淺談涂裝機器人噴涂工藝調(diào)試

王兵 李成瑤

摘 ?要：機器人應(yīng)用越來越普遍，本文根據(jù)親身完成機器人工藝調(diào)試的經(jīng)歷，淺談機器人工藝調(diào)試的基本流程，以及工藝調(diào)試過程遭遇的一些漆膜質(zhì)量問題的處理方法，探討如何通過工藝調(diào)試達成漆膜質(zhì)量目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：涂裝;機器人;工藝調(diào)試

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提高人們生活水平同時，也使工廠用工成本越來越高，在一些重復(fù)性工作上，機器人替代人工作業(yè)的情況越來越普遍，并且機器人作業(yè)具有穩(wěn)定性好、惡劣環(huán)境適應(yīng)性強、高強度工作承受能力高等特點，這些特點都非常好的切合了涂裝噴涂環(huán)節(jié)的工作，所以越來越多的涂裝生產(chǎn)線采用機器人噴涂，機器人噴涂的漆膜質(zhì)量則取決于前期機器人噴涂工藝調(diào)試。

1工藝調(diào)試的目的

1.1檢測機器人的工作狀態(tài)

機器人工作狀態(tài)的穩(wěn)定是涂層質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)，主要從涂料的出漆量、內(nèi)外成形空氣的壓力、旋杯轉(zhuǎn)速、電壓這些工藝參數(shù)上評估。

1.2確認機器人噴涂的仿形軌跡

機器人噴涂的仿形軌跡就是后續(xù)的噴涂路徑，仿形軌跡的噴涂距離和軌跡之間的間隔距離都需要合理設(shè)定，并且所有需要機器人噴涂的面都必須有合理的仿形軌跡[1]。

1.3調(diào)試噴涂工藝參數(shù)

機器人噴涂工藝參數(shù)就是涂料的出漆量、內(nèi)外成形空氣的壓力、旋杯轉(zhuǎn)速、電壓，根據(jù)涂層的質(zhì)量要求，通過調(diào)整這些工藝參數(shù)達到相應(yīng)的質(zhì)量要求。

2工藝調(diào)試

2.1工藝調(diào)試流程

校準(zhǔn)和確認機器人的噴涂參數(shù)是下一步調(diào)試工作的基礎(chǔ)，然后驗證仿形軌跡，確認仿形軌跡后進行工藝調(diào)試，工藝調(diào)試主要有定調(diào)試噴幅、分層膜厚調(diào)試、整車噴涂驗證幾個步驟。

2.2機器人工藝參數(shù)校準(zhǔn)和確認

機器人工藝參數(shù)校準(zhǔn)和確認的為了保證實際工作參數(shù)和我們設(shè)定的參數(shù)一致，主要是噴涂出漆量、成形空氣壓力、旋杯轉(zhuǎn)速和電壓。

2.3仿形軌跡確認

機器人仿形軌跡完成后，涂裝工藝人員根據(jù)節(jié)拍時間、噴涂距離、軌跡間距以及噴涂姿態(tài)對噴涂軌跡的布置是否正確、軌跡速度和方向是否合理進行評估。機器人的軌跡行走時間和清洗時間之和必須小于節(jié)拍時間，超出節(jié)拍時間會降低整個涂裝車間生產(chǎn)效率[2]。噴涂距離一般設(shè)定在200-300mm，噴涂距離太近或者太遠會導(dǎo)致出現(xiàn)流掛、花底等漆膜缺陷。軌跡間距（一般為75-100mm）根據(jù)機器人噴幅和噴幅重疊比例的要求確定。

2.4噴涂工藝調(diào)試

2.4.1調(diào)試噴幅

調(diào)試噴幅是通過內(nèi)外成形空氣壓力的大小進行調(diào)整[3]，外成形空氣壓力越大、內(nèi)成形空氣壓力越小，噴涂越小，反之則越大，噴幅的大小通過檢測試板涂層厚度最高點到厚度為最高點一半的距離確定。噴幅大?。↙）的設(shè)定值則根據(jù)噴涂軌跡間距（l）和噴涂重疊比例（a）要求確定，計算公式如下：L=2×l÷a（軌跡間距l(xiāng)=100mm，噴涂重疊比例2/3，噴幅=2×100÷2/3=300mm）。

2.4.2分層膜厚調(diào)試

分層膜厚調(diào)試為了減少需要的調(diào)試車身，使用一臺車進行多次調(diào)試，調(diào)試前使用鋁箔紙包裹整個車身，只需要更換包裹車身的鋁箔，就可以重新進行貼板調(diào)試，分層膜厚調(diào)試到表3的膜厚范圍才可進行下一步的整車噴涂驗證。

2.4.2.1貼板調(diào)試

將馬口鐵板粘貼在車身設(shè)定的位置，設(shè)定好機器人各個刷子噴涂參數(shù)，按設(shè)定的程序和仿形軌跡自動噴涂。其中鐵板粘貼位置設(shè)定在各總成軌跡的中間位置、邊緣位置以及兩段軌跡接槍的位置，并且需要使用高溫膠帶固定;噴涂流量根據(jù)Q=（H×S×ρA）/（ρB×N×η×t）[4]（H為涂層厚度，S為涂層的面積，ρA為涂層的密度，ρB為涂料的密度，N涂料的固體份，η上漆效率，一般為70%，t為軌跡的行走時間）計算確定，內(nèi)外成型空氣根據(jù)噴幅調(diào)試的結(jié)果確定，電壓可根據(jù)機器人廠家和材料廠家建議確定（一般銀色油漆40KV，其他顏色70KV，具體）。試板膜厚調(diào)整到合格，再進行車身局部噴涂驗證。

2.4.2.2車身局部噴涂驗證

將車身包裹的鋁箔在每個總成的中間位置、邊緣位置以及兩段軌跡接槍的位置撕開寬度為30mm的長條，鋁箔邊緣使用高溫膠帶貼緊，按照貼板調(diào)試好的噴涂參數(shù)噴涂，驗證噴涂車身時漆膜厚度情況，有超出范圍的情況調(diào)整噴涂參數(shù)，重新噴涂驗證，直到涂層厚度達到要求。

2.5 整車噴涂驗證

整車噴涂驗證是使用生產(chǎn)狀態(tài)的車身，按照分層膜厚調(diào)試確定的噴涂參數(shù)，進行自動化噴涂，噴涂的前處理、人工點補、自動化噴涂、烘干均按照生產(chǎn)狀態(tài)進行作業(yè)，驗證噴涂整體效果，各位置涂層厚度的均勻性以及是否存在缺漆、流掛、花底的問題，并對存在的問題進行分析和處理，確定最終涂層合格的機器人噴涂參數(shù)，將最終參數(shù)保留存檔，至此調(diào)試完成。

3調(diào)試過程中漆膜質(zhì)量問題的處理

3.1漆膜厚度不均勻

3.1.1軌跡未配置刷子導(dǎo)致缺漆

調(diào)試中出現(xiàn)整片區(qū)域或者整條軌跡沒有涂層的情況，是這段軌跡在刷子表中沒有對應(yīng)的刷子，導(dǎo)致整段軌跡沒有噴涂參數(shù)，噴涂時表現(xiàn)為走到這段軌跡時機器人不出漆。遇到這類問題先檢查噴涂這段軌跡機器人出漆情況，再檢查刷子表配置的噴涂參數(shù)有沒有缺漏，完善這部分程序和刷子表就可以解決這類問題。

3.1.2局部軌跡不合理導(dǎo)致漆膜薄

漆膜的厚度主要取決于出漆量、電壓和仿形軌跡的行走的速度，一段軌跡的機器人出漆量越大、電壓越高、速度越慢，則漆膜厚度越厚，反之則越薄。因為機器人軌跡越快，噴涂時間越短，生產(chǎn)效率就越高，所以很多時候為了追求更高的生產(chǎn)效率，機器人的軌跡速度往往會比較快。我們在調(diào)試中遇到電壓和出漆量較高，但是涂層厚度仍然薄的情況，就必須考慮降低軌跡的行走速遞，增加噴涂時間，保證噴涂的厚度。

3.1.3機器人姿態(tài)不合理導(dǎo)致的漆膜薄

窗框下方和類似弧度變化較大的形面上方漆膜薄，這些位置的軌跡如果使用相鄰大面一樣的噴涂姿態(tài)[5]，會使漆霧的方向和噴涂面不垂直，角度小，噴涂的有效面積小，造成漆膜薄。這類情況需要調(diào)整機器人的軌跡姿態(tài)，使漆霧垂直于噴涂面，保證有最大的有效噴涂面積。

3.1.4兩段軌跡接槍位置漆膜薄

機蓋、頂蓋、尾蓋這些總成兩側(cè)漆膜已經(jīng)比較厚，但是中間位置的涂層仍然薄。一般器人安裝在兩側(cè)，仿形的軌跡是左側(cè)機器人噴涂總成的左側(cè)一半，右側(cè)的機器人噴涂總成的右側(cè)一半，兩段軌跡在中間位置接槍，我們把左側(cè)軌跡復(fù)制到右側(cè)時，因為左右機器人的坐標(biāo)原點設(shè)置存在偏差，導(dǎo)致軌跡整體偏移，接槍位置的軌跡間距大于設(shè)定的間距，造成兩側(cè)涂層厚、中間涂層薄的問題。解決這類問題要確定左右機器人坐標(biāo)原點的偏差值，然后整體對軌跡進行偏移，或者單獨修改仿形接槍位置的軌跡。

3.2漆膜流掛

3.2.1邊緣聚集導(dǎo)致流掛

車門窗框和翼子板尖端出現(xiàn)流掛和滴漆。機器人噴涂都是使用高壓靜電噴涂工藝，電壓達到40-70KV，電場的特點就是在邊緣位置和尖端位置較其他位置更強，漆霧粒子在外加電壓的作用下帶有較高的電荷，電場作用下容易富集在車門窗框和翼子板尖端，造成邊緣流掛和滴漆。這類問題需要為這些軌跡單獨設(shè)置刷子號，降低噴涂電壓、加快軌跡速度來減少邊緣富集的情況。

機蓋邊緣和車門邊緣出現(xiàn)流掛。這些位置出現(xiàn)流掛同樣的因為邊緣富集效應(yīng)導(dǎo)致，但是我們需要保證總成整體的涂膜厚度，所以不能通過降低電壓和加軌跡的方法的處理。處理這類問題可以通過調(diào)整軌跡，如軌跡適當(dāng)遠離邊緣位置，增加軌跡在邊緣位置的噴涂距離來解決。

3.3漆膜發(fā)花

3.3.1整車發(fā)花

整車噴涂銀粉漆時，出現(xiàn)漆膜整體都發(fā)花的問題。漆膜發(fā)花的問題主要是漆膜噴涂較濕，造成在干燥過程中不同區(qū)域的銀粉排列不一致。解決這類整體發(fā)花問題，可通過調(diào)整油漆材料的快慢干來解決，油漆噴涂比較濕的情況，通過增加調(diào)漆時快干溶劑的比例來解決。

3.3.2局部出現(xiàn)條文狀的發(fā)花

側(cè)面車門噴涂時出現(xiàn)有規(guī)律的沿著軌跡行走方向的條文狀發(fā)花。這種發(fā)花問題是由于局部噴涂比較濕，但是只是小范圍而不是大面積出現(xiàn)。這類問題可以通過調(diào)整仿形軌跡的噴涂距離，即增加噴涂距離來解決。

結(jié)束語

隨著機器人噴涂技術(shù)越來越成熟，人工成本越來越高，越來越多的涂裝車間采用機器人噴涂工藝，特別是新建汽車廠的涂裝車間都配置自動化機器人噴涂，如何提高機器人噴涂的漆膜質(zhì)量和噴涂施工的穩(wěn)定性，將是涂裝工藝人員重要的技術(shù)能力。

參考文獻

[1] ?胡琦.淺談噴涂機器人仿形示教[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2015，26（04）.

[2] ?王海平.機器人噴涂仿形技術(shù)及噴涂工藝的優(yōu)化[J].上海涂料，2012，50（04）：36～38.

[3] ?牛光昆.涂裝機器人系統(tǒng)工藝調(diào)試過程簡介[J].汽車工藝與材料，2015（06）：68～72.

[4] ?李成瑤.芻議涂裝噴涂機器人仿形與漆膜性能調(diào)試[J].中國高新區(qū)，2018（16）：43～52.

[5] ?吳小穗.涂裝噴涂機器人仿形與漆膜性能調(diào)試[J].材料保護，2007，40（80）：66～68.