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汽車涂裝中機器人噴涂操作存在的漆膜缺陷及對策研究
車磊 2022/3/19 19:54:18
（接上頁）厚度就會隨之增加，反之，漆膜變薄。一般情況下，按照如表1所示的噴涂量，采取不同噴涂工藝完成汽車噴涂作業(yè)。
表1 汽車不同部位噴涂流量標準
噴涂工藝 作中涂 金屬色漆 免中涂 雙組分清漆
噴涂流量控制范圍/(mL/min) 300～400 100～180 150～250 350～450
關(guān)于噴涂TCP速率參數(shù)的控制，即對噴涂工具的移動速率采取一定控制措施。由于膜厚與速率成反比關(guān)系，所以可以根據(jù)膜厚需求，調(diào)整裝置噴涂作業(yè)移動速率。一般情況下，控制移動速率在900mm/s以下。
（2）旋杯轉(zhuǎn)速
涂料霧化效果在很大程度上取決于旋杯轉(zhuǎn)速的控制，一般情況下，針對不同的涂料，采取不同的轉(zhuǎn)速控制[7]。其中，水性金屬作業(yè)期間，旋杯轉(zhuǎn)速作業(yè)范圍30～40kr/min，如果換做雙組分涂料，作業(yè)范圍40～45kr/min。
（3）靜電高壓
靜電高壓噴涂是借助電極上的空氣粒子，在兩個極板之間形成靜電場，按照粒子移動原理產(chǎn)生電場力，作用在涂料粒子上，使其得以吸附在車身表面，完成噴涂。一般情況下，噴涂水性涂料期間，以60～70kV電壓作為作業(yè)電壓控制范圍，如果噴涂的涂料屬于油性，則縮小噴涂電壓范圍，控制在65～70kV范圍之內(nèi)。
（4）成型空氣
成型空氣噴福隨著壓力的增加而減小，當(dāng)流量相同時，漆膜的重疊率容易受空氣壓力變化的影響，所以操作中需要嚴格控制壓力大小。一般情況下，設(shè)定噴涂作業(yè)成型空氣壓力范圍30～40dbar。
二、機器人噴涂操作存在的漆膜缺陷及對策
本文針對噴涂操作中常見的漆膜缺陷進行分析，按照汽車涂裝標準，提出漆膜缺陷對應(yīng)的解決策略。其中，常見的漆膜缺陷主要包括流掛缺陷、橘皮缺陷、噴涂顏色不均勻缺陷。
1、汽車部分涂裝位置存在漆膜流掛缺陷及解決對策
（1）漆膜流掛缺陷
機器人噴涂汽車車身期間，經(jīng)常會出現(xiàn)車身漆膜厚度不同情況，產(chǎn)生流掛缺陷，這些缺陷的形狀與淺灘、波浪線類似，主要分布在門把手、邊角、棱線、立面等多個部位。之所以會出現(xiàn)此類問題的主要原因是：1）涂料管路設(shè)定的作業(yè)壓力較大；2）采用一次噴涂手法，車身表面形成的漆膜流量較大；3）作業(yè)期間成型空氣壓力穩(wěn)定性較差，一些部位出現(xiàn)了氣壓波動情況；4）噴槍控制閥門作業(yè)異常；5）噴涂期間產(chǎn)生高壓效應(yīng)。
（2）解決對策
按照汽車涂裝作業(yè)標準，分別對各項問題，提出相應(yīng)解決策略：
1）保證機器人作業(yè)期間管路內(nèi)的壓力大小得以穩(wěn)定控制，通過設(shè)定限定范圍，添加警報結(jié)構(gòu)和自動化控制結(jié)構(gòu)，從而降低問題產(chǎn)生可能性。按照作業(yè)控制標準，控制內(nèi)部壓力大小在3bar左右；
2）對于一次成膜的操作，需要注意成膜的厚度控制。按照操作標準，一道成膜與二道成膜的比例約為5:5，或者6:4，根據(jù)汽車加工膜厚度控制要求具體設(shè)定，所以在操作之前需要計算分析，最終確定比例參數(shù)。
3）對于成型空氣壓力穩(wěn)定性較差問題，建議采取定期校驗方法加以處理。以成型空氣扇幅作為校驗對象，一定發(fā)現(xiàn)扇幅抖動，立即挖掘問題，并采取修復(fù)處理。一般情況下，需要借助專屬測試儀器，采集空氣壓力變化數(shù)據(jù)，作為問題分析參考依據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計分析，找到問題產(chǎn)生根源。
4）考慮到機器人作業(yè)期間容易受多因素影響，槍閥可能出現(xiàn)異常。所以，需要設(shè)定檢驗周期，在規(guī)定時間內(nèi)檢查噴槍閥門，統(tǒng)計作業(yè)過程中開/關(guān)切換次數(shù)。一般情況下，檢驗周期設(shè)定為7d。為了預(yù)防閥門異常，建議當(dāng)閥門開/關(guān)操作切換次數(shù)達到一定數(shù)值后，更換新的閥門。
5）對于成型空氣、旋杯轉(zhuǎn)速、噴涂高壓、流量等作業(yè)參數(shù)的調(diào)整，需要根據(jù)汽車涂裝工藝要求中的涂料黏度和作業(yè)環(huán)境等因素，確定參數(shù)，以此提高漆膜品質(zhì)。
2、汽車涂膜表面存在橘皮缺陷及解決對策
（1）橘皮缺陷
橘皮是汽車涂裝作業(yè)中很難避免的一種缺陷，主要表現(xiàn)為表面不平整粗糙，局部出現(xiàn)皺紋，相比于其他部位，車身噴涂連接位置出現(xiàn)這些缺陷的頻率更高一些。之所以會出現(xiàn)這些問題，主要原因如下：1）涂料黏度偏高，流平性能較差。2）作業(yè)中旋杯轉(zhuǎn)速較高，產(chǎn)生的霧化顆粒比較細，加快了溶劑揮發(fā)速度。3）成型空氣長時間吹掃等待點。4）采用一次噴膜工藝，導(dǎo)致膜的厚度比較薄，加快了溶劑揮發(fā)速度。
（2）解決對策
本文通過閱讀大量文獻資料，結(jié)合汽車涂裝操作經(jīng)驗，針對橘皮缺陷，提出一些解決對策：
1）針對流平性能較差問題，可以適當(dāng)在涂料中添加一些沸點較高的溶劑。噴涂過程中溫度升高時，溶劑發(fā)揮作用，降低涂料黏度，從而緩解留平性能較差問題。
2）根據(jù)施工工藝需求，控制旋（未完，下一頁）
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