淺析一種噴涂機器人霧化器防漆霧裝置

潘興旺 申標 王秀錦 湯宏波

摘 要：文章闡述一種新型噴涂機器人霧化器防漆霧裝置，可以用于汽車涂裝噴涂機器人生產相關領域，其主要目的保證霧化器的清潔度，即機器人霧化器在生產過程中積漆過快，形成漆滴滴落車身上面，造成質量問題，同時減少在生產過程中因擦洗機器人造成的停線，提升設備使用效率提高生產產能。

關鍵詞：涂裝機器人;霧化器;生產效率

中圖分類號：U468.2? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）04-140-03

前言

某涂裝車間面漆生產線為涂裝車間生產瓶頸，面漆生產效率提升空間較小，面漆實際生產效率18JPH，面漆生產任務需提前開線或加班彌補當日產量，其中清洗機器人時間嚴重影響面漆生產效率。

通過長期觀察研究，頻繁清洗機器人主要原因即霧化器積漆過快，形成漆滴滴落車身上面，造成質量問題。而造成霧化器積漆快的原因是由于機器人在噴涂作業時，運行軌跡是上下運動，由于靜電作用，下沉的漆霧很大部分吸附到霧化器上，當時解決方法就是增加清洗機器人頻次，這樣勢必造成生產過程中停線，嚴重影響生產效率，而增加機器人霧化器防漆霧裝置以后，生產過程中落在霧化器上的漆霧被此裝置吹散振落，解決了清洗機器人頻率高的問題，大大提高生產效率。

1 噴涂機器人的主要術語

1.1 噴涂機器人涂裝效率、涂著效率和涂裝有效率

涂裝效率是噴涂作業效率，包含噴涂單位時間的噴涂面積、涂料和噴涂面積的有效利用率。涂著效率是噴涂過程中涂著在被涂物上的涂料量與實際噴出涂料總量之比值，或被涂無面上的實測膜厚與機器噴出涂料量計算的涂膜厚度之比，也就是涂料的傳輸效率或涂料利用率。涂裝有效率是指實際噴涂被涂物的表面積與噴槍運行的覆蓋面積之比;為使被涂物的邊角部位的涂膜完整，一般噴槍運行的覆蓋面積應大于被涂物的面積。

1.2 成型空氣

氣體從旋杯后側均勻分布的小孔中噴出，用于限制漆霧的幅度（扇幅），并把霧化的漆霧推向被涂物，防止漆霧擴散和反彈污染旋杯和霧化器，對于金屬而言，噴幅影響最終的顏色效果，噴幅不合適很容易出現斑馬紋或者發花等漆膜弊病，噴幅的設置和槍間距有關，油漆的疊加次數基本為3次。例：槍間距為100mm，噴幅最好控制在300mm，這樣同一點油漆可以疊加3次，同時也大大提升油漆利用率。

1.3 涂料電壓值

機械手靜電噴涂的電壓一般在40-70 kV內調整，在高轉速杯式靜電涂裝場合，旋杯噴槍為負極，接地的被涂物車身為正極，在兩極間施加高電壓后產生的強電吸引力是將靠離心力機械霧化的漆霧顆粒傳輸到接地的被涂件上的主要作用力。

1.4 旋杯轉速

旋杯轉速是涂料霧化的一個關鍵參數，直接決定涂料的霧化效果。旋杯高速旋轉時，產生的離心力使涂料沿著旋杯的邊沿霧化得很細。轉速越高，漆霧就越細，漆膜的平滑度就越好，外觀質量也就越好。轉速越低，霧化效果就越差，漆膜平整度也越差而變得粗糙，外觀質量就差。

1.5 涂料噴涂量

自動噴涂機器人的涂料噴涂量是指單位時間傳輸到旋杯的涂料量，又稱出漆量，一般在100-600 mL/min內設置。當其他參數不變的情況下，噴涂量越小，其霧化顆粒越細，但同時漆霧中的溶劑揮發量增大，直接導致桔皮、膜厚偏低等質量缺陷;噴涂量過大時，會影響涂料的霧化效果，使旋杯過載，造成霧化難，產生滴漆、流掛、氣泡等不良現象。因為在實際的噴涂過程中，每臺機器人噴涂的區域不同，所以要設置不同的噴涂量。

2 噴涂機器人主要四大部分構成

機器人主體、機器人控制器、系統控制操作臺、工藝控制柜。下面主要介紹一下機器人主體。

機器人主體：噴涂機器人的主要包括機座、臂部、腕部和終端執行機構這個四大部分組成，是由一個帶有旋轉連接和ac伺服電機的六軸或7軸聯動的機械連接。大多數的噴涂機器人有3-6個運動自由度，而其中腕部通常有1-3個運動自由度。噴涂機器人的執行機構為靜電噴涂霧化器，不同品牌、不同型號的機器人手臂末端的接口不同，根據生產工藝可選擇不同的霧化器。對于采用溶劑型油漆噴涂的系統，必須配備廢油漆廢溶劑清洗回收裝置，避免環境污染，達到環保生產的目的。

3 機器人霧化器

噴漆是汽車制造流程中成本最高的環節之一，原料貴且能耗高。如果出現噴漆帶來的質量問題，返修生產成本還會進一步提升，而這些問題僅能在噴漆結束后發現。對此未為解決噴涂過程中造成油漆浪費等工作，本方案集成了先進的噴涂霧化器的新方案，改善了噴涂上漆率，并將頻繁換色過程中的霧化器內的涂料耗損降低了75%。此外，其創新抗污染設計還延長了外部充電霧化器的運行時長，每次清潔后可使用超過4小時，也就是說在簡化系統維護的同時，提升了設備運行和生產時間，并避免了過噴污染。完整的ABB噴涂系統是環境友好型交鑰匙解決方案，可通過實時分析和優化診斷延長正常運行時間，確保生產質量。

本文闡述一種新型噴涂機器人霧化器防漆霧裝置，本裝置主要由調壓閥、壓縮空氣管路、防漆霧圓形支架及防靜電彈性布等組成。其工作原理主要是利用環形空氣管路，通過壓縮空氣形成均勻正壓，形成正壓氣體吹掃防靜電彈性布，使布面形成一定頻率的振動，使之在正壓及防靜電彈性布頻率振動共同作用，大大減少漆霧吸附在噴涂機器人霧化器表面，保證霧化器的清潔度，減少在生產過程中因擦洗機器人造成的停線，提升設備使用效率提高生產產能。

4 具體實施方式

下面對照三維圖，通過對實施實例的描述，對本實用新型的具體實施方式，所涉及的各構件形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。

2正壓裝置安裝在3固定護罩上，1壓縮空氣管路通過5氣動連接組件進行連接，4防靜電彈性布覆蓋到3固定護罩上面，構成整個防漆霧裝置，并將裝置安裝在6噴涂機器人霧化器上，使用此裝置具有以下優點：

（1）提高生產效率：將原來面漆生產有18JPH提升至20JPH;

（2）提高噴涂質量：生產過程中由于霧化器積漆滴落到車身上，造成油漆車身漆點等質量問題，增加本裝置后可杜絕因此問題造成的質量問題，提高一次交檢合格率;

（3）減少人員勞動強度，節約人員成本，由于之前清洗機器人過于頻繁，占用保潔人員4名，并要隨時進行清洗，增加裝置后每天只需清洗2次即可，減少人員勞動強度，并有利于其他工作合理分配。

5 結論

綜上所述，涂裝機器人容易滿足安全環保、高效和高質量的噴涂要求，是未來涂裝自動化發展的必然趨勢。涂裝車間潔凈度在車身品質中占有不可替代的作用，在機器人代替人工作業行業發展趨勢下，應充分發揮機器人的作用，同步做好機器人的維護工作，本文就結合某涂裝車間，再對機器人充分改善下，利用環形空氣管路，通過壓縮空氣形成均勻正壓，形成正壓氣體吹掃防靜電彈性布，使布面形成一定頻率的振動，使之在正壓及防靜電彈性布頻率振動共同作用，大大減少漆霧吸附在噴涂機器人霧化器表面的清潔度。從而達到提高產品質量，降低成本，提升現場生產效率，增加產品的市場競爭力的目的。

參考文獻

[1] 趙俊英，戈美凈，王青云等.機器人自動噴涂系統的方案設計與三維建模[J].價值工程，2015年第23期.