張偉

摘 要：從換色部件、換色程序等介紹噴涂機器人換色系統(tǒng)，并結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況，總結(jié)分析換色效果影響因素，介紹換色產(chǎn)生的問題解決方案。

關(guān)鍵詞：噴涂機器人 換色系統(tǒng) 解決方案

Discussion about the Color-changing System of Coating Spraying Robot and its Influence

Zhang Wei

Abstract：This paper will introduces color-change system of spraying robot including the color changer assembly and color change program; according to the production site， the paper summarizes the color change effect factors， and introduces the solution caused by color change system.

Key words：spraying robot， color-change system， solution

1 引言

近些年來噴涂機器人廣泛用于涂裝行業(yè)，不僅有助于噴涂質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高漆膜表面質(zhì)量，而且噴涂機器人可以提高涂料利用率，降低對企業(yè)對漆渣處理成本與對環(huán)境的影響。油漆伴隨著消費不斷升級，對產(chǎn)品顏色要求多樣化、個性化，這就要求噴涂機器人在噴涂過程中，換色時間更短、換色效果更佳，保證換色高效。本文將基于發(fā)那科P500噴涂機器人并結(jié)合生產(chǎn)進行探究。

2 機器人換色系統(tǒng)

2.1 換色硬部件組成

發(fā)那科P-500機器人系統(tǒng)換色由多個模塊組成，包括溶劑壓縮空氣模塊，顏色模塊、油漆輸出模塊、換色閥，如圖1所示，通過對模塊正確的安裝用于滿足不同油漆材料噴涂需求。換色閥組安裝在機器人大臂內(nèi)，是有單塊或多塊換色塊組合而成，根據(jù)現(xiàn)場實際顏色需求進行換色塊的增減;每個顏色閥門都有供應(yīng)與返回油漆的循環(huán)路線。

2.2 機器人換色程序

消費者個性化需求升級，不同消費群體對車身顏色有著不同需求，這就要求機器人能夠柔性生產(chǎn)，實現(xiàn)不同顏色的噴涂，顏色之間切換通過換色程序?qū)崿F(xiàn)，如圖2所示。換色的目的是換色清洗凈化管路，填充油漆，為下一臺車提供噴涂工藝廠所需正確的材料。

機器人換色程序主要包括擠漆、清洗、填充、杯頭清洗。擠漆的目的是為了將霧化器的集管和油漆供應(yīng)線路中所有殘留的油漆排出;清洗是使用溶劑與壓縮空氣對油漆管路、儲漆罐等清洗吹掃干凈，避免不會使前一種顏色污染另一種顏色;杯頭清洗是將壓縮空氣和溶劑噴射到旋杯以清除油漆殘留物，保證高速旋杯時不掉落至車身上造成質(zhì)量問題，尤其是在噴涂過程中。填充分填充和在填充兩種模式，填充時不同顏色切換時執(zhí)行的指令，在填充時同種顏色之間執(zhí)行的指令，即不換色;無論是填充還是再填充都是將油漆管路及儲漆罐內(nèi)填充正確油漆及油漆量為噴涂下一臺車做準(zhǔn)備，如圖3所示。

3 影響換色效果因素

在生產(chǎn)實際過程中，影響換色過程的因素有很多，包括換色步驟時間、溶劑溫度、壓縮空氣壓力、油漆類別、硬件設(shè)施狀態(tài)。

3.1 換色步驟時間

換色步驟時間影響管路清洗效果，換色步驟時間不超過生產(chǎn)周期時間減去機器人噴涂單臺車時間，在保證生產(chǎn)節(jié)拍的情況下，需盡可能的增加換色步驟時間，以便充分對管路殘留物清洗并將管路吹掃干凈避免產(chǎn)生過電流等報警故障，機器人單臺噴涂時間的縮短可優(yōu)化機器人仿型，比如提高機器人槍速、降低機器人噴涂過程中的等待時間;可通過提高機器人填充速度為清洗提供優(yōu)化空間。

3.2 清洗溶劑、壓縮空氣

某種通用清洗溶劑用于水性涂料的管路清洗、機器設(shè)備清洗，對水性中涂、水性色漆等汽車涂料具有普遍的適用性，清洗干凈程度與溶劑的溫度、溶劑的配比有一定的關(guān)系，不同溫度條件下的溶劑清洗效果有一定差距，如下表;現(xiàn)場對溶劑溫度控制從溫控系統(tǒng)和機器人加熱器雙重控制，但是由于季節(jié)溫度變化，溶劑經(jīng)過加熱后到使用段存在熱損失現(xiàn)象，影響清洗效果，溶劑溫度越高清洗能力越強。

清洗溶劑是由溶劑與純水按照一定比例配制而成，不同配比對物料清洗效果存在差異，溶劑與純水配比越高清洗能力越強。

壓縮空氣壓力主要用于對關(guān)于殘留溶劑、油漆吹干，保證排放管路干凈，避免形成回路從而形成限流，當(dāng)電流過高時就產(chǎn)生高壓或者過電流故障，因此保證足夠壓力對吹掃效果很重要，一般要求90-110psi。

3.3 不同屬性油漆

目前多數(shù)車企采用3C1B水性工藝，水性涂料溶劑比例低。油漆中主要含有樹脂、助劑、填料，不同油漆填料組成成份及比例有所差異，溶劑對其清洗能力不同。經(jīng)過現(xiàn)場實際對比與數(shù)據(jù)分析，在同樣的條件下不同的油漆清洗效果狀態(tài)存在差異，油漆中含有顏料，淺色油漆清洗效果好于深色油漆，本色漆清洗效果好于金屬漆;因此在現(xiàn)場溶劑必須滿足對最難清洗的油漆清洗的要求。

3.4 硬件設(shè)備狀態(tài)

所有的指令需要通過硬件來完成，硬件的狀態(tài)對于執(zhí)行效果起者重要作用;主要硬件有空氣溶劑模塊、閥門、EX600。

空氣溶劑模塊允許溶劑和壓縮空氣同時通過，其內(nèi)部的閥門可以交替通過溶劑和壓縮空氣，從而形成混合物，以便保證能夠?qū)⒐苈?、旋杯清洗干凈。?dāng)該模塊出現(xiàn)破裂、損壞時，溶劑、空氣滲漏，無法有效清洗管理。閥門通過壓縮空氣驅(qū)動打開，無壓縮空氣時通過彈簧作用關(guān)閉，閥門長時間使用后導(dǎo)致彈簧老化變形與閥芯磨損，無法關(guān)閉閥門或無法完全關(guān)閉閥門，從而使上一種油漆滲漏與下一種油漆混合，導(dǎo)致油漆污染串色。EX600是控制中樞，位于機器人工藝控制柜，由它發(fā)出執(zhí)行指令，通過電磁閥片控制壓縮空氣實現(xiàn)閥門動作開閉;當(dāng)電磁閥片損壞時，就會出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，從而空氣無法驅(qū)動相應(yīng)閥門，導(dǎo)致無法實現(xiàn)相應(yīng)的換色執(zhí)行過程。

隨著時間增加及運行磨損影響，硬件部件老化或者響應(yīng)特性的變化，需要根據(jù)現(xiàn)場實際進行換色邏輯及各步驟時間進行優(yōu)化調(diào)整。

噴涂環(huán)境對設(shè)備狀態(tài)也存在較大影響，若對霧化器遮蔽不當(dāng)，噴涂過程中的漆霧會飄落到機器人霧化器上，形成漆渣，堵住氣孔和閥門，影響氣孔排氣與閥門動作。

4 因換色導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的問題

4.1 現(xiàn)場解決案例：因換色導(dǎo)致痱子問題

換色過程過程中，油漆以一定的壓力填充到儲漆罐，填充完成后在儲漆罐與Ptrigger閥門之間形成壓力差，達(dá)到-1.8amps至-2.6amps，噴涂過程中維修在-0.2amps至-0.7amps之間;因此造成在準(zhǔn)備噴涂開槍時瞬間流量偏大，噴涂膜厚高，導(dǎo)致痱子產(chǎn)生。通過研究分析，開槍瞬時流量為正常噴涂時流量的1.4-2.8倍，如下公式：

生產(chǎn)現(xiàn)場無法快速判定根本原因并解決，為了滿足質(zhì)量要求，將機器人開始噴涂的第一個部位空噴，即第1、2槍不對著車身噴涂，如下圖;

同時也可優(yōu)化換色過程邏輯，在填充完成后將PPE和Ptrigger閥打開泄壓，打開泄壓時間宜控制在0.5s左右，使ptrigger與儲漆罐之間壓差維修維持在-0.6amps左右。

4.2 現(xiàn)場解決案例：因換色導(dǎo)致的過電流故障

前述提高換色清洗吹掃不徹底產(chǎn)生的因素，在實際生產(chǎn)現(xiàn)場中，為保證生產(chǎn)效率與質(zhì)量，通過增加壓縮空氣吹掃時間由2.7s增加到4.5s，達(dá)到吹掃徹底效果，未發(fā)生過電流報警。增加吹掃時間不同現(xiàn)場不同差異，由保證不在出現(xiàn)過電流故障及生產(chǎn)節(jié)拍而定。

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)階段噴涂機器人廣泛使用，汽車需求量上升的同時消費者對質(zhì)量要求也隨之提高，在保證產(chǎn)能與質(zhì)量的前提下，需對噴涂機器人換色組件進行常規(guī)維護保養(yǎng)，同時根據(jù)現(xiàn)場實際運行，需要不斷完善與優(yōu)化換色程序，完善噴涂程序，這樣才能為柔性生產(chǎn)與質(zhì)量穩(wěn)定保駕護航。