汽車車身自動噴漆裝置技術方案分析

羅 博， 魏 樺， 杜超一， 張帥航

（鄭州財經學院，河南 鄭州 450000）

汽車噴涂是指在車身表面上噴射一層涂料起到保護的效果，汽車噴涂通常使用烤漆，在汽車制造廠。車架與車殼焊后的一個工序便是涂裝，涂料有普通涂料、金屬漆和珠光涂料；汽車噴涂工序分為刮油漆、拋光和噴漆等。噴涂技術對汽車油漆效果影響較大，與普通人工噴漆相比，自動噴漆裝置能夠更好地控制噴槍的啟動、精確地控制噴出量、噴射軌跡，具有噴涂質量高、穩定可靠、工人勞動強度低，節約涂料、減少排放、效益顯著等特點，故自動噴漆的噴涂質量更高。

目前，汽車補漆技術常常是人工補漆，成漆的效果往往和技術人員工作經歷、工人經驗有關，涂料在使用的過程中往往會生成大量的漆霧和有害廢氣，對人身健康產生影響。由于人工補漆技術有著此類缺點，因此，為了解決因噴涂技術人員經驗不足導致的噴涂質量問題，文章提出了汽車車身自動噴涂設備的研究與技術方法，具有成漆效果好且對空氣進行凈化等技術優勢。

1 汽車自動噴涂技術的現狀

最早的汽車噴漆工作大多通過人工噴漆完成，但噴涂的油漆中通常都帶有大量危險的化學物質，這對噴漆技術人員的人身健康也會產生嚴重的負面影響，但通過自動噴涂設備就能夠防止噴漆技術人員直接接觸大量化學物品。此外，由于現代社會的迅速發展，人們對于汽車的美觀性和實用性能都有很大的需求，傳統人工噴涂的生產方式已無法適應現代汽車裝飾工藝發展的需要，而自動噴涂裝置則在極大程度上克服了傳統人工噴漆的缺點，因此，更多汽車專業人士參與到汽車自動噴涂技術的研究工作中。

1.1 霧化方法

汽車上目前最常見的兩個霧化方法為高速旋杯離心霧化和空氣霧化。空氣霧化主要包括無靜電空氣噴涂和靜電空氣噴涂兩類，高速旋杯離心霧化主要適用于靜電噴涂罩光清漆?？諝忪F化噴涂附著率比較低，一般有30%左右，而高速旋杯靜電噴涂霧化效果比空氣霧化效果好，其附著率有85%以上。由于汽車應用的金屬閃光漆比較多，因此，提高金屬閃光漆的附著率是當今汽車噴涂共同研究的問題。

1.2 設備的構成及其布置

自動噴漆裝置一般都是用來噴涂汽車的外部表面，不論是往復式空氣噴涂設備，還是高速旋杯式噴涂裝置都是由自成體系的側噴機構與頂噴機構組成。每個往復空氣噴涂裝置，都是由兩個側噴機構和一個頂噴機構組成，每個高速旋杯一般根據霧化數量為5～11杯，其中通常有3個頂噴機構，其余為側噴機構。為了減少漆霧對設備的污染，延長噴涂設備的使用壽命，避免機件及相對運動可能會給車身造成污點及機件的摩擦火花產生危險，噴涂設備由內置式向外置式發展，盡量減少室外機件和室內部件的相對運動。

1.3 驅動形式

自動噴涂設備大多采用變頻電機或伺服電機作為驅動電機，由于科技的發展，變頻技術和測控技術也得到了快速的應用，這兩種電機能滿足高精度準確的噴涂運動規律的要求。隨著技術日趨完善，由硬同步控制向軟同步控制轉變，單驅動形式向雙驅動形式轉變，從而提高了機器設備的可靠性。

2 裝置系統分析

2.1 車身自動噴涂裝置

六自由度噴涂裝備運動自由度與范圍能夠滿足噴涂的要求，定位精度能夠滿足高質量噴涂控制的需要，該裝置包括機械臂運動機構、噴嘴機構、油漆噴涂運動機構控制系統。

2.2 噴涂與操作系統

為了徹底解決人工噴涂對工作人員人身健康的危害，本研究的系統主要考慮噴涂室布置的網絡化，并配備置于室外的噴涂裝置的操作臺，噴涂工作人員可以通過選擇相應操作控制噴涂作業過程來實現自動控制。

2.3 噴涂質量關鍵參數

根據噴涂對象結構的使用特性和噴涂質量的要求，對該裝置的噴涂運動規律設計，噴射壓力大小和噴涂角度位置不同的參數設計，噴嘴與噴射平面距離的設計，噴嘴霧化質量與錐角設計等情況分析，從而實現噴涂的連續均勻性，保證噴涂的質量。

3 汽車車身自動噴漆裝置的技術方案

為了達到成漆效果良好并能對室內空氣進行凈化的目的，汽車車身自動噴漆裝置包括裝置本身。在裝置本身的內部頂壁均穩定安置有進風扇，在裝置本身的內室左右兩面內壁均穩定安置有第一個滑軌，在第一個滑軌內均滑動連接有第一個電動滑塊，在第一個電動滑塊的相對面均穩定連接有第二個滑塊，在第二個滑軌的外表面均滑動連接有第二電動滑塊，在第二電動滑塊的底面均穩定安置有電動升降桿，電動升降桿的底面均穩定安置有轉動噴嘴，在裝置本身左邊內室的內部底壁均穩定安置有漆箱，在漆箱的上部均穩定安置有右側與漆箱相連通并且左側與轉動噴嘴相連通的水泵，在裝置本身的右邊內室內部底壁均穩定設置有風機。風機的左邊連通有與裝置本身內腔相連的入風口，風機的上部設置有與裝置本身內部固定連接的水箱，在風機的上部連通有插入于水箱內室下部的入風管，在水箱的左側相連有貫通并延伸至裝置本身外部的排水出口，水箱上部連通有與裝置本身內部固定連接的凈化箱，在凈化箱內體腔部固定設置有吸附層，在凈化箱的上部相連有貫通并延伸至裝置本身外部的出氣口。

轉動噴嘴的總量不少于2個，且與電動升降杠桿、第二電動滑塊和第二滑軌，以及第一個滑軌和第一個電動滑塊的數量都是以1:2對應。裝置水泵的左右側兩端都連接有管道，而且左邊管道已貫通并延長至漆箱內，右邊管道則與轉動噴嘴相通。進風口與風機、水泵與排出口和水泵與凈化箱之間，均采用風管連通。吸附層的數量不少于3個，并均衡地分布在凈化箱體的內腔中，且與內腔壁部緊密貼合。進風扇和裝置本身的頂部之間均固定設置有空氣濾網，所述在排水出口和水箱之間設置有水閥。

4 汽車車身自動噴漆裝置效果

與目前的技術水平比較，汽車車身自動噴漆裝置效果如下。

（1）該汽車自動噴漆裝置，由于裝置本身內腔設置有第一個滑軌，經過第一滑軌向內滑行連接有第一個電子滑塊，經過第一個電子滑塊連接有第二個滑軌，經過第二個滑軌內滑動連接有第二個電子滑塊，經過第二個電子滑塊的底座安置有電子升降桿，電子升降桿的底座上固定設置有旋轉噴嘴，從而在各個角度上和平面對汽車進行噴漆，同時機械噴涂沒有產生因人工補漆所造成的噴涂表面不均勻和成漆效果較差的問題。

（2）該汽車自動噴漆裝置，由于裝置本身的頂壁固定設置的進風扇，因此，能夠把漆霧和危害毒氣吹至裝置本身的內室下部，同時又解決了漆霧飄于滑塊與滑軌的連接處，長期累積后影響使用的問題。在設備本身的內室下方安裝有風機，風機的左側連接有入風口，風機的上部設置有水箱，在風機的上部連接有插入水箱內室下部的入風管，水箱的左側連接有排出口，水箱上部連接有凈化箱，凈化箱內腔設置有吸附層，在凈化箱內的上部連接有出氣口。當設備本體內腔中的漆霧和危害毒氣被風機由入風口吸入水箱內，空中的漆霧就會沉淀到水箱的水中，而不溶于水體的危害毒氣就會不斷流入凈化箱內，透過凈化箱體的多級吸附層對有害廢氣進行吸附，吸收后的廢氣經由出氣口排出，水箱中的廢氣則經由出水口排出。

5 汽車車身自動噴漆裝置的實施方式

汽車車身自動噴漆裝置，包括裝置本體1，裝置本體1的頂壁固定安裝有進風扇2，進風扇2與裝置本體1的頂部之間固定安裝有濾網，裝置本體1的內腔左右兩側內壁均固定安裝有第一滑軌3，兩個第一滑軌3內均滑動連接有第一電動滑塊4，兩個第一電動滑塊4的相對面均固定連接有第二滑軌5，第二滑軌5的外表面滑動連接有第二電動滑塊6，第二電動滑塊6的底部固定安裝有電動升降桿7，電動升降桿7的底部固定安裝有旋轉噴頭8，旋轉噴頭8的數量不少于兩個，且與電動升降桿7、第二電動滑塊6和第二滑軌5，與第一滑軌3和第一電動滑塊4的數量為1:2對應。

裝置本體1左側內腔的底壁固定安裝有漆箱9，漆箱9的頂部固定安裝有右側與漆箱9連通且左側與旋轉噴頭8連通的水泵10，水泵10的左右側兩側均連通有水管，且左側水管貫穿并延伸至漆箱9內，右側水管與旋轉噴頭8連通，裝置本體1的右側內腔底壁固定安裝有風機11。風機11的左側連通有與裝置本體1內腔連通的進風口12，進風口12與風機11之間通過風管連通，風機11的上方安裝有與裝置本體1固定連接的水箱13，水箱13與出水口15和水箱13與凈化箱16之間均通過風管連通，風機11的頂部連通有插入水箱13內腔底部的進風管14，水箱13的左側連通有貫穿并延伸至裝置本體1外部的出水口15，出水口15與水箱13之間安裝有水閥。水箱13上方連通有與裝置本體1固定連接的凈化箱16，凈化箱16內腔固定安裝有吸附層17，吸附層17的數量不少于3個，且均勻地分布于凈化箱16的內腔，并與內腔壁緊密貼合，凈化箱16的頂部連通有貫穿并延伸至裝置本體1外部的出氣口18，如圖1—圖2所示。

圖1 汽車自動噴漆裝置的剖視圖

圖2 汽車自動噴漆裝置第一滑軌的側視圖

該車身自動噴漆裝置，通過裝置本體1的內腔安裝第一滑軌3，第一滑軌3內均滑動連接有第一電動滑塊4，第一電動滑塊4連接有第二滑軌5，第二滑軌5滑動連接有第二電動滑塊6，第二電動滑塊6的底部安裝有電動升降桿7，電動升降桿7的底部固定安裝有旋轉噴頭8，實現了多個角度和平面對車身進行噴漆，且機械噴漆不會產生人工補漆而帶來的噴漆不均勻和成漆效果不好的問題。

通過裝置本體1的頂壁固定安裝有進風扇2，可以將漆霧和有害氣體吹至裝置本體1的內腔底部，同時也避免了漆霧飄至滑塊和滑軌的連接處，長時間積累后影響使用的問題。裝置本體1的內腔底部固定有風機11，風機11的左側連通有進風口12，風機11的上方安裝有水箱13，風機11的頂部連通有插入水箱13內腔底部的進風管14，水箱13的左側連通有出水口15，水箱13上方連通有凈化箱16，凈化箱16內腔安裝有吸附層17。凈化箱16的頂部連通有出氣口18，裝置本體1內腔的漆霧和有害氣體被風機11經由進風口12抽入水箱13內，空氣的漆霧會沉淀在水箱13的 水中，而不溶于水的有害氣體會繼續進入凈化箱16，凈化箱16內的多層吸附層17對有害氣體進行吸附，吸附完的氣體通過出氣口18排出。水箱13中的廢水通過出水口15排出，解決了補漆的效果與工作人員的工作經驗相關的問題，以及油漆在使用的過程中會產生大量的漆霧和有害氣體，對人體產生危害的問題。

6 結語

汽車車身自動噴漆工藝技術的發展，是隨著汽車工業總體技術進步而發展起來的。汽車噴漆的質量一直是汽車消費者最關心的問題，經過深入研究了噴漆理論和工藝技術，才能夠更有效地提高噴漆產品質量和防止涂層缺陷。同時，隨著環境保護要求的日益增強，對噴漆裝置也提出了新的需求，就需要通過可靠的自動噴漆裝置的設計和控制以及合理的工藝技術參數，故涂料的涂層必須具備高防銹性能、高裝飾性，以適應在未來更高的環保標準下，完成高質量的汽車車身噴漆的要求。