【汽車涂裝噴涂機(jī)器人的換色及清洗方法】為提高汽車涂裝的品質(zhì)和涂料的利用率，減少汽車噴涂過程中涂料對(duì)人的傷害，現(xiàn)在汽車涂裝普遍采用噴涂機(jī)器人進(jìn)行噴涂，涂裝生產(chǎn)線基本實(shí)現(xiàn)了無人化自動(dòng)噴涂。伴隨著人們對(duì)汽車產(chǎn)品需求的多樣化，單條生產(chǎn)線多車型、多顏色噴涂的混流化程度不斷提高，在一定的生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)，需要盡可能減少機(jī)器人換色和清洗的時(shí)間，為保證噴涂質(zhì)量，對(duì)于機(jī)器人換色和清洗的要求也越來越高。

1噴涂機(jī)器人換色及清洗原理

1.1噴涂機(jī)器人換色塊結(jié)構(gòu)

噴涂機(jī)器人換色是通過換色閥組實(shí)現(xiàn)的，換色閥組安裝在機(jī)器人的大臂內(nèi)，比較靠近機(jī)器人的霧化器。換色閥組是由一塊塊換色塊集成的，每一個(gè)換色塊可轉(zhuǎn)換2種顏色，可根據(jù)現(xiàn)場需要來增減換色塊數(shù)目，每種顏色的涂料通過單獨(dú)的供漆管路連接到換色塊上。換色塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，A為油漆管路接口，C為壓縮空氣管路接口，D為換色塊上微閥，E為換色塊的公共通道。微閥D是換色塊上的重要組成部件，作用是控制油漆的走向，類似于開關(guān)的作用，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，在壓縮空氣作用下，微閥內(nèi)彈簧向B方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)頂針打開，油漆可以從管路流入到公共管道。

1.2噴涂機(jī)器人換色原理

當(dāng)噴涂某一顏色時(shí)，控制C處壓縮空氣的電磁閥接收信號(hào)，此時(shí)氣控柜內(nèi)兩位三通閥打開，釋放壓縮空氣由C處進(jìn)入，微閥D在壓縮空氣作用下開啟，此顏色油漆由A處流入E處通道，然后經(jīng)過穩(wěn)壓器進(jìn)入到齒輪泵，在高壓靜電及整形空氣的作用下，通過旋杯的離心力作用，使油漆霧化附著在車身表面。若此顏色不進(jìn)行噴涂時(shí)，微閥不進(jìn)行開啟，油漆在A處進(jìn)入后，從另外一個(gè)接口流入到循環(huán)管路進(jìn)行循環(huán)。每次噴涂完成后，E通道都需要用溶劑和壓縮空氣進(jìn)行吹洗。

1.3噴涂機(jī)器人清洗原理

對(duì)于多色種噴涂作業(yè)，機(jī)器人采用自動(dòng)換色系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括自動(dòng)清洗和吹掃功能。換色塊一般安裝在離霧化器較近的位置，這樣可減少換色時(shí)間，滿足生產(chǎn)節(jié)拍需求。同時(shí)，清洗時(shí)浪費(fèi)涂料也較少。自動(dòng)換色系統(tǒng)由機(jī)器人控制，對(duì)于被噴車身的色種指令，則由總控系統(tǒng)給出。噴涂機(jī)器人在噴涂完一臺(tái)車身后需要對(duì)旋杯進(jìn)行清洗和填充，且完成一定臺(tái)數(shù)車型噴涂（一般同色5臺(tái)，異色1臺(tái)）時(shí)進(jìn)行管路清洗和填充，防止涂料附著在管壁上，或油漆由于晾干變成漆渣堵塞旋杯出漆孔，影響下一臺(tái)車的噴涂效果。一個(gè)完整的清洗程序應(yīng)該包括循環(huán)管路清洗、旋杯清洗、循環(huán)管路填充、旋杯填充。

1.3.1循環(huán)管路清洗

循環(huán)管路清洗主要是清洗換色閥組的公共腔、齒輪泵和換色閥組到霧化器之間的這段公共管路。循環(huán)管路清洗時(shí)主要開啟S1PVS（溶劑閥）、BYP1（齒輪泵旁通閥）等閥門，管路清洗完畢后清洗溶劑經(jīng)過排放管路流回調(diào)漆間廢漆回收罐內(nèi)，此時(shí)排放管路上的TRIGDUMP、TPVD等微閥是開啟狀態(tài)。其中BYP1是齒輪泵的旁通閥，因?yàn)辇X輪泵的流量總是有限的，打開旁通，會(huì)使溶劑或油漆快速流動(dòng)，達(dá)到快速清洗、快速填充的目的。

1.3.2旋杯清洗

旋杯清洗主要是清洗霧化器部分，清洗溶劑不經(jīng)過公共管路直接對(duì)旋杯內(nèi)外進(jìn)行清洗，此時(shí)TRIGSP1、TRIGEB、TRIGIB、TRIGP1等微閥開啟。杯頭清洗時(shí)，清洗溶劑直接排放掉。管路清洗和旋杯清洗完成后都需要用壓縮空氣進(jìn)行吹掃，以期將管路和霧化器內(nèi)的清洗溶劑吹掃干凈。由于微閥開啟一次最少需要0.2s，因此在設(shè)定清洗和吹掃時(shí)間時(shí)，每一個(gè)過程不能低于200ms，清洗過程中只有相應(yīng)的微閥打開，其余微閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。

1.3.3顏色填充

循環(huán)管路填充就是對(duì)換色閥組的公共腔和換色閥組到霧化器之間的公共管路用將要噴涂的顏色涂料進(jìn)行填充。循環(huán)管路填充時(shí)，S1PVx、BYP1、TRIGP1閥門開啟。旋杯填充主要是對(duì)霧化器部分進(jìn)行涂料填充，此時(shí)S1PVx、TRIGP1閥門開啟。填充不僅要求能夾帶出管路和旋杯內(nèi)殘留的溶劑，還要求機(jī)器人在噴涂下一臺(tái)車身起槍處噴涂出合格的油漆。

2換色和清洗引起的問題

2.1機(jī)器人噴涂時(shí)混色

混色是指機(jī)器人在噴涂當(dāng)前顏色時(shí)噴出的漆里含有其他顏色涂料，噴涂部位出現(xiàn)色差，車身前蓋在噴涂珠光白顏色時(shí)混入紅油漆。造成混色的原因可以分為兩類，一類是清洗程序設(shè)置問題，一類是設(shè)備故障。

2.1.1因清洗程序設(shè)置引起的混色問題

1）長清洗程序引起的混色

從程序上對(duì)機(jī)器人進(jìn)行設(shè)定：換色時(shí)，機(jī)器人進(jìn)行循環(huán)管路清洗、旋杯清洗；噴涂下一臺(tái)車身前進(jìn)行管路填充、旋杯填充，即我們常說的長清洗。如果清洗換色程序設(shè)定機(jī)器人在換色時(shí)管路清洗或填充時(shí)間不夠，管路中就會(huì)殘留上一臺(tái)車身的油漆，在填充下一臺(tái)車身顏色時(shí)不能把管路中的廢漆都排出來，噴涂時(shí)就會(huì)發(fā)生混色。珠光白顏色對(duì)設(shè)備和施工環(huán)境很敏感，極易受施工條件影響而發(fā)生變化，噴涂時(shí)易發(fā)生混色現(xiàn)象。尤其前面車身為經(jīng)典紅、珠光黑等深顏色車身時(shí)，混色更易發(fā)生。通過調(diào)節(jié)循環(huán)管路清洗時(shí)間、清洗溶劑流量、壓縮空氣吹掃時(shí)間，在生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)增加清洗和吹掃時(shí)間，可有效緩解珠光白混色。

2）短清洗程序引起的混色

如果噴涂同一種顏色，不進(jìn)行換色，只對(duì)旋杯進(jìn)行清洗，不進(jìn)行管路清洗；噴涂下一臺(tái)車身時(shí)也僅對(duì)旋杯進(jìn)行填充，不進(jìn)行管路填充，即所謂的短清洗。如果旋杯清洗不干凈，旋杯內(nèi)部通道或者旋杯外面就會(huì)殘留上一臺(tái)車身顏色的油漆，在噴涂下一臺(tái)車身時(shí)，很容易將旋杯上殘留的油漆噴涂在下一臺(tái)車身上造成混色。

3）清洗程序優(yōu)化

為了得到更好的清洗效果，在連續(xù)噴涂5臺(tái)同種顏色的車身后也進(jìn)行長清洗，同時(shí)在程序上可以設(shè)定清洗和吹掃交替進(jìn)行，不斷地重復(fù)此過程，為了更好地清洗齒輪泵，在程序設(shè)定上可以把旁通BYP1關(guān)閉，專門用來清洗齒輪泵，如果旁通BYP1開啟的話，溶劑大部分從旁通進(jìn)入公共管路，流經(jīng)齒輪泵的流量較小，清洗效果較差。清洗齒輪泵時(shí)流量設(shè)定要小一些，流量太大的話，在齒輪泵部位會(huì)憋壓，產(chǎn)生報(bào)警，清洗其他部分時(shí)設(shè)定為開啟狀態(tài)。旋杯清洗時(shí)可設(shè)定分別對(duì)杯內(nèi)、杯外進(jìn)行清洗，清洗后進(jìn)行吹掃，這樣效果要優(yōu)于同時(shí)清洗。通過自身程序優(yōu)化，不用更改現(xiàn)有設(shè)備，方便快捷，成本低；但是同樣受現(xiàn)場設(shè)備局限，更改空間較小。

2.1.2因設(shè)備故障引起的混色

由于機(jī)器人與換色、清洗相關(guān)的微閥或單向閥等損壞，導(dǎo)致機(jī)器人換色、清洗程序不能正常執(zhí)行，混色就會(huì)發(fā)生。如換色塊上某種顏色的微閥不能正常關(guān)閉，油漆在壓力的作用下會(huì)不斷地流出，相當(dāng)于常開，該顏色的油漆不斷地混入當(dāng)前噴涂的車身上，導(dǎo)致混色。清洗過程中如果存在微閥開關(guān)延遲、閉合不嚴(yán)的情況，如TRIGDUMP、TPVD、TRIGEB、TRIGIB、TRIGP1等微閥中的1個(gè)或幾個(gè)不能正常開啟時(shí)，清洗過程就不能夠正常進(jìn)行，管路中很容易殘留上一臺(tái)車身的余漆，如果下一臺(tái)車身顏色和上一臺(tái)車身顏色不同，在噴涂下一臺(tái)車身時(shí)，機(jī)器人第一槍噴涂中會(huì)攜帶有管路中的余漆，造成下一臺(tái)車身在第一槍的噴涂位置混色。

更換噴涂機(jī)器人的微閥可避免混色發(fā)生，但微閥價(jià)格昂貴，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用大大增加。為解決管路殘留，保證噴涂質(zhì)量，我們可以對(duì)機(jī)器人提前設(shè)定好預(yù)噴涂軌跡和參數(shù)，讓機(jī)器人在噴涂第一槍時(shí)噴涂在車身外面，排放掉管路中殘留的余漆和清洗溶劑，然后開始對(duì)車身進(jìn)行噴涂，這樣既能避免混色，又能減少機(jī)器人微閥更換頻率，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

2.2噴涂中夾帶清洗溶劑導(dǎo)致縮孔

2.2.1清洗不徹底導(dǎo)致縮孔

機(jī)器人清洗完成后，如果管路或者旋杯上清洗溶劑沒有被壓縮空氣吹掃干凈，就會(huì)殘留在管壁或者旋杯上，在噴涂過程中，噴涂涂料就會(huì)夾帶著清洗溶劑一塊噴涂在車身上，如果清洗溶劑含量過大，漆膜就會(huì)出現(xiàn)縮孔。由于涂裝生產(chǎn)線多采用不同的材料廠家供貨，所利用的清洗溶劑和涂料可能不是同一廠家，在噴涂過程中，如果噴涂涂料中夾帶的清洗溶劑含量過大，就極易產(chǎn)生縮孔，這種縮孔多發(fā)生在開始噴涂的位置，對(duì)顏色取向性大。增加清洗時(shí)壓縮空氣吹掃時(shí)間、減少清洗溶劑流量可有效緩解此類縮孔。

2.2.2噴涂中溶劑泄露導(dǎo)致縮孔

1）微閥損壞導(dǎo)致清洗溶劑泄露

換色閥組上的微閥開關(guān)頻次壽命是一定的，如果清洗程序設(shè)定的每次清洗、吹掃動(dòng)作時(shí)間過短，重復(fù)次數(shù)過多的話，導(dǎo)致微閥開關(guān)頻次太大，容易引起微閥磨損，造成噴涂質(zhì)量問題，且每次清洗、吹掃時(shí)間過短，微閥啟動(dòng)會(huì)有一定的延遲，清洗效果不好。如果清洗溶劑微閥或者排放管路微閥損壞，存在泄漏，在機(jī)器人噴涂過程中，清洗溶劑也會(huì)噴涂在車身上導(dǎo)致縮孔產(chǎn)生。

2）清洗溶劑泄露產(chǎn)生縮孔

某轎車清洗溶劑采用BASF的SOV13清洗溶劑，紫晶檀顏色選用的是立邦品牌，由于立邦和BASF涂料的樹脂體系差異較大，導(dǎo)致紫晶檀顏色在噴涂過程中，如果存在溶劑泄露的情況，紫晶檀顏色特別容易產(chǎn)生露底縮孔。開始階段發(fā)生縮孔部位多集中在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、行李箱蓋部位，位置較固定，色漆一站噴涂后即能發(fā)現(xiàn)縮孔，縮孔中心有白心；車身側(cè)面未發(fā)現(xiàn)縮孔，其他顏色車身也未發(fā)現(xiàn)縮孔，通過對(duì)紫晶檀顏色噴板做縮孔試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)清洗溶劑含量達(dá)到一定值后，試驗(yàn)板上有露底縮孔。因此初步判定車身縮孔是由于機(jī)器人清洗溶劑閥損壞導(dǎo)致溶劑泄露造成的。更換噴涂平面機(jī)器人的溶劑清洗閥后，露底縮孔消除。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和此次縮孔狀態(tài)，判定是由于色漆機(jī)器人清洗溶劑微漏，改變了油漆的表面張力所造成的。

2.3排放管路清洗不凈產(chǎn)生高壓報(bào)警

機(jī)器人在換色時(shí)需要進(jìn)行循環(huán)管路清洗，清洗后的溶劑會(huì)經(jīng)排放管路回收到調(diào)漆間廢溶劑回收罐內(nèi)。如果清洗后排放管路清洗不干凈或者壓縮空氣吹掃不干凈，排放管路的管壁掛漆就較多，這樣就會(huì)形成電流回路，從而形成漏電流，當(dāng)漏電流過大時(shí)就會(huì)造成高壓報(bào)警。高壓報(bào)警一般不能通過復(fù)位進(jìn)行解決，且容易擊