淺述噴塗自動化技術-噴塗機器人

早期的噴塗設備有往複機配合自動噴槍進行簡易的噴塗，隨著技術的日新月異和產品的多樣化，簡易的往複機已經不能滿足形狀各異和複雜噴塗工藝的要求。工業柔性機器人噴塗技術已經不可逆轉地成為了塗裝生產線中不可缺少的一個重要環節。

　　為了追求噴塗過程更高的效率和更大的靈活性，從20世紀90年代起汽車工業開始引入機器人技術。噴塗機器人是機器人大家族中一個分支，在高質量噴塗應用中獲得迅猛的發展，噴塗機器人主要包含三部分：機器人本體、霧化噴塗系統、噴塗控制系統。

霧化噴塗系統包括：流量控制器、霧化器和空氣壓力調節器等。

噴塗控制系統包含了空氣壓力模擬量控制、流量輸出模擬量控制和開槍信號控制等。

與傳統的機械噴塗相比，採用噴塗機器人大大降低了人工噴塗的勞動強度，解決了人為噴塗厚度不均和情緒不穩定的問題，塗裝生產線一般都是連續運行的，工人可能由於生病、家裡的原因請假以及個人的情緒波動都會影響噴塗產品的質量，機器人不知疲倦的工作不僅為企業節約了人力成本，而且提高了噴塗的質量。

因為噴塗機器人會按照工程師的程序指令進行穩定、重複地工作，噴槍與工件之間保持著既定的距離、角度，輸出的油漆量也是設定好的，霧化效果也是預先設定好的，而且機器人還可以帶著噴槍到達人工難以噴塗的部位，因為柔性機器人的安裝方式很靈活，可以安裝在地面、倒立懸掛在噴漆室頂部和噴房側面進行噴漆。不僅如此，機器人由於噴塗的穩定性和一致性，不會出現超範圍噴塗，這樣大大節約了油漆，提高了油漆的回收率。

安全是噴塗環節中企業非常重視的，噴塗機器人很大的貢獻之一就是將噴塗工作者從危險的工作環境和枯燥的工作狀態中替換出來，這樣可以減少公司在防護用具上的支出，並降低了後續因工作環境因素導致工人身體傷害的補償成本及法律成本。機器人本身的靈活性決定了可以在高密度生產線或空間內安裝，可以有地面、牆壁、導軌、頂棚等多種多樣的安裝方式，並且機器人的大小不同，可以選擇最適合噴房尺寸的機器人，這樣使得噴漆室的面積縮小，節約了場地成本。噴塗的環境也是需要一定的能熬來維持的，空間的縮小能使得能耗的降低。

　　噴塗機器人的發展是非常迅速的，早期的噴塗機器人無法在一個噴塗程序中間隨時更改流量，而今流量的控制直接在機器人的控制系統中進行控制，使流量控制更加準確和便捷。在機器人防爆方面，目前廣泛採用氣體正壓防爆方式，就是將機器人手臂上的電機等電器原件封閉在殼體內，工作時殼體通入高於外界壓力的25pa的阻燃氣體，以防止工作環境可燃氣體的進入，而且對殼體內氣壓進行實時的監測，這使得噴塗機器人的安全級別是很高的。為了減少現場軌跡編程的時間，機器人離線編程技術得到了應用，通過計算機編程軟體的軌跡畫面就可以生成機器人的軌跡指令，節約了在機器人示教的中的時間。同時機器人視覺的發展也給企業帶來了福音，同樣的工件配合機器視覺就不用擔心工件在掛具上擺放的不一致，擺放凌亂的工件也同樣可以進行噴塗，因為偏差會讓機器人實時地矯正自己的軌跡位置，從而讓工件獲得好的噴塗效果。

　　機器人噴塗的質量因素中，其中有一個重要的因素是漆膜厚度的控制，干膜的厚度是F*N*M/S*W，F是流量，N是塗料體積固體含量，M是塗料的轉移率，S是走槍速度，W是噴幅的寬度。

流量的控制分兩類，一種是使用計量齒輪泵，即每轉一圈所獲得的體積數是恆定的，機器人通過控制計量泵的轉速來定量供漆，在這類系統中，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系統來控制，在這類系統中，塗料的壓力來源於供漆系統，流量計獲得流量信號傳到機器人系統與已標定的值作比較，當流量有偏差時，機器人通過改變節流閥開閉度來調節流量。使用第二種方案控制對供漆壓力的穩定性要求很高。

影響塗料的轉移率的第一因素是噴塗設備的選擇，普通空氣噴槍、靜電空氣噴槍和旋杯對塗料的轉移率有明顯區別，影響塗料轉移率的第二個因素是靜電。走槍速度的控制也是很關鍵的，在生產中一般旋被的選用速度為600至1000mm/s，空氣噴槍選用的速度為800至1500mm/s之間。最後影響膜厚的一個因子是噴幅寬度，對於空氣噴槍來說，霧化空氣壓力與扇面空氣壓力的比值對噴幅寬度呈線性影響。所以當修改相應的噴塗流量時，需考慮因為調整了霧化和空氣壓力值間接影響到噴幅的寬度。

徐州恆藝塗裝工程師說「如今大量的中小型廠家，仍在使用上個世紀的粉末噴塗技術，使用往複機和自動噴槍配合。自動化技術有了提高，但是成本還沒有降下來，很多的廠家有需要，但是沒有資金，所以低成本的往複機和自動噴槍仍然存在廣闊的市場空間。」

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