汽車涂裝機(jī)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(duì)于保護(hù)強(qiáng)化汽車、裝飾美化汽車、識(shí)別標(biāo)志汽車都有重要的作用?，F(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(jī)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(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：涂裝機(jī)器人；汽車；噴涂；發(fā)展現(xiàn)

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

汽車涂裝主要是指對(duì)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(qiáng)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(jī)器人噴涂工藝則是一種能夠進(jìn)行自動(dòng)噴涂涂料的工業(yè)機(jī)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(jī)器人噴涂技術(shù)的發(fā)展對(duì)于汽車涂裝工藝水平的提高有著重要的影響。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)也進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)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(jī)器人噴涂技術(shù)在汽車涂裝中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

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(qiáng)危害性的化學(xué)成分，這對(duì)噴涂人員的身體健康將會(huì)造成較大的影響，但是采用機(jī)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(huì)的發(fā)展，人們對(duì)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(jī)器人則能夠在很大程度上彌補(bǔ)人工噴涂的劣勢(shì)，提高工作效率和噴涂質(zhì)量，同時(shí)也能夠降低人力物力資源的浪費(fèi)，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(jì)利潤(rùn)。第三，相對(duì)于自動(dòng)噴涂機(jī)，噴涂機(jī)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(chǎng)調(diào)試所耗費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)可插件結(jié)構(gòu)和模塊化的設(shè)計(jì)，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(shí)間。與此同時(shí)，噴涂機(jī)器人的設(shè)備利用率也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自動(dòng)噴涂機(jī)，從長(zhǎng)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(guó)早期主要使用的噴涂機(jī)器人是以日系工業(yè)機(jī)器人為主，這種工業(yè)機(jī)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(jī)器人也逐漸被淘汰。目前，我國(guó)汽車涂裝則主要依靠新一代的涂裝多軸機(jī)器人來完成，相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，涂裝多軸機(jī)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(jī)器人能夠通過ABB集成過程系統(tǒng)的精確控制，實(shí)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(jī)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(jī)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(huì)嚴(yán)重影響汽車的美觀度和質(zhì)量，工作人員必須重視機(jī)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(duì)。

（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?yàn)楣ぷ魅藛T在設(shè)定噴涂機(jī)器人時(shí)，將以此噴涂成膜的流量設(shè)置的過大，或是由于噴涂機(jī)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(shí)，首先應(yīng)該在機(jī)器人運(yùn)作之前，對(duì)機(jī)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(jī)器人符合運(yùn)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(jī)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(diǎn)：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(jī)器人在進(jìn)行一次成膜時(shí)，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(shí)，會(huì)造成涂料霧化顆粒過于細(xì)小，這也會(huì)出現(xiàn)漆膜中的溶劑揮發(fā)較快的問題。

要想應(yīng)對(duì)橘皮現(xiàn)象，工作人員必須對(duì)噴涂的涂料、噴涂機(jī)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(shí)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(diǎn)溶劑也應(yīng)該合理控制在一定量之內(nèi)，避免因?yàn)橥苛蠁栴}出現(xiàn)噴涂橘皮現(xiàn)象。其次，噴涂機(jī)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(shí)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?yàn)樵趪娡窟^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(tái)噴涂機(jī)器人進(jìn)行多種顏色涂料的噴涂時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)換色清洗時(shí)不夠徹底，從而導(dǎo)致噴涂機(jī)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(jī)器人在噴涂過程中可能會(huì)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(huì)造成發(fā)花現(xiàn)象。

針對(duì)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(jī)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(shí)間往往不同，通常情況下，水性涂料的清洗時(shí)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(bǔ)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?yàn)閲娡繖C(jī)器人在更換噴涂顏色時(shí)沒有清洗干凈，造成新漆色被污染，還有可能是因?yàn)閲娡繖C(jī)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?yàn)閲娡繖C(jī)器人噴涂時(shí)間過久，造成涂料長(zhǎng)時(shí)間在噴涂管道中流動(dòng)，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?yàn)槠囃垦b時(shí)間過長(zhǎng)，或因?yàn)槟承┰驅(qū)⑽赐瓿蓢娡康钠囬L(zhǎng)時(shí)間停留，也會(huì)造成涂料顏色發(fā)生變化。

應(yīng)對(duì)色差現(xiàn)象，應(yīng)該首先注意噴涂機(jī)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(zhǎng)時(shí)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(jī)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(dòng)噴涂機(jī)，雖然噴涂機(jī)器人在實(shí)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(jī)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(jī)器人時(shí)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(jī)器人[J].電鍍與涂飾，1993（04）.

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