浅析一种喷涂机器人雾化器防漆雾装置

潘兴旺 申标 王秀锦 汤宏波

摘 要：文章阐述一种新型喷涂机器人雾化器防漆雾装置，可以用于汽车涂装喷涂机器人生产相关领域，其主要目的保证雾化器的清洁度，即机器人雾化器在生产过程中积漆过快，形成漆滴滴落车身上面，造成质量问题，同时减少在生产过程中因擦洗机器人造成的停线，提升设备使用效率提高生产产能。

关键词：涂装机器人;雾化器;生产效率

中图分类号：U468.2  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）04-140-03

前言

某涂装车间面漆生产线为涂装车间生产瓶颈，面漆生产效率提升空间较小，面漆实际生产效率18JPH，面漆生产任务需提前开线或加班弥补当日产量，其中清洗机器人时间严重影响面漆生产效率。

通过长期观察研究，频繁清洗机器人主要原因即雾化器积漆过快，形成漆滴滴落车身上面，造成质量问题。而造成雾化器积漆快的原因是由于机器人在喷涂作业时，运行轨迹是上下运动，由于静电作用，下沉的漆雾很大部分吸附到雾化器上，当时解决方法就是增加清洗机器人频次，这样势必造成生产过程中停线，严重影响生产效率，而增加机器人雾化器防漆雾装置以后，生产过程中落在雾化器上的漆雾被此装置吹散振落，解决了清洗机器人频率高的问题，大大提高生产效率。

1 喷涂机器人的主要术语

1.1 喷涂机器人涂装效率、涂着效率和涂装有效率

涂装效率是喷涂作业效率，包含喷涂单位时间的喷涂面积、涂料和喷涂面积的有效利用率。涂着效率是喷涂过程中涂着在被涂物上的涂料量与实际喷出涂料总量之比值，或被涂无面上的实测膜厚与机器喷出涂料量计算的涂膜厚度之比，也就是涂料的传输效率或涂料利用率。涂装有效率是指实际喷涂被涂物的表面积与喷枪运行的覆盖面积之比;为使被涂物的边角部位的涂膜完整，一般喷枪运行的覆盖面积应大于被涂物的面积。

1.2 成型空气

气体从旋杯后侧均匀分布的小孔中喷出，用于限制漆雾的幅度（扇幅），并把雾化的漆雾推向被涂物，防止漆雾扩散和反弹污染旋杯和雾化器，对于金属而言，喷幅影响最终的颜色效果，喷幅不合适很容易出现斑马纹或者发花等漆膜弊病，喷幅的设置和枪间距有关，油漆的叠加次数基本为3次。例：枪间距为100mm，喷幅最好控制在300mm，这样同一点油漆可以叠加3次，同时也大大提升油漆利用率。

1.3 涂料电压值

机械手静电喷涂的电压一般在40-70 kV内调整，在高转速杯式静电涂装场合，旋杯喷枪为负极，接地的被涂物车身为正极，在两极间施加高电压后产生的强电吸引力是将靠离心力机械雾化的漆雾颗粒传输到接地的被涂件上的主要作用力。

1.4 旋杯转速

旋杯转速是涂料雾化的一个关键参数，直接决定涂料的雾化效果。旋杯高速旋转时，产生的离心力使涂料沿着旋杯的边沿雾化得很细。转速越高，漆雾就越细，漆膜的平滑度就越好，外观质量也就越好。转速越低，雾化效果就越差，漆膜平整度也越差而变得粗糙，外观质量就差。

1.5 涂料喷涂量

自动喷涂机器人的涂料喷涂量是指单位时间传输到旋杯的涂料量，又称出漆量，一般在100-600 mL/min内设置。当其他参数不变的情况下，喷涂量越小，其雾化颗粒越细，但同时漆雾中的溶剂挥发量增大，直接导致桔皮、膜厚偏低等质量缺陷;喷涂量过大时，会影响涂料的雾化效果，使旋杯过载，造成雾化难，产生滴漆、流挂、气泡等不良现象。因为在实际的喷涂过程中，每台机器人喷涂的区域不同，所以要设置不同的喷涂量。

2 喷涂机器人主要四大部分构成

机器人主体、机器人控制器、系统控制操作台、工艺控制柜。下面主要介绍一下机器人主体。

机器人主体：喷涂机器人的主要包括机座、臂部、腕部和终端执行机构这个四大部分组成，是由一个带有旋转连接和ac伺服电机的六轴或7轴联动的机械连接。大多数的喷涂机器人有3-6个运动自由度，而其中腕部通常有1-3个运动自由度。喷涂机器人的执行机构为静电喷涂雾化器，不同品牌、不同型号的机器人手臂末端的接口不同，根据生产工艺可选择不同的雾化器。对于采用溶剂型油漆喷涂的系统，必须配备废油漆废溶剂清洗回收装置，避免环境污染，达到环保生产的目的。

3 机器人雾化器

喷漆是汽车制造流程中成本最高的环节之一，原料贵且能耗高。如果出现喷漆带来的质量问题，返修生产成本还会进一步提升，而这些问题仅能在喷漆结束后发现。对此未为解决喷涂过程中造成油漆浪费等工作，本方案集成了先进的喷涂雾化器的新方案，改善了喷涂上漆率，并将频繁换色过程中的雾化器内的涂料耗损降低了75%。此外，其创新抗污染设计还延长了外部充电雾化器的运行时长，每次清洁后可使用超过4小时，也就是说在简化系统维护的同时，提升了设备运行和生产时间，并避免了过喷污染。完整的ABB喷涂系统是环境友好型交钥匙解决方案，可通过实时分析和优化诊断延长正常运行时间，确保生产质量。

本文阐述一种新型喷涂机器人雾化器防漆雾装置，本装置主要由调压阀、压缩空气管路、防漆雾圆形支架及防静电弹性布等组成。其工作原理主要是利用环形空气管路，通过压缩空气形成均匀正压，形成正压气体吹扫防静电弹性布，使布面形成一定频率的振动，使之在正压及防静电弹性布频率振动共同作用，大大减少漆雾吸附在喷涂机器人雾化器表面，保证雾化器的清洁度，减少在生产过程中因擦洗机器人造成的停线，提升设备使用效率提高生产产能。

4 具体实施方式

下面对照三维图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式，所涉及的各构件形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

2正压装置安装在3固定护罩上，1压缩空气管路通过5气动连接组件进行连接，4防静电弹性布覆盖到3固定护罩上面，构成整个防漆雾装置，并将装置安装在6喷涂机器人雾化器上，使用此装置具有以下优点：

（1）提高生产效率：将原来面漆生产有18JPH提升至20JPH;

（2）提高喷涂质量：生产过程中由于雾化器积漆滴落到车身上，造成油漆车身漆点等质量问题，增加本装置后可杜绝因此问题造成的质量问题，提高一次交检合格率;

（3）减少人员劳动强度，节约人员成本，由于之前清洗机器人过于频繁，占用保洁人员4名，并要随时进行清洗，增加装置后每天只需清洗2次即可，减少人员劳动强度，并有利于其他工作合理分配。

5 结论

综上所述，涂装机器人容易满足安全环保、高效和高质量的喷涂要求，是未来涂装自动化发展的必然趋势。涂装车间洁净度在车身品质中占有不可替代的作用，在机器人代替人工作业行业发展趋势下，应充分发挥机器人的作用，同步做好机器人的维护工作，本文就结合某涂装车间，再对机器人充分改善下，利用环形空气管路，通过压缩空气形成均匀正压，形成正压气体吹扫防静电弹性布，使布面形成一定频率的振动，使之在正压及防静电弹性布频率振动共同作用，大大减少漆雾吸附在喷涂机器人雾化器表面的清洁度。从而达到提高产品质量，降低成本，提升现场生产效率，增加产品的市场竞争力的目的。

参考文献

[1] 趙俊英，戈美净，王青云等.机器人自动喷涂系统的方案设计与三维建模[J].价值工程，2015年第23期.