一種內(nèi)飾件噴涂降噪劑自動化設(shè)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(nèi)的內(nèi)飾件與所接觸的車體本身的金屬件會產(chǎn)生相對的微小位移，因而容易發(fā)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(nèi)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(chǎn)生的噪音。但這種人工涂抹的工藝無法滿足產(chǎn)量和涂抹質(zhì)量的要求，涂抹層往往會比較厚，材料成本高。因而，研發(fā)一種能提高噴涂質(zhì)量、提高產(chǎn)量和降低材料成本的噴涂自動化的設(shè)備具有深遠意義。

1 設(shè)備的工作原理

該設(shè)備主要通過內(nèi)循環(huán)使托盤流轉(zhuǎn)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(zhuǎn)載體，通過自動噴涂工位兩側(cè)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(zhuǎn)。另外，為了保證工藝溫度和濕度的要求，在出料口后方設(shè)置烘干系統(tǒng)。

2 設(shè)備的機構(gòu)組成

該設(shè)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(nèi)飾件的載體，通過傳輸機構(gòu)進行輸送轉(zhuǎn)運，主要包括自動噴涂系統(tǒng)1、托盤2、托盤傳輸機3、分層升降機4、噴涂位傳輸機構(gòu)5、緩存位傳輸機構(gòu)6 和烘干系統(tǒng)7，見圖1。人工將內(nèi)飾件放入托盤2 內(nèi)，托盤傳輸機3（右側(cè)）將托盤2 輸送進分層升降機4（右側(cè)）內(nèi)，分層升降機4（右側(cè)）輸送托盤2上升到最高處，噴涂位傳輸機構(gòu)5 再按照箭頭所以方向?qū)⑼斜P2 輸送到自動噴涂系統(tǒng)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(cè)）內(nèi)，分層升降機4（左側(cè)）下降將托盤2 輸送到托盤傳輸機3（左側(cè)）內(nèi)，人工將噴涂完成的內(nèi)飾件取出，托盤傳輸機3（左側(cè)）將托盤2 送回分層升降機4（左側(cè)）內(nèi)，分層升降機4（左側(cè)）將托盤2 輸送到最低位，緩存位傳輸機構(gòu)6 將托盤2 輸送到托盤緩存位，緩存位傳輸機構(gòu)6 再將托盤2 輸送到分層升降機4（右側(cè)）內(nèi)，托盤2 再進入托盤傳輸機3，人工繼續(xù)上內(nèi)飾件，整個系統(tǒng)托盤有多套，托盤2 無限循環(huán)。

圖1 設(shè)備機構(gòu)組成圖

2.1 自動噴涂系統(tǒng)

系統(tǒng)主要由工業(yè)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(tǒng)組成。如下頁圖2 自動噴涂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所示，自動噴涂工藝采用由下向上噴涂，噴槍安裝在工業(yè)機器人上，對噴涂工位上方的托盤內(nèi)的內(nèi)飾件進行自動化噴涂作業(yè)。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(shè)備外，在設(shè)備不停機的狀態(tài)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(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(biāo)簽等構(gòu)成。托盤在設(shè)備內(nèi)移動采用滾動的方式，托盤在設(shè)備內(nèi)循環(huán)運行。多種工件的托盤與系統(tǒng)的接口一致，結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 托盤結(jié)構(gòu)

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(gòu)、更換托盤機構(gòu)、工件檢測傳感器等結(jié)構(gòu)件組成。托盤移動機構(gòu)帶動托盤在托盤操作工位與分層提升機之間進出。當(dāng)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(gòu)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(gòu)下降，低于托盤，打開上件工位側(cè)面的安全門，托盤可從上料工位側(cè)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(tǒng)、托盤輸送軌道、托盤擋停機構(gòu)、層位零點矯正傳感器等結(jié)構(gòu)框架組成。托盤分層升降機使用等節(jié)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(yīng)的托盤擋停機構(gòu)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(zhuǎn)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(fā)出信號，PLC 控制分層提升機執(zhí)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(gòu)如圖4 結(jié)構(gòu)所示。

圖4 分層升降機結(jié)構(gòu)

2.5 噴涂位傳輸機構(gòu)

該機構(gòu)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(gòu)、齒輪齒條、導(dǎo)軌滑塊、電機驅(qū)動機構(gòu)、噴涂位托盤穿銷定位機構(gòu)等組成。噴涂位托盤穿銷定位機構(gòu)對托盤進行精確定位，保證托盤位置的準確，實現(xiàn)對內(nèi)飾件精確位置的噴涂。當(dāng)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(yè)完成，噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機構(gòu)動作定位兩個托盤；噴涂位托盤穿銷定位機構(gòu)釋放托盤，分層提升、下降機的頂層托盤擋停機構(gòu)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(gòu)定位托盤；在分層下降機頂層的托盤定位機構(gòu)定位進入的托盤。噴涂位托盤雙抓手的氣缸穿銷機構(gòu)動作釋放兩個托盤，而后回原位等待下一次循環(huán)動作。

緩存位傳輸機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點與其相同。

2.6 烘干系統(tǒng)

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

3 運行效果

1）使用自動化設(shè)備后產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。由于人工參與導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量控制難，易出現(xiàn)不合格產(chǎn)品，噴涂降噪劑自動化設(shè)備使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，鮮有不合格品出現(xiàn)。

2）降低了降噪劑的使用量，從而降低了生產(chǎn)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(shè)備使噴涂厚度被控制在5～20μm，不僅薄而且均勻。該此設(shè)備實現(xiàn)了全自動化噴涂，效率高。人工涂抹一套車內(nèi)飾件需要120 s，現(xiàn)在設(shè)備中一套托盤放置一套內(nèi)飾件，一套車所需內(nèi)飾件需要2 個托盤，每個托盤運行節(jié)拍45 s，自動噴涂一套車節(jié)拍45×2=90 s，人工涂抹一套車節(jié)拍120 s，每套車節(jié)省時間120-90=30 s，生產(chǎn)效率大幅提高。

4 結(jié)語

通過上述介紹可以看出，該內(nèi)飾件噴涂降噪劑自動化設(shè)備通過機器人來進行噴涂，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性得到了很大的提高，同時，該設(shè)備加快了噴涂速度，減少了機器人待機時間和托盤周轉(zhuǎn)時間，進而提高了生產(chǎn)效率。該設(shè)備將機器人噴涂技術(shù)應(yīng)用在汽車內(nèi)飾件降噪領(lǐng)域，為汽車內(nèi)飾件的加工工藝提供了新思路。另外，該設(shè)備具有低碳，環(huán)保，生產(chǎn)率高，質(zhì)量可控的特點，大大降低了生產(chǎn)成本，適用于產(chǎn)業(yè)化集成批量制造。該設(shè)備的研發(fā)成功使我國汽車內(nèi)飾件加工制造領(lǐng)域進入了全新的發(fā)展階段。