一種內飾件噴涂降噪劑自動化設備的研制

劉佰林，于 海

（沈陽新松機器人自動化股份有限公司，遼寧 沈陽 110168）

引言

汽車行駛過程中車內的內飾件與所接觸的車體本身的金屬件會產生相對的微小位移，因而容易發出“吱吱”的摩擦噪音。目前解決該問題的辦法是人工用刷子在內飾件上涂上一層降噪劑，表面會很光滑，從而降低了滑動摩擦阻力，這樣就降低了汽車在行駛中產生的噪音。但這種人工涂抹的工藝無法滿足產量和涂抹質量的要求，涂抹層往往會比較厚，材料成本高。因而，研發一種能提高噴涂質量、提高產量和降低材料成本的噴涂自動化的設備具有深遠意義。

1 設備的工作原理

該設備主要通過內循環使托盤流轉至自動噴涂工位，利用機器人進行自動噴涂降噪劑。托盤作為周轉載體，通過自動噴涂工位兩側的分層提升機進行托盤的換層輸送，噴涂完成前后，利用輸送機進行傳輸和緩存，最大限度地利用空間，達到工件的周轉。另外，為了保證工藝溫度和濕度的要求，在出料口后方設置烘干系統。

2 設備的機構組成

該設備主要利用機器人代替人工進行噴涂降噪劑，以托盤作為內飾件的載體，通過傳輸機構進行輸送轉運，主要包括自動噴涂系統1、托盤2、托盤傳輸機3、分層升降機4、噴涂位傳輸機構5、緩存位傳輸機構6 和烘干系統7，見圖1。人工將內飾件放入托盤2 內，托盤傳輸機3（右側）將托盤2 輸送進分層升降機4（右側）內，分層升降機4（右側）輸送托盤2上升到最高處，噴涂位傳輸機構5 再按照箭頭所以方向將托盤2 輸送到自動噴涂系統1的上方精確定位，機器人進行噴涂完成后，托盤2 進入到分層升降機4（左側）內，分層升降機4（左側）下降將托盤2 輸送到托盤傳輸機3（左側）內，人工將噴涂完成的內飾件取出，托盤傳輸機3（左側）將托盤2 送回分層升降機4（左側）內，分層升降機4（左側）將托盤2 輸送到最低位，緩存位傳輸機構6 將托盤2 輸送到托盤緩存位，緩存位傳輸機構6 再將托盤2 輸送到分層升降機4（右側）內，托盤2 再進入托盤傳輸機3，人工繼續上內飾件，整個系統托盤有多套，托盤2 無限循環。

圖1 設備機構組成圖

2.1 自動噴涂系統

系統主要由工業自動機器人、噴槍、物料存儲小罐、備用物料大罐以及控制系統組成。如下頁圖2 自動噴涂系統結構所示，自動噴涂工藝采用由下向上噴涂，噴槍安裝在工業機器人上，對噴涂工位上方的托盤內的內飾件進行自動化噴涂作業。小罐里面的降噪劑直接供給噴槍使用，采用對密閉的物料小罐施加壓力的方式，用噴槍將降噪劑噴出。備用物料的大罐給小罐補料使用，放置在設備外，在設備不停機的狀態下，小罐物料低液位傳感器報警后，密閉的大罐也是采用施加壓力的方式對小罐進行補充物料物料。大罐帶有攪拌裝置對物料大罐里的物料進行攪拌，防止物料沉淀。

圖2 自動噴涂系統結構

2.2 托盤

托盤主要由托盤框架、行走滾輪、工件定位夾具、托盤傳輸定位套、托盤噴涂定位套，托盤識別電子標簽等構成。托盤在設備內移動采用滾動的方式，托盤在設備內循環運行。多種工件的托盤與系統的接口一致，結構如圖3 所示。

圖3 托盤結構

2.3 托盤傳輸機

托盤傳輸機主要由托盤傳輸軌道、托盤移動機構、更換托盤機構、工件檢測傳感器等結構件組成。托盤移動機構帶動托盤在托盤操作工位與分層提升機之間進出。當托盤移動到操作工位時，可上件。托盤傳輸機更換托盤的時侯，更換托盤機構的托盤抱緊氣缸壓臂打開，定位銷從托盤定位套里抽出，更換托盤機構下降，低于托盤，打開上件工位側面的安全門，托盤可從上料工位側面滑出，更換托盤。

2.4 分層升降機

主要由鏈條、動力輸送系統、托盤輸送軌道、托盤擋停機構、層位零點矯正傳感器等結構框架組成。托盤分層升降機使用等節距鏈條，其中每一層的托盤輸送軌道的間距均相同，托盤進出升降機后，都有相應的托盤擋停機構定位托盤，防止托盤下降過程中滑出。分層下降機一層一層地向一個方向轉動，有誤差矯正的功能。銜接的托盤輸送軌道高度差過多時，層位零點矯正傳感器發出信號，PLC 控制分層提升機執行自動校零點功能，讓托盤輸送軌道回到原始的層位高度，機構如圖4 結構所示。

圖4 分層升降機結構

2.5 噴涂位傳輸機構

該機構具有雙抓手的功能，可同時帶動兩個托盤移動，主要由托盤傳輸軌道、氣缸穿銷機構、齒輪齒條、導軌滑塊、電機驅動機構、噴涂位托盤穿銷定位機構等組成。噴涂位托盤穿銷定位機構對托盤進行精確定位，保證托盤位置的準確，實現對內飾件精確位置的噴涂。當分層提升機頂層有托盤，分層下降機頂層沒有托盤，且噴涂工位噴涂作業完成，噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機構動作定位兩個托盤；噴涂位托盤穿銷定位機構釋放托盤，分層提升、下降機的頂層托盤擋停機構回原位，噴涂位托盤雙抓手帶動兩個托盤同時移動。分層提升機里的托盤進入噴涂工位，噴涂工位的托盤進入分層下降機的頂層。在噴涂位托盤穿銷定位機構定位托盤；在分層下降機頂層的托盤定位機構定位進入的托盤。噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機構動作釋放兩個托盤，而后回原位等待下一次循環動作。

緩存位傳輸機構結構特點與其相同。

2.6 烘干系統

托盤進入分層下降機，采用吹熱風的方式對降噪劑進行烘干，熱風可以在封閉烘干區域進行循環，起到節能的效果。干燥后的工件不會因人工下料對噴涂表面產生不良影響。

3 運行效果

1）使用自動化設備后產品質量更加穩定。由于人工參與導致產品的質量控制難，易出現不合格產品，噴涂降噪劑自動化設備使產品質量穩定，鮮有不合格品出現。

2）降低了降噪劑的使用量，從而降低了生產成本。原來人工涂抹不均勻，厚度為0.1～0.2 mm，比較厚；噴涂降噪劑自動化設備使噴涂厚度被控制在5～20μm，不僅薄而且均勻。該此設備實現了全自動化噴涂，效率高。人工涂抹一套車內飾件需要120 s，現在設備中一套托盤放置一套內飾件，一套車所需內飾件需要2 個托盤，每個托盤運行節拍45 s，自動噴涂一套車節拍45×2=90 s，人工涂抹一套車節拍120 s，每套車節省時間120-90=30 s，生產效率大幅提高。

4 結語

通過上述介紹可以看出，該內飾件噴涂降噪劑自動化設備通過機器人來進行噴涂，使產品質量穩定性得到了很大的提高，同時，該設備加快了噴涂速度，減少了機器人待機時間和托盤周轉時間，進而提高了生產效率。該設備將機器人噴涂技術應用在汽車內飾件降噪領域，為汽車內飾件的加工工藝提供了新思路。另外，該設備具有低碳，環保，生產率高，質量可控的特點，大大降低了生產成本，適用于產業化集成批量制造。該設備的研發成功使我國汽車內飾件加工制造領域進入了全新的發展階段。