淺析一種噴涂機(jī)器人霧化器防漆霧裝置

潘興旺 申標(biāo) 王秀錦 湯宏波

摘 要：文章闡述一種新型噴涂機(jī)器人霧化器防漆霧裝置，可以用于汽車(chē)涂裝噴涂機(jī)器人生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域，其主要目的保證霧化器的清潔度，即機(jī)器人霧化器在生產(chǎn)過(guò)程中積漆過(guò)快，形成漆滴滴落車(chē)身上面，造成質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)減少在生產(chǎn)過(guò)程中因擦洗機(jī)器人造成的停線，提升設(shè)備使用效率提高生產(chǎn)產(chǎn)能。

關(guān)鍵詞：涂裝機(jī)器人;霧化器;生產(chǎn)效率

中圖分類(lèi)號(hào)：U468.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）04-140-03

前言

某涂裝車(chē)間面漆生產(chǎn)線為涂裝車(chē)間生產(chǎn)瓶頸，面漆生產(chǎn)效率提升空間較小，面漆實(shí)際生產(chǎn)效率18JPH，面漆生產(chǎn)任務(wù)需提前開(kāi)線或加班彌補(bǔ)當(dāng)日產(chǎn)量，其中清洗機(jī)器人時(shí)間嚴(yán)重影響面漆生產(chǎn)效率。

通過(guò)長(zhǎng)期觀察研究，頻繁清洗機(jī)器人主要原因即霧化器積漆過(guò)快，形成漆滴滴落車(chē)身上面，造成質(zhì)量問(wèn)題。而造成霧化器積漆快的原因是由于機(jī)器人在噴涂作業(yè)時(shí)，運(yùn)行軌跡是上下運(yùn)動(dòng)，由于靜電作用，下沉的漆霧很大部分吸附到霧化器上，當(dāng)時(shí)解決方法就是增加清洗機(jī)器人頻次，這樣勢(shì)必造成生產(chǎn)過(guò)程中停線，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，而增加機(jī)器人霧化器防漆霧裝置以后，生產(chǎn)過(guò)程中落在霧化器上的漆霧被此裝置吹散振落，解決了清洗機(jī)器人頻率高的問(wèn)題，大大提高生產(chǎn)效率。

1 噴涂機(jī)器人的主要術(shù)語(yǔ)

1.1 噴涂機(jī)器人涂裝效率、涂著效率和涂裝有效率

涂裝效率是噴涂作業(yè)效率，包含噴涂單位時(shí)間的噴涂面積、涂料和噴涂面積的有效利用率。涂著效率是噴涂過(guò)程中涂著在被涂物上的涂料量與實(shí)際噴出涂料總量之比值，或被涂無(wú)面上的實(shí)測(cè)膜厚與機(jī)器噴出涂料量計(jì)算的涂膜厚度之比，也就是涂料的傳輸效率或涂料利用率。涂裝有效率是指實(shí)際噴涂被涂物的表面積與噴槍運(yùn)行的覆蓋面積之比;為使被涂物的邊角部位的涂膜完整，一般噴槍運(yùn)行的覆蓋面積應(yīng)大于被涂物的面積。

1.2 成型空氣

氣體從旋杯后側(cè)均勻分布的小孔中噴出，用于限制漆霧的幅度（扇幅），并把霧化的漆霧推向被涂物，防止漆霧擴(kuò)散和反彈污染旋杯和霧化器，對(duì)于金屬而言，噴幅影響最終的顏色效果，噴幅不合適很容易出現(xiàn)斑馬紋或者發(fā)花等漆膜弊病，噴幅的設(shè)置和槍間距有關(guān)，油漆的疊加次數(shù)基本為3次。例：槍間距為100mm，噴幅最好控制在300mm，這樣同一點(diǎn)油漆可以疊加3次，同時(shí)也大大提升油漆利用率。

1.3 涂料電壓值

機(jī)械手靜電噴涂的電壓一般在40-70 kV內(nèi)調(diào)整，在高轉(zhuǎn)速杯式靜電涂裝場(chǎng)合，旋杯噴槍為負(fù)極，接地的被涂物車(chē)身為正極，在兩極間施加高電壓后產(chǎn)生的強(qiáng)電吸引力是將靠離心力機(jī)械霧化的漆霧顆粒傳輸?shù)浇拥氐谋煌考系闹饕饔昧Α?h3>1.4 旋杯轉(zhuǎn)速

旋杯轉(zhuǎn)速是涂料霧化的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，直接決定涂料的霧化效果。旋杯高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的離心力使涂料沿著旋杯的邊沿霧化得很細(xì)。轉(zhuǎn)速越高，漆霧就越細(xì)，漆膜的平滑度就越好，外觀質(zhì)量也就越好。轉(zhuǎn)速越低，霧化效果就越差，漆膜平整度也越差而變得粗糙，外觀質(zhì)量就差。

1.5 涂料噴涂量

自動(dòng)噴涂機(jī)器人的涂料噴涂量是指單位時(shí)間傳輸?shù)叫耐苛狭浚址Q(chēng)出漆量，一般在100-600 mL/min內(nèi)設(shè)置。當(dāng)其他參數(shù)不變的情況下，噴涂量越小，其霧化顆粒越細(xì)，但同時(shí)漆霧中的溶劑揮發(fā)量增大，直接導(dǎo)致桔皮、膜厚偏低等質(zhì)量缺陷;噴涂量過(guò)大時(shí)，會(huì)影響涂料的霧化效果，使旋杯過(guò)載，造成霧化難，產(chǎn)生滴漆、流掛、氣泡等不良現(xiàn)象。因?yàn)樵趯?shí)際的噴涂過(guò)程中，每臺(tái)機(jī)器人噴涂的區(qū)域不同，所以要設(shè)置不同的噴涂量。

2 噴涂機(jī)器人主要四大部分構(gòu)成

機(jī)器人主體、機(jī)器人控制器、系統(tǒng)控制操作臺(tái)、工藝控制柜。下面主要介紹一下機(jī)器人主體。

機(jī)器人主體：噴涂機(jī)器人的主要包括機(jī)座、臂部、腕部和終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)這個(gè)四大部分組成，是由一個(gè)帶有旋轉(zhuǎn)連接和ac伺服電機(jī)的六軸或7軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)械連接。大多數(shù)的噴涂機(jī)器人有3-6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，而其中腕部通常有1-3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。噴涂機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為靜電噴涂霧化器，不同品牌、不同型號(hào)的機(jī)器人手臂末端的接口不同，根據(jù)生產(chǎn)工藝可選擇不同的霧化器。對(duì)于采用溶劑型油漆噴涂的系統(tǒng)，必須配備廢油漆廢溶劑清洗回收裝置，避免環(huán)境污染，達(dá)到環(huán)保生產(chǎn)的目的。

3 機(jī)器人霧化器

噴漆是汽車(chē)制造流程中成本最高的環(huán)節(jié)之一，原料貴且能耗高。如果出現(xiàn)噴漆帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，返修生產(chǎn)成本還會(huì)進(jìn)一步提升，而這些問(wèn)題僅能在噴漆結(jié)束后發(fā)現(xiàn)。對(duì)此未為解決噴涂過(guò)程中造成油漆浪費(fèi)等工作，本方案集成了先進(jìn)的噴涂霧化器的新方案，改善了噴涂上漆率，并將頻繁換色過(guò)程中的霧化器內(nèi)的涂料耗損降低了75%。此外，其創(chuàng)新抗污染設(shè)計(jì)還延長(zhǎng)了外部充電霧化器的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，每次清潔后可使用超過(guò)4小時(shí)，也就是說(shuō)在簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù)的同時(shí)，提升了設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)時(shí)間，并避免了過(guò)噴污染。完整的ABB噴涂系統(tǒng)是環(huán)境友好型交鑰匙解決方案，可通過(guò)實(shí)時(shí)分析和優(yōu)化診斷延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間，確保生產(chǎn)質(zhì)量。

本文闡述一種新型噴涂機(jī)器人霧化器防漆霧裝置，本裝置主要由調(diào)壓閥、壓縮空氣管路、防漆霧圓形支架及防靜電彈性布等組成。其工作原理主要是利用環(huán)形空氣管路，通過(guò)壓縮空氣形成均勻正壓，形成正壓氣體吹掃防靜電彈性布，使布面形成一定頻率的振動(dòng)，使之在正壓及防靜電彈性布頻率振動(dòng)共同作用，大大減少漆霧吸附在噴涂機(jī)器人霧化器表面，保證霧化器的清潔度，減少在生產(chǎn)過(guò)程中因擦洗機(jī)器人造成的停線，提升設(shè)備使用效率提高生產(chǎn)產(chǎn)能。

4 具體實(shí)施方式

下面對(duì)照三維圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施實(shí)例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，所涉及的各構(gòu)件形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

2正壓裝置安裝在3固定護(hù)罩上，1壓縮空氣管路通過(guò)5氣動(dòng)連接組件進(jìn)行連接，4防靜電彈性布覆蓋到3固定護(hù)罩上面，構(gòu)成整個(gè)防漆霧裝置，并將裝置安裝在6噴涂機(jī)器人霧化器上，使用此裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）提高生產(chǎn)效率：將原來(lái)面漆生產(chǎn)有18JPH提升至20JPH;

（2）提高噴涂質(zhì)量：生產(chǎn)過(guò)程中由于霧化器積漆滴落到車(chē)身上，造成油漆車(chē)身漆點(diǎn)等質(zhì)量問(wèn)題，增加本裝置后可杜絕因此問(wèn)題造成的質(zhì)量問(wèn)題，提高一次交檢合格率;

（3）減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人員成本，由于之前清洗機(jī)器人過(guò)于頻繁，占用保潔人員4名，并要隨時(shí)進(jìn)行清洗，增加裝置后每天只需清洗2次即可，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，并有利于其他工作合理分配。

5 結(jié)論

綜上所述，涂裝機(jī)器人容易滿足安全環(huán)保、高效和高質(zhì)量的噴涂要求，是未來(lái)涂裝自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。涂裝車(chē)間潔凈度在車(chē)身品質(zhì)中占有不可替代的作用，在機(jī)器人代替人工作業(yè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)下，應(yīng)充分發(fā)揮機(jī)器人的作用，同步做好機(jī)器人的維護(hù)工作，本文就結(jié)合某涂裝車(chē)間，再對(duì)機(jī)器人充分改善下，利用環(huán)形空氣管路，通過(guò)壓縮空氣形成均勻正壓，形成正壓氣體吹掃防靜電彈性布，使布面形成一定頻率的振動(dòng)，使之在正壓及防靜電彈性布頻率振動(dòng)共同作用，大大減少漆霧吸附在噴涂機(jī)器人霧化器表面的清潔度。從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提升現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙俊英，戈美凈，王青云等.機(jī)器人自動(dòng)噴涂系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與三維建模[J].價(jià)值工程，2015年第23期.