖分類號： TQ639？文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

汽車涂裝主要是指對汽車表面進(jìn)行連續(xù)涂膜工藝處理，使得汽車表面能夠具有較強的防護(hù)、裝飾和其他功能，提高汽車的質(zhì)量及美觀程度。而機器人噴涂工藝則是一種能夠進(jìn)行自動噴涂涂料的工業(yè)機器人，早在上世紀(jì)60年代末就被發(fā)明出來，隨后便在汽車、儀表等工業(yè)中廣泛應(yīng)用，大大提高了噴涂質(zhì)量和噴涂效率，在現(xiàn)如今的汽車涂裝領(lǐng)域中有著較高的應(yīng)用比率，機器人噴涂技術(shù)的發(fā)展對于汽車涂裝工藝水平的提高有著重要的影響。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國交通運輸行業(yè)也進(jìn)入了新的發(fā)展時期，在此情況下，汽車制造業(yè)迅速發(fā)展，汽車制造工藝也在不斷完善。

一、機器人噴涂技術(shù)在汽車涂裝中的應(yīng)用優(yōu)勢

最早汽車涂裝主要依靠人工噴涂進(jìn)行，但噴涂的漆料一般都是含有大量的苯、甲苯、二甲苯等具有較強危害性的化學(xué)成分，這對噴涂人員的身體健康將會造成較大的影響，但是采用機器人噴涂，則可以避免工作人員直接接觸大量化學(xué)物質(zhì)。除此之外，隨著社會的發(fā)展，人們對于汽車的美觀性和使用性能都提出了更高的要求，傳統(tǒng)的人工噴涂已經(jīng)無法滿足汽車涂裝工藝發(fā)展的要求，而噴涂機器人則能夠在很大程度上彌補人工噴涂的劣勢，提高工作效率和噴涂質(zhì)量，同時也能夠降低人力物力資源的浪費，幫助企業(yè)更好的進(jìn)行成本預(yù)算控制，提高了企業(yè)的經(jīng)濟利潤。第三，相對于自動噴涂機，噴涂機器人在操作和維護(hù)方面都具有更高的便利性，可以通過離線編程，有效降低進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試所耗費的時間，同時可插件結(jié)構(gòu)和模塊化的設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)快速安裝和更換元器件，在很大程度上縮短了維修時間。與此同時，噴涂機器人的設(shè)備利用率也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自動噴涂機，從長遠(yuǎn)角度來說也是降低成本，提高工作效率的重要途徑。

而我國早期主要使用的噴涂機器人是以日系工業(yè)機器人為主，這種工業(yè)機器人雖然也能夠完成汽車涂裝工藝的基本工作任務(wù)，但是其系統(tǒng)控制精確度不高，隨著現(xiàn)代汽車工藝質(zhì)量的不斷精細(xì)，這種日系工業(yè)機器人也逐漸被淘汰。目前，我國汽車涂裝則主要依靠新一代的涂裝多軸機器人來完成，相對于傳統(tǒng)工業(yè)機器人，涂裝多軸機器人的工作效率和噴涂質(zhì)量有了更大的提高。新一代涂裝機器人能夠通過ABB集成過程系統(tǒng)的精確控制，實現(xiàn)閉環(huán)回路式調(diào)節(jié)及高速涂料控制于空氣流量調(diào)節(jié)，除此之外，ABB集成過程系統(tǒng)還能夠有效避免過噴問題的出現(xiàn)，確保汽車噴涂表面能夠均勻一致，避免由于厚度不一致出現(xiàn)美觀度降低的問題，大大提高了涂料和溶劑的利用率。

二、機器人噴涂技術(shù)在汽車涂裝中存在的問題及其解決措施

在汽車涂裝工藝中，機器人噴涂最常見的問題主要集中在漆膜缺陷上，包括流掛、橘皮、發(fā)花、色差等問題，這些問題的出現(xiàn)將會嚴(yán)重影響汽車的美觀度和質(zhì)量，工作人員必須重視機器人噴涂過程中出現(xiàn)的這些問題，并采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對。

（一） 流掛現(xiàn)象的成因及其解決措施

流掛現(xiàn)象較容易在汽車豎直的立面、棱角邊角以及把手等凸起曲折面，主要表現(xiàn)為某一部位的漆膜明顯變厚。出現(xiàn)流掛現(xiàn)象主要是因為工作人員在設(shè)定噴涂機器人時，將以此噴涂成膜的流量設(shè)置的過大，或是由于噴涂機器人的涂料管道的壓力過大、噴涂高壓效應(yīng)等壓力問題導(dǎo)致的流掛問題。

在處理流掛問題時，首先應(yīng)該在機器人運作之前，對機器人的涂料管道、噴涂開槍閥等部件進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保噴涂機器人符合運作標(biāo)準(zhǔn)。其次，結(jié)合噴涂汽車、噴涂環(huán)境以及噴涂涂料的具體情況，設(shè)定噴涂機器人的噴涂參數(shù)，主要包括噴涂流量、噴涂高壓、成型空氣等因素]。

（二） 橘皮現(xiàn)象的成因及其解決措施

橘皮現(xiàn)象主要出現(xiàn)在汽車表面需要進(jìn)行噴涂搭接的部分，是一種極為常見的噴涂問題，表現(xiàn)為汽車表面出現(xiàn)像橘皮一樣不平整的褶皺漆面。出現(xiàn)橘皮現(xiàn)象的原因主要有以下幾點：第一，涂料的黏稠度比較高，導(dǎo)致汽車噴涂的流平性比較差；第二，噴涂機器人在進(jìn)行一次成膜時，噴涂的過薄，這就容易出現(xiàn)漆膜中的溶劑揮發(fā)較快的問題；第三，旋杯的轉(zhuǎn)速過高時，會造成涂料霧化顆粒過于細(xì)小，這也會出現(xiàn)漆膜中的溶劑揮發(fā)較快的問題。

要想應(yīng)對橘皮現(xiàn)象，工作人員必須對噴涂的涂料、噴涂機器人以及噴涂工藝等多方面進(jìn)行全面檢查。首先，工作人員應(yīng)該根據(jù)實際噴涂情況，選擇合適粘稠度的涂料，在涂料中添加的高沸點溶劑也應(yīng)該合理控制在一定量之內(nèi)，避免因為涂料問題出現(xiàn)噴涂橘皮現(xiàn)象。其次，噴涂機器人的一次噴涂厚度應(yīng)該確保適度，避免出現(xiàn)過薄或過厚的現(xiàn)象，而旋杯的轉(zhuǎn)速也應(yīng)該根據(jù)噴涂的實際情況進(jìn)行合理控制，從而確保噴涂工藝的完善。

（三） 發(fā)花現(xiàn)象的成因及其解決措施

發(fā)花現(xiàn)象主要是因為在噴涂過程中出現(xiàn)噴涂的顏色不均勻、厚度不一等問題，表現(xiàn)為條紋和色相混亂等情況，主要出現(xiàn)在水性的金屬漆表面。一方面，現(xiàn)在的許多汽車涂裝都可能涉及到多種顏色，如果使用一臺噴涂機器人進(jìn)行多種顏色涂料的噴涂時，可能會出現(xiàn)換色清洗時不夠徹底，從而導(dǎo)致噴涂機器人的噴涂管道中混雜上不同顏色的涂料，造成噴涂顏色混亂。另一方面，噴涂機器人在噴涂過程中可能會由于噴幅重疊不均勻或是噴涂流量設(shè)定過大等原因，出現(xiàn)噴涂厚度不一等問題，這也會造成發(fā)花現(xiàn)象。

針對發(fā)花現(xiàn)象，工作人員首先應(yīng)該確保在換色清洗過程中，能夠?qū)娡繖C器人中殘留的上一中涂料徹底清洗，尤其應(yīng)該注意不同性質(zhì)的涂料所需的清洗時間往往不同，通常情況下，水性涂料的清洗時間應(yīng)該確保在15秒以上，而油性涂料則應(yīng)該在12秒以上就可以。其次，在噴涂過程中，應(yīng)該將噴涂流量控制在合理的范圍之內(nèi)，可以通過控制噴涂轉(zhuǎn)速來調(diào)控流量大小。

（四） 色差現(xiàn)象的成因及其解決措施

色差現(xiàn)象主要是指噴涂后的顏色在色相、亮度、彩度等方面與標(biāo)準(zhǔn)板出現(xiàn)偏差，還有可能是在汽車維修補漆出現(xiàn)新漆與原來的汽車漆色不一致的情況。出現(xiàn)色差現(xiàn)象可能是因為噴涂機器人在更換噴涂顏色時沒有清洗干凈，造成新漆色被污染，還有可能是因為噴涂機器人的噴涂管道沒有被徹底清潔，出現(xiàn)一些雜質(zhì)，這也可能污染新涂料的顏色，或者是因為噴涂機器人噴涂時間過久，造成涂料長時間在噴涂管道中流動，造成涂料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，出現(xiàn)顏色差異。除此之外，還有可能因為汽車涂裝時間過長，或因為某些原因?qū)⑽赐瓿蓢娡康钠囬L時間停留，也會造成涂料顏色發(fā)生變化。

應(yīng)對色差現(xiàn)象，應(yīng)該首先注意噴涂機器人的噴涂管道的清潔度，避免殘留其他涂料或雜質(zhì)，其次，還應(yīng)該避免將未噴涂完的汽車長時間停留在噴涂作業(yè)間。除此之外，還可以用不同的電壓噴涂不同種類的涂料，從而提高汽車噴涂顏色與標(biāo)準(zhǔn)板的一致性。

三、總結(jié)

總而言之，噴涂機器人在汽車涂裝過程中發(fā)揮著重要作用，在提高工作效率和噴涂質(zhì)量等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的人工噴涂和自動噴涂機，雖然噴涂機器人在實際應(yīng)用過程中也存在一些問題，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，噴涂機器人也在更新?lián)Q代之中，其工作能力也得到了有效優(yōu)化，工作人員需要充分注意一些常見的噴涂問題，在使用噴涂機器人時盡可能避免出現(xiàn)這些噴涂問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜峰.淺談汽車涂裝機器人[J].電鍍與涂飾，1993（04）.

[2] 鄭家旺.多傳感器融合的涂裝機器人研發(fā)[D].武漢理工大學(xué)，2011.