自动涂装

自动涂装（精选九篇）

自动涂装 篇1

由于桶形工件内表面自动喷涂存在作业空间小、形状不规则等特点,传统的自动涂装装备和喷涂机器人都无法到达喷涂区域,更难以实现喷涂姿态控制及动作过程,人工作业即难以达到令人满意的喷涂效果,又存在漆雾对人体的损害问题,所以,研制一款专业的涂装装备来完成桶形工件内表面的自动喷涂作业,一直是亟待解决的技术难题,本文就是在这一需求的推动下开始了对桶形工件内表面自动喷涂进行工艺分析和喷涂装备的研究。

1 桶形工件内喷涂装工艺分析

1.1 桶形工件特征描述

本文针对的桶形工件需要符合如下特征:

1)工件外形为桶形;

2)有一端或两端有开口;

3)工件内壁喷涂区域表面平滑,没有明显的凸起和阶梯状过渡面;

4)截面不规则;

5)工件长度/最小内径≥9。

1.2 工艺原理分析

喷涂工艺分析主要围绕喷涂姿态控制和喷涂工艺控制两个部分。

1)喷涂姿态控制

喷涂姿态控制包括控制喷枪扇面与被喷面的通过速度(即:喷涂速度);喷枪扇面与被喷面的夹角(即:喷涂角度);枪嘴与被喷面的距离(即:喷涂距离)和工件移动速度四个工艺参数。

(1)喷涂速度(V)

结合桶形工件的特点,喷涂速度调节需要通过控制喷枪的旋转速度来实现,速度值与喷涂距离和被喷区域的形状有关,在喷枪的一个旋转周期内,喷枪的旋转速度需要根据数据计算结果实时调整才能保证最终的喷涂速度达到设定值。

以空气喷涂为例,喷涂速度基本在(0.4~0.6)m/s,最佳速度值与涂料特性、喷具特性、基材特性和涂层厚度要求等有关,需要通过喷涂工艺试验来确定。通过试验确定好的喷涂速度指标是计算喷枪旋转速度的依据,不同的喷涂区域可能采用不同的喷涂速度。

(2)喷涂角度

通常最佳的喷涂角度是喷涂扇面与被喷面垂直,即:喷嘴轴向与被喷面夹角为90°,喷涂角度在80°~100°之间对于喷涂质量没有明显影响,喷涂角度的控制既是使喷涂角度达到或接近最佳值。

(3)喷涂距离

喷涂距离是影响喷涂质量的关键参数。一种油漆和一种喷枪的匹配通常会有一个最佳的喷涂距离,需要通过工艺试验来确定,在一个喷涂区域内通常只有一个最佳的喷涂距离,喷涂距离控制就是使喷涂距离达到或接近最佳值。

以空气喷涂为例,最佳喷涂距离基本在(200~300)mm之间。

(4)工件移动速度(V1)

桶形工件的工件移动速度即喷枪与工件在轴向的相对移动速度,当工件在静止状态下进行喷涂时,工件移动速度等同于喷枪沿工件轴向的移动速度。该参数需要与其它参数进行匹配才能保证涂层厚度均匀,对生产节拍有直接影响。

(5)喷涂工艺理论计算

喷涂工艺理论计算公式:V=V1×L×N/W

其中:V=喷涂速度;V1=工件移动速度;L=喷枪行程;N=喷涂变数;W=喷枪扇幅

注:桶形工件内喷中喷枪行程等同于工件内表面圆周长。

2)喷涂工艺控制

影响喷涂工艺的因素很多,在设备上主要控制三个参数,即:涂料流量、喷涂扇幅、雾化效果:

(1)涂料流量

涂料流量是影响喷涂工艺的关键因素,在涂料稳定的前提下,涂料流量决定了系统的成膜能力,流量的稳定性决定了涂层的均匀性,涂料流量的准确性和稳定性是系统工艺技术水平的重要体现。

本系统采用气动流量阀作为涂料流量控制部件,通过电气比例阀对流量阀进行数字化控制。

(2)喷涂扇幅

喷涂扇幅的稳定性直接影响涂层均匀性,以空气喷枪为例,扇幅大小是通过调整喷枪上的“扇形空气”气路压力值来调节,扇幅工作范围在200~300mm,该路气体压力的稳定性决定了扇幅的稳定性。目前,国际上对喷涂扇幅的控制基本采用开环控制的方式,通过电气比例阀来定量控制“扇形空气”气路压力值并提高压力的稳定性。

另外,扇幅大小与喷嘴选择有关,喷嘴选型主要根据需要的流量、扇幅和材质进行选择,喷嘴属于耗材,超出使用寿命后会逐渐出现扇幅不稳定的现象,因此,为了保证系统的工艺稳定性,需要及时更换喷嘴。

(3)雾化效果

喷枪雾化效果是指喷具对油漆进行雾化过程中对油漆颗粒的大小及分布控制的效果,是影响涂层质量的最直接的因素,以空气喷枪为例,雾化效果是通过调整喷枪上的“雾化空气”气路压力值来控制的,该路气体压力的稳定性决定了雾化效果的稳定性。“雾化空气”压力值与喷枪结构有关,需要通过喷涂试验确定,雾化压力过小会造成油漆雾化不充分,导致油漆漆雾颗粒过大和分布不均;雾化压力过大会造成油漆雾化过度,导致油漆漆雾颗粒过小,油漆利用率降低,漆膜质量也会下降。

目前国际上对油漆雾化效果的控制也基本上采用开环控制的方式,通过电气比例阀来定量控制“雾化空气”的压力值并提高压力的稳定性。

2 自动喷涂系统结构及性能研究

通过工艺分析,为了实现对喷涂姿态和油漆工艺的控制需要相对应的装备来实现,本系统由三自由度喷涂机械手和涂装精密控制系统两部分构成。

2.1 三自由度喷涂机械手

1)结构描述

机械手由一个悬臂和一个两轴喷涂手腕构成。悬臂的作用是深入工件内部把喷枪送至喷涂区域,喷涂手腕的作用是调节喷枪的喷涂姿态和喷涂速度。

其中机械臂的机构简图如图1所示,机械臂上固定有两根导轨和齿条,导轨在基础平台上的导向块5上滑动,驱动电机安放在固定的基础平台上,通过齿轮齿条传动。

自由度喷涂手腕安装在悬臂末端,喷枪安装在喷涂手腕上,由旋转轴和径向移动轴构成。旋转轴用于使喷枪绕工件近似轴线回转并调整喷枪的旋转速度,进而调节喷涂速度;径向移动轴用于调节喷枪的喷涂距离和姿态。

手腕的结构图如图2所示,包括回转驱动电机、径向移动电机、传动齿轮箱、回转板、正弦机构、喷枪架和回转接头组成。齿轮箱固定在悬臂前端;回转驱动电机固定在齿轮箱上,通过齿轮箱内部的传动齿轮组带动回转板回转;径向驱动电机同样固定在齿轮箱上,通过齿轮箱内部的传动齿轮组带动正弦机构的曲柄回转;正弦机构曲柄带动滑块在固定在回转板上的导轨进行直线运动;喷枪架固定在正弦机构的滑块上;回转接头的输入端固定在机械臂上,输出端与回转板固连。

2)有限元和动力学分析

由于悬臂长度和悬出量超出常规应用,必然对系统刚度和稳定性造成不利的影响。为避免喷涂过程中在喷枪的反作用力下产生抖动,影响喷涂质量,需进行有限元和动力性分析。本研究采用NX Nastran进行分析。在进行有限元处理之前我们必须位模型赋予各种属性和约束条件。在机械臂模型中,模型受到两个固定约束,一个重力分布载荷、一个手腕集中载荷和一个由于手腕转动造成的动载荷。

通过计算我们得到结构的一阶模态频率是12HZ,而动力载荷的频率为0.14HZ。由于外载荷的频率远远小于结构的固有频率,因此,动力载荷可以看作是静力载荷来加以分析。图5是动力载荷的周期图。从图中可以看出动力载荷的最大值是1.04N,由于整个机构的重力大于2500N,所以动力载荷产生的影响对整个结构来讲微乎其微。

有限元分析结果如图6所示,通过优化结构,悬臂末端下垂量约为2mm,满足喷涂要求。仿真结果与实测结果相符合。

3)控制系统

喷涂机运动控制核心部件选用安川MP2310控制器。MP2310是集成型控制器,可完成多个轴的同步伺服控制。标配有MECHATROLINK-II和Ethernet端口,可分别实现与伺服控制器和上位的通讯。

系统利用了控制器的电子凸轮功能,以时间轴为主轴,3个电机作为从轴,实现离线编程生成的喷涂轨迹。

2.2 涂装精密控制系统

1)系统构成

涂料输供系统完成对涂料从供漆罐到喷枪的输供及控制,由涂料输供单元、涂料清洗单元、喷具单元、气路控制单元、流量控制单元、空气过滤组件及连接附件构成。

涂料输供单元具有供料泵、搅拌器、涂料调压器、涂料稳压塔、涂料过滤器等构成;喷具采用自动空气喷枪,具备涂料流量、雾化空气、扇幅独立调整功能;为了便于设备清洗,系统配置了1套CCV自动换色、清洗阀组,用于实现自动换色、清洗功能。喷枪安装在喷涂手腕上,通过多路回转接头与供气管和涂料管连接,以解决连续旋转过程中漆气管线不缠绕。

为了保证喷涂工艺,需要分别对喷枪的涂料流量、雾化空气、扇幅空气等进行调节。采用气动流量调节阀对油漆流量进行控制,每个气路配有独立的电气比例阀,可实现涂料流量、雾化空气和扇形空气的数字化控制。

2)涂装精密控制系统原理图如图6所示。

3 试验结论

通过对设备单轴机械性能、综合控制精度和喷涂工艺控制能力进行测试,各项性能指标均达到或超过设计指标,具体测试如下:

悬臂运动范围4700,实际使用范围4500mm。

悬臂电机速度10.3593mm/s。

经过大量的油漆工艺试验,试片和模拟件的喷涂效果达到了工艺要求,通过综合测试分析,系统整体性能达到了设计要求,能够满足生产需求。

4 结束语

本文论述的桶形内喷工艺和自动喷涂装备都已得到试验验证并投入到实际应用当中,该工艺和装备的应用为用户节约了油漆,提升了喷涂质量,提高质量稳定性,还把人员从复杂、艰难的作业环境中解放出来,对推动我国自动涂装装备的技术创新起到积极地推动作用,该项技术已经申报国家实用新型专利2项。

摘要：本文针对桶形工件内表面自动喷涂的特点进行工艺分析和装备解决方案的论述,在装备机械结构上充分利用桶形工件的特点,姿态控制精确、灵活,涂装工艺控制方面系统采用了目前国际先进的涂料喷涂工艺精密控制技术,运动轨迹编程方面应用了离线编程和仿真技术,最大程度的降低了人为因素和环境因素的干扰,使整个作业过程实现了自动化。

关键词：涂装,桶形工件,扇形空气,雾化空气

参考文献

[1]王锡春.汽车涂装工艺技术[M].化学工业出版社,2005.

世袭制的涂装 篇2

一座奖杯定下了规矩

先卖关子说一句，以上这些色彩的归属早在百余年前已经被大家默认地定下来，而立下规矩的竟然是一场仅仅举办了五届的比赛一Gordon Bennett Cup。

事情的发展大概是这样，当年借着传媒业起家，继后成为百万富翁的James Gordon Bennnett热心地为法国汽车俱乐部提供了一座奖杯（此人对举办比赛甚有兴趣，除了汽车赛外更有一项同名的飞机比赛），表扬在年度汽车比赛中获胜的汽车俱乐部，但当时的俱乐部并不是现在的模样，随便几个热心人牵头便可在民间成立，那时的汽车俱乐部算是半官方组织，每个国家仅有一个，某种程度上，这种年度俱乐部比赛也就成了争夺国家荣誉的象征，其意义就跟现在的世界杯一样。

剧情曲折离奇

既然是国家间的较量，那总得有个显眼的方式分辨参赛者，这可以是国家缩写，也可以是数字，当然了，最醒目的分辨方法还是颜色，根据不同颜色来区分不同的国家。只不过。1900年举办的首届比赛时，仅有四个国家参加，分别是法国、美国、德国以及比利时。组委会决定使用对比度较高的四种颜色。法国被分配为蓝色，美国用上了红色，德国以及比利时分别得到了白色以及黄色。意大利的赛车红如何得来？跟上面的比赛关系倒是不大，但得到大家认可的赛车红一点也不简单。就在1907年，意大利两位车手驾驶一辆名为ltala的红色赛车参加了北京一巴黎长达8000英里（即接近15000公里）的马拉松比赛，历时2个月的时间，穿过欧亚大陆，最后以第一名的身份到达巴黎，尽管只有五支车队参加这项可以称得上人间炼狱的比赛，但ltala的获胜绝对是实至名归，意大利的赛车开始在世界上有了自己的一席之地。受此影响，上世纪20年代Alfa Romeo等参加汽车赛事的车厂纷纷把之前所使用的黄色涂装改为红色涂装，随着60年代Ferrari红色涂装的厂队赛车成绩远比蓝白相间的客户赛车优异，赛车红便顺理成章成为意大利赛车的唯—代表涂装。

色卡

所谓的赛车红、英国绿等“原色”，并非是随便的一种绿或红就可以代表，为了避免印刷上的偏差而让读者误解，我们特地标出该色的三原色（RGB）数值，藉以让您有个对照标准。

从Gordon BennettCup开始，德国一直在使用白色涂装，但直到上世纪30年代，Mercedes-Benz已经在W25赛车上采用了轻量化的铝合金外壳，但他们的赛车依然比大奖赛的赛例超重1 kg，因此他们干脆把涂装步骤也省略了，不在车身上喷上颜料，这样便顺利地通过了车检，一身闪亮的W25在比赛中不断赢得胜利，因此赢得了银箭的称呼，自此，Mercedes-Benz的赛车便一直被称为银箭，其后更发展为独立的涂装一Silver Arrow。然而，之前的白色涂装并没有被德国车厂所抛弃，在1998年Le Mans夺冠的911 GT1以及在2000年初征战F1的BMW赛车，均使用以白色为主色调的涂装。

法国把蓝色当作国家的象征已经有相当长的一段历史，早在12世纪时候，法国的君主已经在代表国家以及地区的徽章使用蓝色，而法国国旗同样带有蓝色，因此，每逢GoldenBernnett这种代表国家性的比赛时，蓝色自然而然地成为法国的象征。

既然能说得上曲折离奇，当然有个中道理。英国人在连续两年参加这项比赛后，终于在1902年凭借一台绿色的Napier赛车赢得了当年冠军并承担了下一届在英国比赛的组织任务，尽管Napier当时出产的许多旅行车均是采用了绿色涂装，但S.F.Edge的冠军还是起到了极大的说服作用，自此，组委会默认了英国人的涂装颜色——绿色，后来，这种绿色便以英国绿的身份保持下来，并陆续地在许多伟大的英国赛车上出现，就连英国许多民用车品牌，譬如Rolls-Royce、MINI、Land Rover等等，都曾出现涂上英国绿的新车。

自动涂装 篇3

1 AVI系统的功能

AVI系统通常具有以下功能。

(1) 接受来自上层ERP系统的管理信息

通过上层ERP系统的数据接口获得订单信息和生产计划等, 然后结合涂装车间的生产能力, 合理安排生产。

(2) 实时跟踪车体信息

通过实时动态画面, 用户能够方便地掌握整个车间的过车情况, 了解当前订单的生产状况, 快速查找某辆车当前在哪个工艺段, 从而帮助相关人员及时了解一些特殊订单车、试验车或者有严重质量缺陷车的具体位置, 以方便地进行特殊处理。

(3) 质量信息的录入和查询

设置现场操作站, 供质检人员录入车体质量信息, 该信息自动存入AVI数据库, 从而可以为路由功能提供数据, 同时还可以进行车体质量的查询和分析, 并生成和打印报表。

(4) 自动编组和路由功能

在车体路由的分道口和存储区, AVI系统可以根据车体信息和质量信息自动计算出当前车体应当选择的道次, 然后把计算结果发送给机运系统, 大大提高了车间的自动化水平。

(5) 为其他系统提供信息

AVI系统可以通过数据接口为车间内的其他系统、其他车间的系统、上层的ERP系统提供所需的车体生产信息和质量信息, 如下线区广播功能可以为总装车间的物料拉动提供依据, 减少总装的停线率;为喷涂机器人提供车体信息可以实现自动喷涂, 不仅提高了自动化水平, 而且避免了人工误操作的可能性。

(6) 生产数据分析

通过统计各种车型各个时段的生产情况, 分析生产中的瓶颈工段, 为优化配置生产资源提供依据。

2 AVI系统的结构及其组成

AVI系统的典型架构为集中监测、分散控制3层结构 (见图1) 。系统分为3层:监控层、控制层和设备层。其中, 监控层与控制层之间采用工业以太网进行通讯连接, 控制层与设备层之间采用现场总线进行通讯连接。

2.1 监控层

监控层位于AVI系统架构的最上层, 该层的主要设备包括AVI服务器、AVI监控机、打印机和UPS等, 一般放置在中央监控室内。AVI服务器上安装有关系型数据库 (SQL Sever等) , 主要用于数据存储;AVI监控机上安装了组态软件 (IFIX、Intouch等) , 使AVI系统通过车间的以太网同现场PLC控制器相连接, 采集数据并以画面或文本方式在AVI监控机的显示器上进行显示, 实现车体监视、故障显示、用户管理、参数配置、数据存储、统计分析和报表打印等功能。

2.2 控制层

控制层位于AVI系统架构的中间层, 主要指PLC控制柜, 是AVI系统的核心, 通过现场总线和分布式I O与AVI数据采集设备、AVI现场操作站等底层设备连接;同时, 通过车间以太网与监控层设备连接, 实现信息采集功能和控制功能。

AVI系统既可单独设置PLC控制柜, 也可与车间机运电控系统共用PLC控制柜。单独设置PLC控制柜, 由于AVI系统相对独立, 因此施工调试时制约因素相对较少, 投入使用后的维护相对简单, 但需要增加1套PLC控制柜和线缆数量, 并且还要增加与机运PLC之间的连锁信号;如果与车间机运电控系统共用PLC控制柜, 则AVI系统不设PLC控制柜, AVI系统的现场设备信号分别接入该设备所在工艺段的机运PLC控制柜, 优、缺点与前一种方案相反。

2.3 设备层

设备层位于AVI系统架构的最下层, 包括AVI数据采集设备、AVI现场操作站。AVI数据采集设备将在第3部分详细介绍。AVI现场操作站用于显示或录入当前工位的车体信息或质量检查信息, 其实现方式即可采用控制按钮箱接入现场总线的方式, 也可以采用现场计算机接入以太网的方式。

AVI系统的数据采集设备和现场操作站一般设置在以下位置。

a.上线工位:一般设置在来自焊装车间的车体移到滑橇的初始工位, 用于输入车体信息。

b.质量检查工位:用于输入质量检查结果 (如合格、小修、大修等) , 以决定车体下一步走向。

c.自动擦净机和自动喷涂机处:用于提供车型信息和喷涂颜色信息。

d.车体存储编组区入口:根据车型信息和颜色信息对车体进行编组, 可以大幅度提高存储区以后工艺段的工作效率, 在混线生产时显得尤为重要。

e.车体分流处:根据车体信息决定车体走向。

f.下线工位:一般设置在涂装与总装的交接工位处, 把车体最终信息输送到总装车间的其他系统。

2.4 车间以太网

监控层、控制层之间采用工业以太网和TCP/IP协议进行通讯连接, 可以方便、灵活、高速地传输大量信息。通常AVI系统与PMC (Production Monitor Control) 系统、Andon系统共用1套工业以太网。

2.5 现场总线

控制层与设备层之间采用现场总线进行通讯, 能够保证控制层信息和设备层信息快速、可靠的传输。常用的现场总线有Profibus、DeviceNet和ControlNet等, 通常根据PLC控制柜的类型选择合适的现场总线。

3 AVI数据采集方案

汽车涂装工艺流程可以简单归纳为:前处理→电泳→电泳烘干→中涂喷涂→中涂烘干→面漆喷涂→面涂烘干。因此, 要求随车体运行的、与数据采集设备配套的数据信息载体能够经受高温和高污染的考验, 在AVI数据采集设备选型时对此要给以充分重视。常用的AVI数据采集方案有以下几种。

3.1 条形码方案

条形码技术是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术, 是快速、准确、可靠地采集数据的有效手段, 是迄今为止应用最广、最经济的一种自动识别技术。

将条形码技术用于涂装车间AVI系统的具体实施步骤是, 首先要在从焊接车间过来的白车身上粘贴代表该车身特征信息 (如车型、颜色等) 的唯一性编码——条形码, 条形码的材质要具备耐腐蚀、耐高温的特性。

一般地, 在每个数据采集点 (即AVI数据采集设备和现场操作站的设置处) 同时安装1台条形码自动扫描装置和1台手动扫描枪。当车体到达数据采集点时, 条形码自动扫描装置读取贴在车体上的条形码信息, 当读写不正确时自动扫描装置提示操作人员使用手动扫描枪读取条形码信息。

条形码方案具有配置灵活、成本低廉的特点, 但为防止条形码被油漆污染, 一般采取喷涂前在条形码上粘贴一层保护膜、喷涂后再揭掉保护膜的方法, 增加了人工操作工序。

车身上的条形码具有唯一性 (相当于车身的“身份证”编码) , 每台车身有关的信息 (如车型、颜色等) 都存储在数据库中, 因此AVI系统对网络可靠性的依赖程度较大。当出现网络故障时, 会影响生产的正常运行。

3.2 RFID方案

(1) RFID简介

RFID (Radio Frequency Identification) 即射频识别, 是一种非接触式的自动识别技术, RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据, 识别工作无须人工干预, 可工作于各种恶劣环境。目前, RFID技术正朝着降低标签成本、提高标签存储容量、提高读写距离、缩短处理时间的方向发展。与条形码相比, RFID技术具有以下一些技术优势。

a.不需要光源, 甚至可以透过外部材料读取数据;

b.使用寿命长, 能在恶劣环境下工作;

c.能够轻易嵌入或附着在各类不同形状的产品上;

d.读取距离更远;

e.可以写入及读取数据, 写入时间相比打印条形码时间更短;

f.标签的内容可以动态改变;

g.能够同时处理多个标签;

h.标签的数据存取有密码保护, 安全性更高;

i.可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。

(2) RFID在汽车涂装车间的应用

RFID技术是继条形码技术之后广泛应用于涂装车间AVI系统的自动识别技术。RFID数据采集设备包括电子标签 (TAG) 和读写装置, 电子标签是车体信息的载体, 安装在每个装载车体的滑橇上;读写装置安装在每个数据采集点。读写装置不仅可以读出电子标签的信息, 还可以写入车体信息或质量检查信息。这样, 电子标签就成为一个随车体移动的数据库, 车体也成为在整个生产流程中随身携带数据库的“智能车体”。

采用RFID技术, 不需要所有的读/写装置都和主数据库进行通讯, 因此读/写装置与主数据库通讯的失败不会导致生产的停止。目前, 国内有众多整车生产企业的涂装车间配置了基于RFID技术的AVI系统, 采用的RFID产品主要有EMS (ESCORT MEMORY SYSTEMS) 公司的产品、SIEMENS公司的MOBY系列和SIMATIC RF系列产品、TIURCK公司的Blident系列产品、Baumer Ident公司的OIS W产品和OMRON公司的V690系列产品等。

目前, RFID方案在实际应用中还存在以下问题。

a.由于标签要随车体在烘干炉中烘烤, 因此需选用耐高温的标签 (这种标签的表面涂有特殊保护层) , 因此大大增加了标签成本。

b.由于标签要随车体进入喷漆室, 使用一段时间后, 标签表面粘有一层油漆, 影响读写效果, 因此需要定时清理;长时间使用后, 不易清理干净时需要更换标签, 增加了工作量和标签成本。

3.3 红外光电开关方案

(1) 红外光电开关的类别及原理

常用的红外光电开关根据反射/接收形式可分为3种。

a.直接反射式

直接反射式光电开关 (见图2) 是一种集发射器和接收器于一体的传感器。当有被检测物体经过时, 被检测物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器, 于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面较光亮或其反光率较高时, 直接反射式光电开关是首选的检测模式。

b.反射板反射式

反射板反射式光电开关 (见图3) 也是集发射器与接收器于一体, 光电开关发射器发出的光线经过反射板反射回接收器, 当被检测物体经过且完全阻断光线时, 光电开关就产生了开关信号。

c.对射式

对射式光电开关 (见图4) 包含在结构上相互分离的发射器和接收器, 发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时, 光电开关就产生了开关信号。被检测物体不透明时, 对射式光电开关是最可靠的检测模式。

(2) 红外光电开关在AVI系统的应用

可以采用反射板反射式红外光电开关或对射式红外光电开关作为AVI系统的数据采集设备, 后者可靠性更高。对射式红外光电开关的工作原理如下。

在每个装载车体的滑橇上安装1个透空钢码, 钢码采用12位二进制编码:第1位和第12位为1, 用于位置控制;第2位到第10位为数据位, 最多可表示512个滑橇编码;第11位为奇/偶校验位。制作透空钢码时, 首先将十进制滑橇编码转化为二进制编码, 然后在对应二进制编码为1的钢板位置上冲压出长方形的孔。例如编号为314的滑橇, 对应的12位编码是110011101011, 其透空钢码如图5所示。

采用对射式红外光电开关作为AVI系统的数据采集设备时需要为每个数据采集点制作1组 (12个) 发射器和1组 (12个) 接收器, 分别安装在车体路由的两侧。

3.4 透空金属条码方案

为了适应极度恶劣环境的应用, 一些公司已经开发出透空金属条码设备。目前, 国内市场上见到的有瑞典Scirocco AB公司的产品, 该产品由条码发送器I60、条码接收器R24和金属条码B40组成 (见图6) 。但是, 该产品的发送器和接收器之间的距离要求为0.5～2.0 m, 限制了它的应用范围。

3.5 图象识别方案

车辆牌照自动识别系统已被广泛用于治安卡口、城市道路、高速公路、智能小区、停车场和收费站等领域。车辆牌照自动识别系统通过数字摄像机拍摄到车辆牌照的图象, 然后利用图象识别技术对这些图象进行分析, 从而得到车牌编码。目前, 一些汽车工程公司已尝试把这一技术应用于汽车涂装车间AVI系统。与车辆牌照识别相比, AVI系统采用透空钢板表示滑撬编码, 并且只有数字, 其正确识别率大大提高。将在钢板上冲压出4位数字制作成的透空钢码安装在滑橇前部, 前3位数字表示滑橇编码, 最后1位为奇/偶校验位。

图象识别方案的AVI数据采集设备包括图象采集设备 (数字摄象机) 和图象分析设备。图象分析设备有工控式和嵌入式两种, 工控式图象分析设备包括工控计算机、图像采集卡和图象分析软件;嵌入式图象分析设备采用DSP结构的数字图象识别仪。图象分析设备分析出的滑橇编码, 再通过车间以太网上传至监控层设备。

3.6 软件推理方案

软件推理方案取消了数据采集设备, 根据队列原理使用软件编程推算出车体的位置。软件推理方案的原理如下:以质量检查工位、喷涂机器人、车体存储区入口和车体分流处等数据采集位置作为分界线, 把车体路由分为若干段;每个段内的车体是1个“先进先出”的队列;电控控制信号控制队列的“入”和“出”。这样, 只需在上线工位输入当前车体的编号, 就可以根据队列原理和电控控制信号计算出车体在整个路由上的位置。

4 结束语

基于条形码技术的AVI系统最先应用于汽车涂装车间;随着RFID技术的成熟, 基于RFID技术的AVI系统也已经普遍应用于汽车涂装车间。为了提高AVI系统的可靠性, 某些企业的数据采集设备同时安装了条形码设备和RFID设备, 但这同时增加了工程成本和AVI系统的复杂性。

由于汽车涂装车间独特的高温、高污染环境和高可靠性要求, 基于RFID技术的AVI系统还存在一定的缺点, 因此科研人员正在不断探索、开发更好的方案, 如基于透空钢码的光电开关方案、条码方案和图象识别方案等, 这些方案还有待于进一步的完善和验证。

套房实木家具涂装探讨 篇4

现阶段套房实木家具涂装的要领分为着色、底漆涂装和罩光面漆，以榆木家具涂装为例，具体步骤如下：

着色

家具颜色体系着色分为底擦色和面修色两种，大多情况下两种工艺并存。对于家具色彩来说，若要色彩鲜艳通透及色彩层次感强，则要采用底擦色搭配修色工艺来实现。一般来说，家具涂装完毕后最终效果要通过底擦色体现80%的色彩，色彩不够部分通过面修色来实现。若家具涂装全部采用面修色来体现，则漆膜干燥后朦胧不清澈，且层次感差。

底擦色采用高透格丽斯加净味松香水来施工。擦拭时顺木纹方向擦，并用干净的纯棉布擦掉素材表面残留的格丽斯。擦完颜色的素材板，在夏季高温下晾干4小时以上，在冬季低温下晾干6小时以上。充分晾干的目的是让板材中残留的松香水彻底挥发干净，这样表面涂装油漆后氣味便低。

面修色时采用展辰ZP53320净味亮光修色金油加色精来修色，也可采用表面喷涂的PU哑光清加色精来修色。一般修色时在修色水中加入调配好的哑光清20%左右修色即可，这样干燥快、好对色。

底漆涂装

在晾干完全的底擦色底板上喷涂PU底漆时可采用两种工艺来实现。其中一种工艺是先喷PU头度底，头度底比正常的底漆施工时多加0.3的固化剂，一般按1：0.8：0.9左右调油施工，隔夜后砂光去毛刺。采用该工艺涂装的优点是头度底很容易将板材中的气泡置换出来，砂光后喷正常底漆不易起泡;其次是素材的毛刺易树立，砂光时极易砂平整;再次是PU头度底起到架桥作用，可以提高抗下陷及咬筋作用;头度底施工完毕便可每隔一天施工一遍PU特清底，直到导管被完全填充好。

另一种工艺是不做头度底，正常的PU底漆采用湿碰湿工艺来操作。先将正常的PU底喷涂一个十字，待干30分钟内重涂一个十字，晾干后隔夜砂光;砂光后再在表面喷PU特清底一个十字，然后间隔30分钟内重涂一个十字。这样施工有两个优点：一方面节省喷涂时间，可以减少打磨遍数;另一方面避免了油油厚涂起痱子及立面喷涂流泪现象。由于榆木家具在现场摆放时立面喷涂情况多，若一次性喷两个十字则容易出现流挂现象。

第一种工艺在喷涂PU头度底砂光后上正常的PU特清底时也可按方案二施工底漆，这样效果更佳。采用这两种工艺施工底漆时要注意以下方面：

（1）油漆调油后具有一定的活化期，在夏季时使用时间控制在2.5h内用完。油漆加固化剂调配后即发生化学发应，它有一定的最佳使用时间，若超出活化期后仍使用则油漆接近胶化状态喷在板上易脱层、附着力差;

（2）湿碰湿工艺喷涂PU特清底时，两遍之间的间隔时间在夏季控制在30分钟以内，在冬季控制在60分钟内，季节更替时控制在45分钟内。一般来说只要第一遍底漆施工后晾干至表干状态，这时便可在其表面重涂。底层油漆表干后重涂第二遍底漆，则不易发生流挂现象。

（3）油漆在调制时固化剂按标签上的配比执行，稀释剂的添加量依油工个人习惯调整。一般施工PU特清底时稀料加入量在0.5～0.8之间，其中对油漆性能影响大的方面是油漆与固化剂的比例，它决定油漆干燥后的性能。按比例调漆的另一关键点是充分搅拌均匀，油漆与固化剂没混匀便出现局部不干或硬度差的现象。

罩光面漆

将哑光清按PU底漆调油原则调好后备用，喷涂之前先用300目过滤网过滤后喷涂。一般情况下建议面漆待干36小时后打包发货，晾干充分的目的有两个原因：一方面在初期的48小时通风良好的状态下溶剂挥发快，气味低，这样可避免客户投诉;另一方面漆膜的性能基本达到最终要求，这样不易出现碰伤及划痕。

（作者单位：展辰涂料集团股份有限公司北京分公司）

自动涂装 篇5

目前涂装线主要采用空中悬挂和地面滑橇两种机械化输送工件,对于体积小、重量轻的工件常采用悬挂式输送,由封闭式链条连续输送,手工上、下工件,依靠工人体力劳动搬上、卸下工件,重一些的工件用电葫芦等工具起吊,由于涂装批量大、生产节奏快,工人的劳动强度大,加上涂装材料的污染,涂装线上工人的身心健康受到很大影响;而体积大的零件(如汽车车身)常采用地面滑橇输送,使用起重机(升降机)或工件小车上、下工件,这类零件的生产批量一般小,生产节拍相对慢,上、下工件的时间长,对上、下工件的自动化程度要求相对低。本文就悬链涂装线上自动上、下工件的方式方法进行分析研究。

1 工件悬挂形式

1.1 单挂工件

在一个吊杆上悬挂一个工件是悬链涂装上最简单的悬挂形式,如图1所示,其上、下工件的设备也较简单。这种悬挂方式适用于悬挂体积比较大、质量比较重的工件,工件之间的空间比较大,可以在某一定点位置上、下工件,设备抓取工件后等待挂上,也可以等待悬链上的工件达到后卸下。

1.2 上、下挂工件

在一个吊杆上悬挂两个工件,且工件在吊杆的同一侧处于上、下排列,如图2所示,其上、下工件的设备比前一种形式的设备稍复杂一些。这种方式悬挂的工件一般都不大,悬挂在上部的工件和下部的工件之间有一定的距离,前处理和涂装时都能满足作业要求。由于工件处于上、下位置,如果能同时抓取两个工件,装卸设备可以固定在某一定点位置上、下工件,如果涂装的工件型号需要经常更换等原因不能同时抓取两个时,装卸设备就需要一个移动运动才能满足上、下工件。

1.3 上、下多挂工件

在一个吊杆上悬挂多个工件,且工件在吊杆的同一侧处于上、下多个排列,如图3所示。这种方式悬挂的工件尺寸一般比较小,各工件之间都有一定的距离,所以要求悬链距离地面的高度比较大,每个工件都能满足前处理和涂装的要求。由于工件体积小、质量轻、悬挂件数多,同时抓取多个工件比较困难,所需装卸设备的工作速度就比较快,当然这种情况下也可以人工上、下工件。

1.4 正、反挂工件

在一个吊杆上上、下悬挂两个工件,且工件在吊杆的两侧排列,如图4所示。由于悬链和吊杆一直处于移动状态,若在上件或下件时使用一台设备装卸正、反挂的工件,其夹持器要绕过吊杆才能挂上或卸下外侧的工件,增加了装卸工件的难度,所以这种悬挂形式是最难上、下工件的一种。

2 自动上、下工件设备的工作原理

2.1 同步行走

由于悬链连续输送工件,吊杆以及吊杆上的工件一直处于移动状态,当工件装上或卸下时,最好装卸设备上有一个与悬链同步移动速度,这时装卸设备相对悬链上的吊杆静止,装卸设备比较方便地装上或卸下工件,不会造成吊杆、工件以及装卸设备发生碰撞。

2.2 抓取与释放工件

需要涂装的工件形状是多种多样的,如圆形的车轮,长方形的电脑机箱,薄板形状的仪表板,不规则形状的车身等,需要针对工件的形状设计夹持器。圆形工件可以从圆周方向上沿径向夹紧,长方形工件可以采用夹钳式夹紧,薄板形状的工件可以采用真空吸附作用抓取,不规则形状的工件根据具体结构形状采取相应措施。

2.3 保证悬挂工件的空间位置

对于一条悬链涂装输送线,吊挂工件的中心位置基本确定,如果工件的存放位置确定下来,上、下工件的两个位置就确定,虽然空间位置不是太多,但自动上、下工件的设备要能够方便调整其空间位置,以适应不同工件的涂装要求。

3 自动上、下工件设备

由于生产线为悬链环形输送,机械臂需要跨过吊杆反挂工件,采用直角坐标的上、下工件设备难以满足工作要求。我们认为对于悬链涂装线,工件尺寸小、质量轻,采用关节坐标的机器人比较合适。关节坐标机器人具有运转灵活、控制准确等优点,对于中、小型工件的装卸搬运比较方便。

我们对悬链涂装线上自动上、下工件的设备进行了设计研究,其结构简图如图5和图6所示,悬链涂装线上的上、下工件机器人有一个移动自由度,通过滚珠丝杠驱动机座上部的机器人移动,用来保证与悬链同步移动,机器人有腰部回转、下臂和上臂的摆动、腕部的摆动和转动等5个自由度,在机器人末端固定工件夹持器,可采用气动控制夹持工件。图5正挂工件比较方便一些,下臂和上臂转动到一定角度即可抓取或卸下;图6反挂工件就比较困难了,上、下工件时,下臂要跨过行走的吊杆,同时还要保持下臂不能与地面接触,上臂也不能与工件夹持器产生干涉,所以要合理地设计各部分的结构尺寸。

4结束语

随着社会对涂装质量和产量的要求提高,悬链涂装生产线上人工上、下工件难以满足生产的要求,需要采用自动化的设备上、下工件。关节机器人的基座上增加一个滚珠丝杠带动的直线移动能够方便地穿过吊杆到达指定位置装卸工件,具有抓取可靠、搬运迅速,上、下工件位置准确等优点,只要合理地确定各部分结构尺寸,机器人完全可以胜任悬挂涂装线上自动上、下工件的任务。

摘要：本文讨论了涂装线上工件的输送形式,以及悬链涂装线上工件的悬挂形式,分析了悬链涂装线上自动上、下工件的设备工作原理,提出了采用关节坐标机器人进行上、下工件,讨论了机器人上、下工件应具有的自由度数。

关键词：悬链,涂装线,悬挂,上、下工件,机器人

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自动涂装 篇6

1汽车涂装生产线电气自动化控制的基本原理

汽车涂装生产线的主要功能是对焊装后的白车身进行喷漆, 为其涂上特制的防腐涂料, 使之达到一定的耐腐蚀性能, 同时具备更加艳丽的色彩和光泽的外观。汽车涂装的自动化工序包括前处理、电泳、烘干、PVC胶装、中涂、中涂烘干、面涂、面涂烘干等, 而机械化输送系统贯穿整个涂装线的始终, 其能够根据涂装工艺的要求, 按一定的顺序完成升降、变速、倾斜、旋转等动作, 此处以机械化输送控制为研究对象, 对电气自动化控制的基本原理进行阐述。首先, 白车身经过电泳处理后, 进入涂装的地面链部分, 其间工件的运转借助了动辊、升降器、运输链、转台等设备, 该过程中的每个环节均在PLC程序的控制下完成。而其中最关键的设备就是转台站, 转台站由交流电机、继电器、传感器、导轨、辊床及其他零部件组成, 能够控制装有车身的滑橇完成移动、旋转等动作, 这也是涂装生产线得以自动化运行的重要基础。以轿车的涂装为例, 在其涂装输送过程中, 辊床首先带动滑橇执行相应的涂装操作, 然后回到原来的上件点, 继续执行下一个车身的涂装, 该过程需要经过返回线上两个直角弯处的回转变轨机构, 必须在两个转台站的共同操作下才能完成。

在视窗控制中心的显示模块上, 可以显示转台当前的运行速度、旋转角度以及装载车身的数量。转台在刹车电机的驱动下, 带动辊床进行相应的移动操作, 其速度由刹车电机的转速来调控, 而刹车电机的运转受变频器控制。在辊床运行过程中, 定位工作交由PLC控制系统来完成;刹车电机1负责驱动同步带轮, 进而控制辊轮转动;刹车电机2控制辊床在导轨上运行, 实现转台的旋转操作。电感式传感器1对辊床入口位置进行实时检测, 达到定位效果, 当其探测到滑橇物料后, 在PLC控制系统中生成相应的信号, 然后控制转台旋转90度;电感式传感器2对转台的旋转程度进行检测, 待转台旋转到指定角度时, 同样在PLC中产生一个信号, 然后控制辊床停止转动;继电器主要负责刹车电机1和刹车电机2的启停及正反转切换, 只有继电器收到PLC系统的控制信号时, 电机才能启动。PLC控制系统能够对各部分设备的运转情况加以控制, 比如, 当设备即将运行到位时, 便控制设备开始减速, 个别情况下, 设备可能会运转过度, 此时限位开关向PLC系统中输入信号, 由PLC控制电机立刻抱闸, 对设备进行刹车操作, 从而实现机械化输送系统的精准控制。

2汽车涂装生产线电气自动化控制系统的拓扑结构

本文所研究汽车涂装生产线的电气自动化控制系统大约有100个模拟量输入点、80个模拟量输出点、2500个数字量输入点、1000个数字量输出点, 这些输入输出点散布在系统的各个部分。汽车涂装生产线的电气自动化控制系统主要包括以下几大部分, 每一部分具有一套独立的控制系统, 具体为:前处理控制系统、电泳及冲洗控制系统、烘干控制系统、喷涂及烘干控制系统、中涂及烘干控制系统、面涂及烘干控制系统、修饰点补控制系统、上位PC机及工业以太网控制系统。汽车涂装生产线电气自动化控制系统的拓扑结构如图1所示。

根据该网络结构, 可将汽车涂装生产线的电气自动化控制系统分成三层, 其中, 第一层由一台服务器、一台大屏显示器、两台热工监控站、两台机械化监控站构成。第二层和第三层组成PROFIBUS-DP现场总线网络。整个控制系统具有以下特点:PLC CPU采用西门子315-2DP, 该CPU具有很强的网络性能, 本身提供多点接口和现场总线接口, 能够当作现场总线的一类主站。现场配备有可编程操作员终端, 该终端直接与多点接口相连, 具有现场操作和显示功能。PLC与服务器、上位机的以太网之间借助光纤链路OSM单元和通讯处理器、以太网卡实现连接;PLC和现场输入输出之间借助DP通讯处理器及总线耦合器进行连接。

3汽车涂装生产线电气自动化控制系统的关键技术

3.1炉温PID控制

汽车涂装生产线的温控仪表数量较多, 烘干炉风幕区温度需保持100~140℃之间, 这样方能得到性能良好的涂膜。若空气温度超出此范围, 或烘干时间太长, 可能出现涂膜过烘干现象, 导致涂层间无法达到理想的附着效果, 甚至使涂膜脆化、剥落。本文研究的汽车涂装生产线中, 烘干炉和槽液的温度通过PID温度调控器进行控制。PID控制涉及比例控制 (P) 、积分控制 (I) 、微分控制 (D) 三个环节, 其本质上就是确定最佳的比例、积分、微分参数, 进而对控制器的输出偏差加以优化调整, 实现温度调节目的。PID控制结构如图2所示。

PID调控的原理如下, 首先在数字温控仪设定参数, 热电偶实时检测温度变化, 得到温度模拟量, 经A/D转换电路转变为数字信号, 并与设定参数进行比较, 然后通过PLC系统作PID运算, 得出控制结果后, 经D/A转换电路转变成模拟量信号, 然后发送至变频器来控制调节阀动作, 对风量、火力进行调节, 实现温度调控效果。

涂装物经烘干室处理后进入强冷室, 利用吹冷风的方式予以强制冷却, 使之能够满足后续工序的处理条件, 同时避免造成厂房气温的变化。强冷室应设置在烘干室出口处, 通常为一至两个车位, 强冷室也要给予PID温度调控, 最后利用变频器对风门电机的动作执行机构进行控制, 通过调节风门大小来实现温控效果。

3.2变频器应用

变频器工作的基本原理是对电源频率及电压进行调整, 从而达到对电机转速及转矩进行调节和控制的目的。变频器能够在较大幅度内进行连续调速, 可以控制交流电机正反转切换, 并且支持电机进行高频度启停。同时, 变频器拥有自保护功能, 不但能够确保自身安全工作, 也能防止电机发生损毁。在PLC控制系统的支持下, 变频器可以轻易实现对涂装线上各三相感应电机转速的调控, 进而控制升降台、转台等执行各种输送、升降、旋转动作。例如, 在升降机运动的调控过程中, 通过双路输出的增量式编码器输出相位差为90°的两组A、B脉冲, 对其相位进行对比, 可判断出哪一相在前, 当A相超前B相90°时, 代表正转, 当A相滞后B相90°时, 代表反转, 由此判定电机是正转还是反转。同时, 经过对两组脉冲的分析, 可以精确得出交流电机转角及转向, 也就得出了涂装线输送带的位移大小及位移方向, 这样就能够准确、实时地掌握升降台及辊床的上下位置。具体过程为:提升机位于初始位置时, 执行启动操作, 此时如果升降机检测到滑橇上载有车身, 则开启电机, 提升机上行 (此时变频器频率为15HZ) , 编码器对脉冲数进行记录, 当记录脉冲数达到2500时, 变频器降频至10HZ, 令升降机电机减速, 当记录数达到5000时, 提升机停车, 同时辊床电机启动, 将载有车身的滑橇送至下一个工位。经十秒延时后, 卸下车身的滑橇被再次送回原来的提升机站, 然后提升机向下运行 (此时变频器频率为-20HZ) , 下行过程中的运行原理与上行过程相似。

3.3车身信息识别

MOBY识别系统包括两大模块, 分别为SLG读写模块与MDS移动数据内存模块, 两者采用面对面安装的方式。SLG能够对任一区域进行扫描, 可借助接口实现读写操作。在涂装线中, 不同工位的检测及执行机构的元器件均安装在PLC的远程站接口上, MOBY接口模块也安装到远程站上。每个MOBY接口模块配备一个SLG, 可借助PLC中相应的功能块实现对MOBY的读写操作。车身信息识别系统通过电泳、喷涂、储存等重要工艺环节获取相关控制信号, 然后执行一系列联动控制, 以此达到车身运输、电泳参数、喷漆次数等方面的控制效果。

4结语

综上所述, 本文介绍了汽车涂装生产线电气自动化控制的基本原理, 然后从系统拓扑结构、炉温PID控制、变频器应用、车身信息识别等方面提出了汽车涂装生产线电气自动化控制方案, 能够灵活满足各类型汽车的涂装工艺需求, 达到汽车涂装线柔性自动化生产及控制目的, 对提高汽车涂装效率具有一定参考价值。

参考文献

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汽车涂装用几种最新涂料与涂装工艺 篇7

阴极电泳漆具有涂装效率高、经济安全、污染少、防腐蚀性能好、可完全实现自动化管理等特点, 在汽车涂装上得到了迅速的普及应用。近几年围绕节能和环保的要求, 阴极电泳漆技术的发展速度很快。无铅、无锡阴极电泳漆, 低温烘烤型阴极电泳漆, 高泳透力、低溶剂含量的阴极电泳漆, 高锐边防腐性的阴极电泳漆等已经在涂装生产线上得到成熟应用。但由于现用阴极电泳漆主体树脂 (环氧树脂) 的耐候性能差, 随着汽车产品种类的增多及质量要求的提高, 有些只涂电泳漆的零部件及总成不但要具有较高的耐腐蚀性能, 还要具有一定的耐候性能 (比如商用车车架总成等) , 因此国外涂料开发商开发了耐候性阴极电泳漆。

目前有两种技术路线可以提高电泳漆的耐候性能。

1.1 耐紫外线 (UV) 阴极电泳漆

耐UV阴极电泳漆通过调整涂料配方, 将原有的芳香族异氰酸酯改换成脂肪族异氰酸酯, 并加入UV稳定剂和UV稳定的颜料来提高耐候性能。涂料开发商用不同方法 (包括大气曝晒、人工加速老化试验) 测试了该涂料的耐UV性能, 结果都证明该阴极电泳漆耐UV性能达到了与粉末中涂相当的水平。耐UV阴极电泳漆的开发是一个技术进步, 已在国外某生产线上得到了应用。

耐UV阴极电泳漆与现用阴极电泳漆性能的不同点列于表1中。

1.2 分层阴极电泳漆

分层阴极电泳漆的主体树脂是环氧树脂和耐候性树脂的混合。在漆膜烘烤过程中, 不同的成分通过分层电沉析体现各自的机能, 上层具有高耐候性能, 下层具有高防腐性能 (见图1) 。主要通过控制树脂特性Sp值, 使环氧树脂和耐候性树脂在涂膜固化时发生分离。分层阴极电泳漆膜能耐400 h人工老化试验, 保光率为80%, 漆膜的耐腐蚀性能与现用电泳漆相当, 已在日本轻型车和商用车生产线上得到了应用, 国内某商用车车架涂装线在3年前也应用了该种电泳漆。

目前, 国内高档商用车和面包车采用金属漆涂装工艺, 为降低涂装成本和VOC排放, 可以将中涂层取消。要保证达到原有涂层质量, 有两种技术措施:一是改变底色漆和罩光漆的性能, 采用新的中涂、面漆涂装工艺 (在本文后面介绍) ;二是使电泳漆具有耐候性能, 而底色漆和罩光漆的性能不变。如果在阴极电泳漆涂层上直接喷面漆 (金属底色漆和罩光漆) , 则由于金属底色漆阻止UV的能力差, 易引起电泳涂层表面光氧化和粉化, 导致面漆附着力降低、漆膜脱落和早期粉化, 而使用耐候性电泳漆可以克服这一缺陷。

使用耐候型阴极电泳漆的综合成本将有所增加, 如果其成本与现用电泳漆相当, 推广应用的可能性会更大。

2 UV和热双固化清漆

罩光清漆虽然已有粉末罩光清漆 (含浆状粉末罩光清漆) 、水性清漆、高固体分和超高固体分清漆, 且都已商品化并获得工业应用, 但全世界的汽车涂料开发商还在进一步开发新的环保型罩光清漆。紫外线 (UV) 和热双固化清漆就是最近几年开发出来的新品种。

近10年来, 世界环保法规不仅对挥发性有机化合物 (VOC) 的排放量有限制, 而且对CO2的排放量也要限制, 同时对面漆涂膜的功能性 (如耐酸雨、抗划伤性) 和外观装饰性也提出了更高要求。近几年开发的UV和热双固化罩光清漆用于汽车外表面涂装, 在环保、节能、涂膜性能 (外观装饰性、耐酸雨和抗划伤性) 和涂装成本等方面都有较强的竞争力。日本已有采用UV和热双固化涂料的摩托车零部件生产线。该清漆可同时用于金属件和非金属件, 生产线修补也可使用。

新开发的UV和热双固化清漆具有以下特征。

a.双组分、固体分高 (>70%) 。

b.与专用的聚异氰酸酯齐聚物组合, 在涂布过程中有效组分能很好混合。

c.根据需要可高温 (140℃) 烘干, 也可低温 (90℃或低于90℃) 烘干, 与普通清漆相比, 可缩短烘干时间10~15 min。

d.无UV固化的内表面和阴影部位也具有较好的性能。

e.施工范围宽, 更有利于生产线使用。

双固化型清漆在施工工艺、涂膜性能、经济性和环保等方面有以下优点。

a.施工工艺:UV和热固化可并用;可改善内表面/阴影区域的涂装性能。

b.涂膜性能:极好的外观装饰性、优异的抗划伤和耐蚀 (酸雨) 性。

c.经济性:烘干室长度可缩短;改造现有设备投资费用最低。

d.环保方面:节能、高固含量 (>70%) , 可降低VOC挥发量。

3 新的中涂、面漆涂装工艺

传统的中涂、面漆涂装工艺为3C2B, 即中涂-烘干-金属 (珠光) 底色漆-罩光漆 (或两道本色面漆) -烘干。为降低汽车涂装成本和VOC的排放量, 近几年开发了几种新的中涂、面漆涂装工艺, 并在生产线上得到了应用。

3.1 3C1B涂装工艺

所谓3C1B涂装工艺, 就是从中涂层漆开始, 金属底色漆、罩光清漆“湿碰湿”涂装 (Three coat one back) , 取消中涂漆烘干工序的工艺。该工艺已于2002年在日本涂装线上投入使用, 实践证明, 这种新工艺的效果如下。

a.降低成本:节省15%~20%的总能耗;大幅度降低涂料使用量;涂装加工区总体成本降低25%, 生产时间缩短15%。

b.有利于环保:VOC排放量削减45%以上, 在使用溶剂型涂料时也能达到欧洲的VOC排放限制水准 (35 g/m2以下) 。

c.漆膜质量:可以达到目前工艺的质量水平, 可以降低20%面漆产生的垃圾点。

(1) 3C1B涂装工艺的膜厚组成

与目前应用的3C2B涂装工艺比较, 3C1B涂装工艺膜厚组成见图2。可见, 3C1B涂装工艺的中涂层膜厚减薄10μm, 其他各涂层厚度不变。德国“奔茨”公司1998年已开发、采用了水性中涂/水性底色漆/水性粉末罩光涂料的3C1B工艺;日本大发汽车公司与日本关西涂料公司合作开发的水性中涂/水性底色漆/溶剂型罩光涂料的3C1B工艺, 也于2004年在生产线上得到了应用。

(2) 3C1B涂装工艺对底材及涂装材料的要求

由于3C1B涂装工艺的整体膜厚减薄, 所以对底材及电泳漆膜外观的平整度要求比较严格。大量试验表明, 当钢板的粗糙度Ra<1.0μm、电泳漆膜的粗糙度Ra<0.2μm, 并具备较强的抗缩孔性时, 才能得到良好的3C1B体系涂膜外观, 目前使用的电泳涂料漆膜的粗糙度Ra为0.3μm左右。现已开发出为3C1B涂装工艺配套的电泳涂料, 3C1B涂装工艺使用的中涂必须具有良好的底材隐蔽性、耐石击性, W/W施工适应性强;底色漆的底材隐蔽性好、清漆添加紫外线吸收剂提高耐老化性能, 建议使用高固体分中涂和高固体分底色漆。

3.2 双底色漆涂装工艺

为了达到降低涂装成本和环保的目的, 除了采用上述3C1B涂装工艺外, 涂料开发商又开发了一种新的涂装工艺, 即将正常的中涂层取消, 将原来的一道底色漆设计为两涂层 (Base1和Base2) 。为了达到和正常工艺相同的耐候性能, 在底色漆中加入吸收紫外线的组分, 在罩光漆中加入抗紫外线的组分。底色漆Base1做为一种特殊涂层, 其目的是通过底色漆涂层控制紫外线的穿透能力。表2是膜厚不同时, 紫外线的穿透能力的测试结果。

同时, 通过大量试验验证了当紫外线的穿透能力<0.01%时, 才能保证双底色漆工艺的耐候性能与正常工艺相同。所以底色漆的厚度必须保证在20μm以上, 为保险起见, 厚度控制在25μm以上。Base1为双组分, 膜厚为15μm左右, Base2为单组分, 膜厚为10μm左右, 目前已开发为水性底色。

施工时要严格控制Base1的配比, 膜厚分布误差要小, 另外清漆与底色漆配套性要好。当然, 该工艺应用的前提是白车身的平整度和电泳漆膜的平整度要好。双底色漆涂装工艺研发的几个阶段及VOC排放情况见图3。

第1阶段是成熟技术, 底色与清漆都是溶剂型, 可以W/W涂装, 已有生产线实际应用;第2阶段已完成试验室试验, 底色1与底色2之间可以W/W涂装, 但喷清漆前需要预热 (40~60℃、1~3 min) , 目前无实际应用;第3阶段尚处于试验室研究、开发阶段, 底色与清漆都是水性, 底色1与底色2之间、底色2与清漆之间必须预热 (40~60℃、1~3 min) 。

采用双底色漆涂装工艺的优点如下。

a.本工艺应用后的涂层质量不低于现有水平。

b.节约材料成本 (平均100元/台) 。

c.每年减少20%~30%能源费用。

d.新建涂装线的一次性投资减少10%~30%。

e.一次涂装合格率提高50%。

f.生产效率提高30%。

g.可满足环保及VOC排放的要求, VOC排放减少30%以上。

3.3 多功能色漆 (P r e m i u m primer) 涂装工艺

目前也有涂料开发商采用多功能色漆涂装工艺来达到降低涂装成本和环保的目的, 所谓多功能色漆就是把中涂和底色的功能合二为一。其涂层组合有3种。

涂层组合I:适用于中级乘用车、厢式面包车及高档商用车的金属漆车身, 即:电泳→烘干→多功能色漆→烘干→罩光清漆→烘干。

涂层组合II:适用于高级乘用车的金属漆车身, 即:电泳→烘干→多功能色漆→色漆→烘干→罩光清漆→烘干。

涂层组合III:适用于高级乘用车的发动机盖、行李箱盖等, 即:电泳→烘干→多功能色漆→烘干。

该工艺可以减少材料成本、提高生产效率、降低VOC排放。与双底色漆涂装工艺相比的不足之处是多功能色漆涂装工艺有烘干工序。涂料开发商正在开展此方面的工作, 取消该烘干工序。

4 汽车紧固件阴极电泳涂装工艺

近几年, 国外汽车公司 (如GM和Ford) 的部分紧固件采用阴极电泳涂装进行表面处理, 以替代电镀工艺后的钝化处理。众所周知, 阴极电泳涂装机械化程度高、环保、漆膜具有优异的耐腐蚀性能, 在汽车车身及零部件涂装上已应用数年, 是比较成熟的工艺。随着阴极电泳涂料的更新换代, 具有一定耐候性的阴极电泳涂料、边缘耐腐蚀性阴极电泳涂料等也在生产线上得到了实际应用。随着各国环保法规的日趋严格, 无铅、无锡阴极电泳涂料及低溶剂含量的阴极电泳涂料在国内外生产线也已普遍应用。

国外汽车紧固件采用电泳涂装已有20年的历史了, 最早是使用阳极电泳涂装替代传统的浸漆。为解决紧固件在拧紧时漆膜脱落的问题, 1999年改成阴极电泳涂装。现美国 (通用、福特、克莱斯勒) 已有5个电泳槽在使用。用于汽车紧固件的主要是黑颜色, 建筑用标准件有其他颜色。

采用阴极电泳涂装工艺的优点如下。

a.有利于环保。镀锌后钝化液含有六价铬, 而阴极电泳漆是水性涂料, 有利于环保。

b.提高产品的耐腐蚀性和耐湿热性能。传统的电镀锌+钝化工艺, 盐雾试验达到144 h左右, 达克罗涂覆耐腐蚀性能可以达到500~1 000 h, 但成本比较高, 且膜层耐潮湿性差 (耐湿热240 h) 、不耐磨;阴极电泳涂装通过采用不同的工艺方案, 耐盐雾性能可达到240~1 000 h以上、耐湿热500 h以上。

c.漆膜磨擦系数适宜, 不影响产品装配。

5 结束语

自动涂装 篇8

1 无磷涂装前处理技术的应用现状

目前, 我国汽车涂装行业中应用的磷化处理技术与目前我国积极推行的节能环保政策相冲突, 同时磷化处理形式与国家规定处理形式也存在一定不符。磷化处理污染环境的根源在于, 处理过程中造成较多磷化渣堆积。为解决这些磷化渣, 就要采用专业的处理设备。由于磷化温度超过40℃, 因此还需要投入辅助加热设备。另外, 磷化处理要利用较多的逆流水完成工件漂洗工作, 这种高耗能、高排放的形式无法满足行业环保要求。

无磷转化技术的应用主要是以锆盐类物质为原料, 实现对金属表面的有效处理。这种处理形式明显区别于传统磷化处理。无磷转化不含有有害重金属离子, 不需要进行高温处理, 无磷。同时, 处理过程中不会产生残渣, 通过便捷的操作方式即可有效完成转化, 并有效增强电泳对基材的附着力。这种应用形式是一种节能、低温、环保的新型处理技术。

2 无磷涂装前处理的原理及工艺简介

2.1 原理分析

锆和钛属于性质较为相近的两种元素。锆具有较好的抗腐蚀性, 即在大多数自然环境中均能够不受到腐蚀的影响。锆良好的抗腐蚀性主要是因为该元素表面具有连续稳定的氧化膜层, 其牢固性较强。

锆与氧较强的亲和力以及自身较高的反应活性, 能够使锆在自然环境中或在潮湿环境中形成较强的氧化膜。同时, 实践操作以及经验总结可知, 锆与铬酸盐化学转化膜同一原理。一旦暴露在存有微量氧气的环境中, 它就会与氧形成氧化膜, 若氧化锆膜受到破坏就会自行修复。无磷转化处理可用以下反应式表示:H2Zr F6+M+2H2O→Zr O2+M2++4H++6F-+H2。其中, M为Fe、Zn、Al等金属元素。

2.2 工艺分析

2.2.1 无磷转化基本工序

相对传统磷化工艺技术来说, 无磷转化技术在实际操作阶段需要进一步优化, 而磷化处理技术不需要通过改造的方式就能够直接进行生产。各个工位依次可以为1-预脱脂;2-脱脂;3-水洗;4-水洗;5-水洗;6-无磷转化;7-水洗;8-水洗。处理工艺如图1所示。

2.2.2 无磷转化与传统磷化性能对比分析

就汽车涂装工艺企业而言, 质量与性能属于各个生产企业的第一要求。因此, 从两个方面进行分析。

(1) 微观形貌比较分析。不同类型的磷化以及无磷转化成膜作用机制并不相同。为此, 对金属表面膜层情况以及形貌情况的分辨也不同。从微观形貌特征方面看, 可以通过扫描电镜的方式发现其中的差异。

(2) 附着力及抗冲击性能方面的对比分析。结合对GB/T9286-1996《色漆和清漆、漆膜的划格试验》等进行检测试验, 分析结果可以发现, 漆膜厚度在达到25μm的情况下, 两种类型的转化膜设计附着力则为0, 耐冲击力强度在50kg·cm左右。通过对附着力、抗冲击力性能对比研究可总结出, 无磷转化漆膜附着力能够达到涂装基本标准需求, 且其抗冲击性能也能够达到规定标准。

2.2.3 耐蚀性比较分析

盐雾试验属于企业涂装工艺中重要的耐腐蚀性标准。当前, 金属材料中最为流行的是冷轧板。但是, 因为冷轧板本身并不具有镀锌板中的镀锌层或者没有热轧板中的氧化皮等保护, 所以冷轧板的耐腐蚀性性能不强。通过进行盐雾试验可以知道考察区域是否具有变化。

3 无磷转化问题及解决对策

现阶段, 各种类型的电泳漆生产企业通过分析传统磷化产品设计特征, 形成了全新的技术材料。无磷转化技术的应用是一种新型引进技术, 其膜层相对较小, p H值相对较高, 且具有明显的电泳槽溶出现象。为此, 在对无磷转化进行研究以及配套使用过程中, 可能会产生新的问题。

3.1 腐蚀问题

3.1.1 影响因素

过渡段是通道特殊位置。过渡段位置温度相对较高, 从涂装质量角度分析, 第二水洗槽与第三水洗槽之间形成的过渡段相对比较容易发生锈蚀的情况。造成这种情况的主要原因包括三个方面:第一, 通道高温、高湿, 过渡段与脱脂槽之间距离较短, 会产生串热情况, 温度提升较多;第二, 过渡段工艺主要是指通过脱脂槽完成的脱脂表面仍然存在的油脂被处理掉, 此时裸板受到高温、高湿条件的影响, 可能产生锈蚀情况;第三, 工件在实现脱脂操作后, 需要流入到过渡段环节中, 并需要在空气中存在一段时间, 这个过程中可能会出现锈蚀情况。

3.1.2 解决对策

针对上述问题的解决措施:在完成无磷转化前合理加入添加剂, 以防止发生锈蚀。尤其是在第二水洗槽工艺当中, 需要添加添加剂。

在进行第一道水洗工序中, 合理加入部分脱脂液, 使槽液呈碱性, 增强防腐蚀性。在第二道水洗工序中, 要合理减少脱脂液的添加。这一过程防锈效果相对弱化, 因此在第二道水洗工序前要合理加入添加剂, 达到防锈目的。

通过实验总结可知, 无磷转化槽液的p H值范围通常情况为3.8~4.5, 以弱酸性为主。若对第三水洗槽中添加超出标准的防锈剂, 就会造成无磷转化剂的稳定性受到影响, 进而造成槽液PH范围超出标准, 直接影响涂装。

3.2 无磷转化槽液p H的控制效果

无磷转化槽液与传统磷化控制之间的参数存在差异。新工艺控制下, p H范围可以控制在3.8~4.5, 控制范围也相对更加精确。当p H低于3.8时, 工件的表面就会呈现出黄色, 积水位置也会发生锈蚀情况。当p H超过4.5后, 工件表面也会呈现出发黄的情况, 同时槽液也会发生浑浊的情况。脱脂槽串槽带入的碱性物质也会造成无磷转化槽中的p H上升。为此, 除了需要日常控制外, 还需要控制总物质浓度情况, 并通过无磷转化p H调整剂完成调节。

3.3 漆膜表面产生针孔的成因排查分析

因为当前电泳漆主要应用的材料配方设计与生产, 均属于在传统磷化处理技术基础上开发形成的。为此, 在切换无磷转化技术后, 相关的新工艺技术与电泳漆之间形成的匹配效果往往表现出新问题。其中, 比较常见的问题是复杂结构工件外表面产生针孔。切换到新工艺后, 在未发生工艺上的转变情况下, 车身当中并不会产生针孔, 此时车身漆膜表面也会表现出针孔。面对上述问题, 现场可以采用降低点用电压的方式解决。通过实验分析与总结发现, 造成针孔的主要成因是新工艺以及电泳漆之间不匹配。无磷转化因为膜层本身相对传统磷化更薄, 因此通常情况下电泳漆主要采用阴极电泳漆, 而不会采用膜层厚度为纳米级的方法进行处理。于是, 可能会发生电泳漆产生电流密度大的情况, 并更进一步产生针孔问题。因此, 采用无磷转化方法对工件要求相对更高, 因为只有这样才能够确保使用效果达到最佳状态。

4 无磷前处理工艺相关注意问题研究

与传统磷化技术之间进行比较, 无磷前工艺表现出自身优势特征。但是, 就实际应用阶段需要关注几个方面的问题。

(1) 通过利用无磷工艺技术形成的沉渣相对更少, 相对于传统磷化工艺产生的沉渣也相对较小, 但是需要加强对过滤器方面的使用要求;

(2) 工艺技术对纯水条件要求相对较高, 纯水使用总量巨大;

(3) 无磷前处理技术应用为了能够进入到最佳效果, 对前处理槽液中的实际温度有一定的要求, 需要能够被控制在一定范围中;

(4) 借助硅烷类药剂, 可能会对槽液造成污染, 培养细菌环境, 为此需要在槽液中添加杀菌剂;

(5) 对前处理工艺进行使用阶段, 需要有一定的要求, 应当具备一定的清洗能力以及低残留能力;

(6) 无磷前处理工艺所产生的膜层本身具有一定的耐蚀性特征, 但是这种膜层产生的效果相对磷化膜较差。为了防止出现返锈, 应当加强对实际生产工艺的管控, 也需要针对相关设备等进行必要调整。

5 结束语

综上所述, 无磷转化具有低成本、高性能优势, 在汽车涂装行业中也具有广泛的发展空间。通过实践调查了解到, 现阶段我国较多汽车零部件生产方都已逐步实现无磷转化。通过上述论述与分析可知, 无磷转化存在的问题也是困扰企业发展以及汽车涂装行业的关键阻力。在今后应用过程中, 要进一步分析无磷转化问题, 并根据实际需求有效解决问题, 从而不断促进低温节能无磷涂装前处理技术的应用。

摘要：本文主要分析探讨一种新型的环保技术无磷涂装前处理技术, 以顺应现阶段工业生产需求, 满足低温、节能要求。无磷涂装前处理技术在汽车涂装中的应用, 所得漆膜附着力较强, 且具有良好的抗腐蚀性与抗冲击性, 能够达到现阶段汽车工业基本需求标准。此外, 本文将对无磷转化存在的问题与原因进行探讨, 并总结出有效应对措施, 以期能够促进该技术更好地应用。

关键词：无磷,涂装前处理,汽车,无磷转化

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机器人涂装 篇9

为了达到这些目标, 一种新的设计办法已经成功应用于机器人系统中了。这使得机器人涂装系统发展到了新的阶段, 满足了用户需求, 可在上述领域为最终用户提供重要的帮助。

机器人涂装的发展历史

早期用于对车辆内部及外部进行涂装作业的液压机器人存在着使用效率低、移动精度差、可重复性低和维护要求高等缺陷。

1985年第1台中空手腕电动涂装机器人的应用, 给早期机器人的应用缺陷带来了重大改进。从20世纪80年代中期到90年代中期, 涂装车间机器人系统的设计致力于使机器人操作人员以可接受的性能和正常工作时间进行操作。除了对车辆外部进行涂装的标准机器人之外, 还开发了六轴和七轴机器人, 用于对各种车盖、行李仓盖板及开门装置的外部及内部区域进行涂装, 最终目标是100%采用机器人涂装。

经过上一阶段后, 开发目标又放在了提高系统的有效工作时间、改进用户界面、使编程更加方便, 以及把机器人成功用于汽车内部和外部涂装作业方面。同时对供漆系统、换色系统和喷具进行有效调节, 使它们能够和标准机器人相匹配。

电动涂装机器人的引进以及其他进一步的改进工作, 大大提高了整个系统的有效工作时间和涂装质量。一些仍需改进的关键工作是要减少换色和喷涂时的涂料浪费, 并改进同机器人相匹配的喷涂设备的可靠性。

集成了喷涂工艺设备的集成式涂装机器人发明于1996年, “FANUC P-200”就是第1台根据涂装设备而设计的集成式涂装机器人。为了尽量减少涂料浪费, 换色装置就安装在机器人的手臂上, 离喷具尽可能地近些。另外, 供漆管路穿过机器人底座中心进行布置, 使机器人能够绕着涂装线路旋转, 而不是通过外部方式来控制它们。这种新式机器人设计方式以及软管控制技术提高了涂装线路的可靠性。

此外, 在软件的编码中, 控制软件的设计突出了最关键的喷涂程序 (如喷枪开关控制) 的重要性, 这一变化为减少浪费提供了更为精确 (小于4 ms) 的开关枪控制性能。

总之, 这一阶段的改进工作不仅提高了生产效率, 而且还降低了操作和设备维护的成本 (见图1) 。

机器人优化

20世纪90年代晚期, 机器人优化的重点是车门内部、发动机舱和行李仓盖板等的内部喷涂及外部喷涂100%采用静电旋转喷雾器 (或“旋杯”) 。以前, 为了获得满意的外观, 车辆外部的两层金属底漆中, 至少有一层由空气喷枪进行涂装作业。现在通过对旋杯进行设计以及涂装材料方面的改进工作, 使金属底色漆100%采用旋杯喷涂成为可能。比起以前的喷涂过程, 这种杯-杯站喷涂工艺可减少20%～40%的涂料使用量。

21世纪早期, 随着开门装置的协调性及牢固性问题的解决, 采用机器人进行车内涂装作业变得成熟起来。而且, 在许多喷涂机器人装置中, 以更加高效的旋杯取代了喷枪进行内部涂装作业。采用旋杯进行内部涂装作业的一个关键因素是喷雾模式的优化, 目的是能够在车身边缘或不同表面 (如门侧柱的折页区域) 的区域获得均匀的涂层厚度。

现在, 车辆内部及外部喷涂100%都能够采用机器人技术, 并取得了出色的涂装效果。而且, 从20世纪90年代中期到21世纪初, 汽车喷涂线采用在机器人上装喷枪和机器人上装旋杯的混合使用比例已从1995年的大约85%喷枪和15%旋杯转变为85%旋杯和15%喷枪。

主题上的变化

在涂装机器人发展的前20年里, 机器人生产商针对所有的喷涂应用, 推广了一种“通用”机器人及喷涂系统, 基本设计由1个6轴机器人构成。如果把它安装到1根线性导轨上形成第7轴, 则可增加机器人在车身运行方向的工作覆盖范围。通过改变机器人喷涂设备的机械臂长, 保证其在车内和车外喷涂中普遍适用。

机器人喷涂设备包括机器人操作者、供漆设备和喷具。在系统组装期间, 每一台机器人或机器人喷涂设备都同其他的设备相连接。这些其他的设备包括:各种方式的启动控制装置、第7轴线性导轨、空气控制板、操作人员控制板以及单元控制“PLC”。

在一种标准的安装方式中, 为确保机器人设备的性能, 机器人制造商首先在本厂对机器人设备进行组装、调试、加载预备程序, 并通过测试操作运转 (标准情况是20 h) 。然后把机器人设备拆卸、包装, 发运给客户后, 再重新组装。安装之后, 按照设备说明书规定的项目对其进行调试, 例如根据螺线管线圈位置设定的阀门启动所要求的气动延迟时间或者是校准闭合回路空气流仪表系统等 (参见图2) 。

一般来说, 可交付使用件包括:涂装机器人设备以及诸如控制装置、气动装置等系统元件。机器人供货商将这两个部分整合起来, 并将集成的系统提供给最终用户。

21世纪初供应的机器人喷涂系统都具备了长时间正常工作的能力, 是具有高效性和经济性的涂装作业系统。涂装机器人应用技术已非常成熟, 主要的机动车制造商几乎都把机器人喷涂做为优先选择的喷涂方式, 所以没有人会考虑还需要进行哪些改进。但如果从更高层次上展望今后的发展趋势, 现有的机器人喷涂系统还是存在一些潜在的限制性问题, 包括:

a.拥有1部通用机器人进行车内以及车外喷涂是最好的办法吗?

b.如果不是, 那么假如喷涂目的更加明确, 有没有更先进的系统?

c.机器人设计中有哪些要素需要改进, 以使整个系统效率更高?

d.“产品”的恰当定义是什么?它是指一种涂装机器人还是一个涂装系统?

e.对于给最终用户的可交付使用件, 哪些应该看作是“产品”, 哪些应该看作是“系统”?

用途明确的机器人

为了找到这些问题的最佳答案并开发出适当的解决办法, 涂装机器人系统的发展进入到了一个新的阶段:开发专用的涂装机器人。代表这一发展阶段机器人开发成功案例之一的就是2003年开发出的“P-500”涂装系统。

同传统机器人喷涂比较起来, “P-500”涂装系统能够提供更强的喷涂性能, 减少了最终用户的资金和使用成本, 而且能够非常快速地进行安装并投入工作。因为它包含了在传统上同机器人涂装系统不相关的要素, 所以不同于前代的机器人。

以前的机器人涂装系统只是提供机器人和喷涂工具, 而不是针对具体的喷涂目标。现在通过改善车辆外部涂装工艺并增加快速、低成本的安装、试运行以及操作的要素, 可根据最终用户想要购买的是什么产品而对产品设计进行合理化改进。

此外, 新型涂装机器人具有比较小的占地面积和应用的灵活性。可以在较小面积的工作站内进行喷涂作业, 这样既减少投入成本又降低使用成本, 同时还保持了适应一系列车辆大小尺寸的灵活性。

到目前为止, 大多数用于水性涂料的喷漆设备都遇到了操作性能降低或者是结构相对繁复的问题, 而新型涂装机器人喷涂水性涂料就像喷涂溶剂型涂料一样简单而有效。

这种机器人的设计, 通过减少喷涂工作站外部过道上不需要的设备, 给工作站的外部场地节省了空间。

该产品已经超过了预期的性能目标, 并且通过推广升离地面的轨道安装机器人的使用, 改变了机动车行业进行车外涂装的途径。自2003年7月以来, 数以百部的“FANUC P-500iA”涂装机器人已经安装于全世界很多客户的工厂内。其设计带来了创新性的思考, 而这种思考又在机器人设计、处理设备设计、产品维护、编程方式及安装相关领域中产生出多重的专利权和专利权申请。

系统优势

“P-500”系统提供了最佳的均匀性和喷涂处理效果, 有专利权的处理方式以及优化的喷涂设备最大程度地降低了涂装作业时的过喷现象。

大大降低客户的投入成本体现在两个方面:a.机器人系统的价格降低了;b.机器人系统的设计适合于更小的占地面积。在某些情况下, 可以节约40%的空间, 因而明显减少了喷涂工作站的建造成本。

“P-500”系统的高效性降低了用户的使用成本和维护成本。和以前的机器人系统相比, 新一代的机器人系统在许多情况下都降低了超过20%的运营成本。为配合最终用户有限的设备停工期, 系统能在一周之内就完成安装并进行试运转。

对于水性涂料静电涂装作业, “P-500”系统能提供一种高效的输漆方式, 无需外部对接或金属罐交换。这种新方法对喷涂水性涂料而言, 大大增强了喷涂的高效性, 减少了涂料使用量, 并大大降低了输漆方式的复杂性及维修成本。