王碩 陳克文

隨著科技發(fā)展，自動化的應(yīng)用領(lǐng)域越來越多，眾所周知汽車行業(yè)的自動化程度已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平，制造線上自動裝配、自動焊接、自動噴漆等技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這些成熟的技術(shù)目前在汽車維修領(lǐng)域還不為多見，本文將介紹一種應(yīng)用在汽車維修領(lǐng)域，與自動噴漆相關(guān)的自動工裝，希望能夠給自動化的發(fā)展提供些幫助。

目前汽車維修領(lǐng)域噴漆的兩種形式：1.無工裝噴漆，即在車身外覆蓋件不拆卸的情況下進(jìn)行維修噴漆，其特點是只能用于局部小面積補(bǔ)漆，無法達(dá)到原車漆的效果;2.將車身外覆蓋件拆卸，固定在手動噴漆工裝上，其特點是用于更換車身外覆蓋件時給新件噴漆，以及損傷面積較大時，對損傷工件修復(fù)后整體噴漆，工件位置相對固定，噴漆工需要頻繁的變換身體姿勢，以適應(yīng)不同位置的噴漆，勞動強(qiáng)度較大。

噴漆自動工裝，其主要結(jié)構(gòu)包括：控制器（I）與工裝主體（II），工裝主體（II）包括X向移動機(jī)構(gòu)底座（25），X向移動機(jī)構(gòu)底座（25）下部設(shè)有電磁閥控制模塊（24），X向移動連接板（31）上端連接Y向移動機(jī)構(gòu)底座（32），Y向移動連接板（36）上端連接90°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（37），90°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（37）上端連接180°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（38），180°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（38）上端連接空間翻轉(zhuǎn)桿（39），空間翻轉(zhuǎn)桿機(jī)構(gòu)（39）上端連接柔性夾具（1）～（23），柔性夾具（1）～（23）用來固定待噴漆工件，工裝的動力介質(zhì)為壓縮空氣。

柔性夾具包括固定套管（1）、調(diào)整套管（2）、長橫梁（3）、短橫梁（4）、球頭長頂桿（5）、T型長頂桿（6）、T型短頂桿（7）、彎頭頂桿（8）、盤式頂桿（9）、帶槽頂桿（10）、擺頭頂桿（11）、雙頭固定頂桿（12）、Y型雙頭活動頂桿（13）、螺孔固定件（14）、帶支撐固定鉤（15）、平板固定鉤（16）、組合孔固定鉤（17）、小孔固定鉤（18）、帶桿小孔固定鉤（19）、異形孔帶桿固定鉤（20）、筋板帶桿固定鉤（21）、帶桿大力夾（22）、帶桿萬向吸盤（23），長橫梁（3）、短橫梁（4）各兩件組成柔性夾具主體，固定在旋轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，兩個固定套管（1）安裝在空間翻轉(zhuǎn)桿（39）上，可沿桿滑動任意位置并可鎖緊，四個調(diào)整套管（2）分別安裝在兩個長橫梁（3）上，可沿梁滑動到任意位置并鎖緊，其余帶桿部件均可安裝在固定套管（1）或調(diào)整套管（2）上，調(diào)整合適位置并鎖緊，所有不帶桿的部件，如：螺孔固定件（14）、帶支撐固定鉤（15）、平板固定鉤（16）、組合孔固定鉤（17）、小孔固定鉤（18），均可用帶桿大力夾（22）加緊固定，能夠形成多種組合夾具，可滿足絕大部分車身外覆蓋件的固定，如前保險杠、后保險杠、后機(jī)蓋等。球頭長頂桿（5）用于保險杠內(nèi)側(cè)小平面或有小凹坑處的支撐，T型長頂桿（6）與T型短頂桿（7）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板大孔內(nèi)的支撐，彎頭頂桿（8）用于保險杠內(nèi)側(cè)拐角處的支撐，盤式頂桿（9）用于保險杠內(nèi)側(cè)大平面的支撐，帶槽頂桿（10）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板中帶防撞梁或加強(qiáng)筋處的支撐，擺頭頂桿（11）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板非平行平面或凹槽處的支撐，雙頭固定頂桿（12）用于各種車身覆蓋件帶定位孔處平面的支撐，Y型雙頭活動頂桿（13）用于支撐定位孔的軸線與支撐平面不垂直的位置，螺孔固定件（14）用于固定連接各種車身覆蓋件帶有螺紋孔的位置，帶支撐固定鉤（15）屬于通用類掛鉤，其支撐機(jī)構(gòu)可以減小掛鉤與車身外覆蓋件的接觸面積，使噴涂面積最大化，平板固定鉤（16）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板大孔的鉤緊固定，組合孔固定鉤（17）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板大孔旁帶有小孔的位置的鉤緊固定，小孔固定鉤（18）與帶桿小孔固定鉤（19）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板單個小孔的固定，異形孔帶桿固定鉤（20）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板帶有不規(guī)則形狀孔的位置的鉤緊固定，筋板帶桿固定鉤（21）用于后機(jī)蓋或車門內(nèi)板帶有防撞梁或加強(qiáng)筋處的鉤緊固定，帶桿萬向吸盤（23）用于各車身外覆蓋件正面水平面的吸緊固定。

X向移動機(jī)構(gòu)包括底座（25），底座（25）下端安裝4個滾輪（26）與4個地剎支撐腳（27），底座（25）上端連接X向移動氣缸（28），與直線滑軌（29），并配有保護(hù)罩（30），氣缸（28）與滑軌（29）上端安裝X向移動連接板（31）。X向移動機(jī)構(gòu)可執(zhí)行夾具沿X向往復(fù)運(yùn)動，并且中途任意點停止。

Y向移動機(jī)構(gòu)底座（32）下端與X向移動連接板（31）連接，底座（32）上端連接Y向移動氣缸（34），與直線滑軌（33），并配有保護(hù)罩（35），氣缸（34）與滑軌（35）上端安裝Y向移動連接板（36）。Y向移動機(jī)構(gòu)可執(zhí)行夾具沿Y向往復(fù)運(yùn)動，并且中途任意點停止。

90°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（37）下端與Y向移動連接板（36）固定，上端連接180°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（38），180°Z向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)（38）上端連接空間翻轉(zhuǎn)桿（39）。Z軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可執(zhí)行夾具沿Z軸旋轉(zhuǎn)90°、180°、270°，并且可在旋轉(zhuǎn)過程中任意位置停留，空間翻轉(zhuǎn)桿（39）可執(zhí)行夾具沿空間水平軸旋轉(zhuǎn)90°，并且在旋轉(zhuǎn)過程中任意位置停留。

控制器（I）PLC編程，操作控制器可給電磁閥控制模塊（24）信號，電磁閥控制模塊（24）接受信號后將動力介質(zhì)壓縮空氣送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動作，信號中斷后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動。

電磁閥控制模塊（24）接收控制器信號時，可將動力介質(zhì)壓縮空氣傳送給給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸，使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸完成動作，控制器停止發(fā)送信號時，電磁閥控制模塊（24）可將壓縮空氣提供的動力保持在整個氣動回路中，使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸保持在當(dāng)前位置不動。

噴漆自動工裝，能夠滿足汽車維修噴漆要求，配合自動噴涂機(jī)器人可以實現(xiàn)原廠漆的噴涂效果，也可配合手工噴漆，能夠保證了噴漆質(zhì)量，提高了工作效率，如用于4s店，可明顯提升4s店整體服務(wù)水平，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，安全可靠，省時省力，節(jié)能環(huán)保，降低生產(chǎn)成本。

本工裝可以彌補(bǔ)自動噴涂中機(jī)器人運(yùn)動局限，消除噴涂過程中的人工干預(yù)，使人徹底從惡劣的噴涂環(huán)境中解脫出去，隨著時代的進(jìn)步，人工智能技術(shù)日趨成熟，工業(yè)將迎來一個嶄新的未來，本文也希望能為工業(yè)4.0的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

（作者單位：1.斯凱孚（大連）軸承與精密技術(shù)產(chǎn)品有限公司;2.愛康普科技（大連）有限公司）