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工藝解析:機器人噴塗漆膜厚度控製
來源:本站 發布時間:2016-12-23 10:53:03 閱讀:1996

隨著國內乘用車工業的發展,越來越多的機械噴塗取代了手工作業。在這種趨勢中,機器人噴塗所占的比例也越來越大。如原先在車身噴塗中普遍使用的6杯站或9杯站係統,也有被機器人噴塗替代的趨勢。汽車車身外覆件也大量使用機器人噴塗,如國內轎車保險杠噴塗中超過一半的產量使用了機器人。機器人噴塗既保持了手工噴對複雜形麵的適應,又具精確性和重複性。本文將討論機器人施工時影響最終塗膜厚度的各種因素,為生產中對膜的控製調整提供一些思路。

膜厚控製的意義

對於塗裝施工而言,塗膜厚度是塗裝工藝中最重要的控製因素,其意義在於:

(1)防止因膜厚不適當導致的塗層缺陷。根據經驗,現場生產中塗層的外觀缺陷有超過一半以上是因為漆層膜厚控製不當造成的。一些常見的塗裝缺陷如流掛、漆層薄、露底色等直接與膜厚控製失控有關,還有一些缺陷也間接同這有關。譬如,保險杠噴塗的第一層助黏底漆膜厚不夠,會導致整個塗層附著力下降,同時底漆的膜厚達不到要求時其導電效果也會下降,這會引起第一道色漆使用靜電噴塗時塗料的轉移率下降,最後導致色漆不足。

(2)幫助外觀指標的調整。常見的漆膜外觀指標如光澤、色差、桔皮、DOI等都需要以膜厚控製作為基礎。上述指標都明顯受到膜厚,特別是麵漆膜厚的影響,因此,在整個塗裝質量控製中,把膜厚作為最重要的控製因素是必須的。

(3)成本的控製。除了膜厚控製對塗裝質量影響體現的質量成本外,塗裝的主要成本中約有一半被塗料所占據。精確的膜厚控製不僅有助於塗裝質量的穩定,還有利於塗料的節約。統計顯示,采用同樣設備噴塗時,是否精確控製膜厚其所消耗的塗料相差25%以上。目前在國內使用的機器人噴塗主要有日本岩田或三菱機器人,這些設備引進較早,控製精度較差;新的塗裝線普遍采用ABB、FANUC、MOTOMAN、DURR等多軸機器人,在本文中主要是以ABB機器人為基礎進行討論

影響漆膜厚度的因素在機器人噴塗施工中,塗層膜厚可以按如下公式計算:

幹膜厚度=(流量×塗料體積固體含量×塗料轉移率)/(走槍速度×噴幅寬度)(1)流量,即噴塗時單位時間從噴槍口流出的塗料體積。在機器人噴塗中,這個數據直接在BRUSH(刷子)參數表中確定。一些老式的機器人噴塗中,流量控製沒有和機器人係統建立聯係,無法在一個噴塗程序中間隨時更改流量。而大部分新機器人的流量控製係統直接由機器人的IPS係統控製,使流量控製更加精確和便捷。如在ABB機器人噴塗的流量控製中,根據流量控製是否閉環分兩類。

一是對流量精度高的設備采用閉環控製,在閉環控製中,常用的設備配置有兩種:

一是使用計量齒輪泵,即泵每轉一圈所獲得的體積數是恒定的,機器人1PS係統控製計量泵的轉速來達到定量供漆,在這類係統中,塗料的動力來自齒輪泵產生的壓力。

二是通過流量計和節流閥組成的閉路係統來控製,在這類係統中,塗料的壓力來源於供漆係統,流量計獲得的流量信號傳到機器人IPS係統與已標定的值作比較,當流量有偏差時,信號返饋給節流閥,通過改變節流閥開閉度來調節。使用第二種方案控製時對供漆壓力的穩定性要求高。機器人噴塗係統提供了多級修正流量偏差的方法。如在ABBTR5002噴塗機器人上,對於係統的偏差有兩種途徑可以調整。

一是可以通過機器人設鼉中的ROBOTPARAMETRE中的塗料特性設置,這種情況下允許對於每種塗料係統進行不同的設置,如可以修正流量受到塗料的黏度和相對密度的影響。

二是可以通過TEACHPADENT中的BRUSH設置。如當BRUSH中設置是200而實際測量得到的流量是220時,可以設置BRUSH比例為200/220=91%,這樣實際的噴塗流量成為200。需要注意的是這種設置重新開機後參數自動恢複到100%。噴塗中流量範圍的選用主要受到兩個環節的影響:計量泵和霧化器。這兩個設備的瓶頸決定了最後可以獲取的流量範圍。如當使用6cc計量泵時,因為泵的受控轉速範圍是0~150r/min,因此它的額定流量在0~900mL/min。同時,霧化器也存在不同的流量上限。如ABB機器人旋杯ROBOBEL625的上限為400mL/min,所以在這種設備配置中,最高流量隻能是400mL/min。同樣,過低的流量在使用計量泵時泵的轉速過慢,無法達到應有的精度。另一個需要關注的因素是,在空氣噴塗時,流量的大小影響到塗料霧化效果。根據機器人噴塗保險杠的經驗,空氣噴槍選用許可流量的20%~70%較為合適,旋杯選用20%~100%流量。

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