汽車涂裝機器人噴涂的發展現狀

石建昆

摘要：涂裝技術是一種廣泛應用于汽車表面處理的工藝，對于保護強化汽車、裝飾美化汽車、識別標志汽車都有重要的作用。現如今已經是汽車生產工藝當中不可缺少的重要環節。而隨著科學技術的發展，機器人噴涂工藝逐漸在汽車涂裝技術當中普遍開來，大大提高了汽車涂裝的工作效率、使用性能以及自動化水平。

關鍵詞：涂裝機器人；汽車；噴涂；發展現

中圖分類號： TQ639？文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

汽車涂裝主要是指對汽車表面進行連續涂膜工藝處理，使得汽車表面能夠具有較強的防護、裝飾和其他功能，提高汽車的質量及美觀程度。而機器人噴涂工藝則是一種能夠進行自動噴涂涂料的工業機器人，早在上世紀60年代末就被發明出來，隨后便在汽車、儀表等工業中廣泛應用，大大提高了噴涂質量和噴涂效率，在現如今的汽車涂裝領域中有著較高的應用比率，機器人噴涂技術的發展對于汽車涂裝工藝水平的提高有著重要的影響。

隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，我國交通運輸行業也進入了新的發展時期，在此情況下，汽車制造業迅速發展，汽車制造工藝也在不斷完善。

一、機器人噴涂技術在汽車涂裝中的應用優勢

最早汽車涂裝主要依靠人工噴涂進行，但噴涂的漆料一般都是含有大量的苯、甲苯、二甲苯等具有較強危害性的化學成分，這對噴涂人員的身體健康將會造成較大的影響，但是采用機器人噴涂，則可以避免工作人員直接接觸大量化學物質。除此之外，隨著社會的發展，人們對于汽車的美觀性和使用性能都提出了更高的要求，傳統的人工噴涂已經無法滿足汽車涂裝工藝發展的要求，而噴涂機器人則能夠在很大程度上彌補人工噴涂的劣勢，提高工作效率和噴涂質量，同時也能夠降低人力物力資源的浪費，幫助企業更好的進行成本預算控制，提高了企業的經濟利潤。第三，相對于自動噴涂機，噴涂機器人在操作和維護方面都具有更高的便利性，可以通過離線編程，有效降低進行現場調試所耗費的時間，同時可插件結構和模塊化的設計，能夠實現快速安裝和更換元器件，在很大程度上縮短了維修時間。與此同時，噴涂機器人的設備利用率也要遠遠高于自動噴涂機，從長遠角度來說也是降低成本，提高工作效率的重要途徑。

而我國早期主要使用的噴涂機器人是以日系工業機器人為主，這種工業機器人雖然也能夠完成汽車涂裝工藝的基本工作任務，但是其系統控制精確度不高，隨著現代汽車工藝質量的不斷精細，這種日系工業機器人也逐漸被淘汰。目前，我國汽車涂裝則主要依靠新一代的涂裝多軸機器人來完成，相對于傳統工業機器人，涂裝多軸機器人的工作效率和噴涂質量有了更大的提高。新一代涂裝機器人能夠通過ABB集成過程系統的精確控制，實現閉環回路式調節及高速涂料控制于空氣流量調節，除此之外，ABB集成過程系統還能夠有效避免過噴問題的出現，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美觀度降低的問題，大大提高了涂料和溶劑的利用率。

二、機器人噴涂技術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、發花、色差等問題，這些問題的出現將會嚴重影響汽車的美觀度和質量，工作人員必須重視機器人噴涂過程中出現的這些問題，并采取有效措施進行應對。

（一） 流掛現象的成因及其解決措施

流掛現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，主要表現為某一部位的漆膜明顯變厚。出現流掛現象主要是因為工作人員在設定噴涂機器人時，將以此噴涂成膜的流量設置的過大，或是由于噴涂機器人的涂料管道的壓力過大、噴涂高壓效應等壓力問題導致的流掛問題。

在處理流掛問題時，首先應該在機器人運作之前，對機器人的涂料管道、噴涂開槍閥等部件進行質量檢查，確保噴涂機器人符合運作標準。其次，結合噴涂汽車、噴涂環境以及噴涂涂料的具體情況，設定噴涂機器人的噴涂參數，主要包括噴涂流量、噴涂高壓、成型空氣等因素]。

（二） 橘皮現象的成因及其解決措施

橘皮現象主要出現在汽車表面需要進行噴涂搭接的部分，是一種極為常見的噴涂問題，表現為汽車表面出現像橘皮一樣不平整的褶皺漆面。出現橘皮現象的原因主要有以下幾點：第一，涂料的黏稠度比較高，導致汽車噴涂的流平性比較差；第二，噴涂機器人在進行一次成膜時，噴涂的過薄，這就容易出現漆膜中的溶劑揮發較快的問題；第三，旋杯的轉速過高時，會造成涂料霧化顆粒過于細小，這也會出現漆膜中的溶劑揮發較快的問題。

要想應對橘皮現象，工作人員必須對噴涂的涂料、噴涂機器人以及噴涂工藝等多方面進行全面檢查。首先，工作人員應該根據實際噴涂情況，選擇合適粘稠度的涂料，在涂料中添加的高沸點溶劑也應該合理控制在一定量之內，避免因為涂料問題出現噴涂橘皮現象。其次，噴涂機器人的一次噴涂厚度應該確保適度，避免出現過薄或過厚的現象，而旋杯的轉速也應該根據噴涂的實際情況進行合理控制，從而確保噴涂工藝的完善。

（三） 發花現象的成因及其解決措施

發花現象主要是因為在噴涂過程中出現噴涂的顏色不均勻、厚度不一等問題，表現為條紋和色相混亂等情況，主要出現在水性的金屬漆表面。一方面，現在的許多汽車涂裝都可能涉及到多種顏色，如果使用一臺噴涂機器人進行多種顏色涂料的噴涂時，可能會出現換色清洗時不夠徹底，從而導致噴涂機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，噴涂機器人在噴涂過程中可能會由于噴幅重疊不均勻或是噴涂流量設定過大等原因，出現噴涂厚度不一等問題，這也會造成發花現象。

針對發花現象，工作人員首先應該確保在換色清洗過程中，能夠將噴涂機器人中殘留的上一中涂料徹底清洗，尤其應該注意不同性質的涂料所需的清洗時間往往不同，通常情況下，水性涂料的清洗時間應該確保在15秒以上，而油性涂料則應該在12秒以上就可以。其次，在噴涂過程中，應該將噴涂流量控制在合理的范圍之內，可以通過控制噴涂轉速來調控流量大小。

（四） 色差現象的成因及其解決措施

色差現象主要是指噴涂后的顏色在色相、亮度、彩度等方面與標準板出現偏差，還有可能是在汽車維修補漆出現新漆與原來的汽車漆色不一致的情況。出現色差現象可能是因為噴涂機器人在更換噴涂顏色時沒有清洗干凈，造成新漆色被污染，還有可能是因為噴涂機器人的噴涂管道沒有被徹底清潔，出現一些雜質，這也可能污染新涂料的顏色，或者是因為噴涂機器人噴涂時間過久，造成涂料長時間在噴涂管道中流動，造成涂料的分子結構發生變化，出現顏色差異。除此之外，還有可能因為汽車涂裝時間過長，或因為某些原因將未完成噴涂的汽車長時間停留，也會造成涂料顏色發生變化。

應對色差現象，應該首先注意噴涂機器人的噴涂管道的清潔度，避免殘留其他涂料或雜質，其次，還應該避免將未噴涂完的汽車長時間停留在噴涂作業間。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準板的一致性。

三、總結

總而言之，噴涂機器人在汽車涂裝過程中發揮著重要作用，在提高工作效率和噴涂質量等方面都優于傳統的人工噴涂和自動噴涂機，雖然噴涂機器人在實際應用過程中也存在一些問題，但隨著科學技術的發展，噴涂機器人也在更新換代之中，其工作能力也得到了有效優化，工作人員需要充分注意一些常見的噴涂問題，在使用噴涂機器人時盡可能避免出現這些噴涂問題。

參考文獻：

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