空腔注蜡工艺自动化本文摘自美国 Automotive Engineering International 杂志作者：Joyce Laird全球汽车市场发展至今，区域性的限制越来越小 许多国际性生产厂商都在北美建厂并带去了欧洲技术和 标准，而这些对美国汽车制造商来说是陌生的此外， 还有许多其他国家的汽车制造商都把汽车销售到欧洲市 场，这也要他们了解一些欧洲市场的技术和标准其中 一个应用就是车辆空腔注蜡技术宝马公司表面技术涂装和应用中心项目负责人 Robert Nadler解释道，空腔注蜡是欧洲车辆防腐蚀标准 Robert Nadler主要负责空腔注蜡的设计工程和工具使用随着欧洲标准进入美国市场，复杂的操作都实现了自动化生产欧洲汽车品牌的美国制造商必须要采用欧洲的 标准，但是类似通用这样的公司一直致力于拓展欧洲市 场，将所谓“真正的美国车”销售到欧洲国家通用全球涂装和聚合物中心的材料总监James Haverland指出，防腐蚀保护在欧洲是车辆一项重要 的指标，“我们在德国的欧宝公司在十年前就开始了空腔注蜡的应用汽车防腐蚀可以通过各种途径达到，”通用全球涂装和聚合物中心生产工程师Leo Leddy说。
比 如可以通过贱金属、空腔注蜡、其他工艺或专门设计的方法等达到防腐蚀的目的针对类似„你是否需 要进行空腔注蜡'这样的问题并没有固定的答案一一这需要结合很多因素考虑但是不管流程或材料方面有怎样的分歧，把美国产汽车销售到欧洲市场，空腔注蜡是一道必须的工 序通用位于德国Bochum工厂采用硬工具自动 化注蜡方式，用于生产欧宝Zafirao加注点达了解空腔注蜡应用空腔注蜡所采用的蜡主要以水或溶剂为基础选择 怎样的方式主要由制造商需求和当地环保或其他法律法 规决定的德国Pfinder KG公司是空腔注蜡涂装技术开 发方面的行业领跑者该公司汽车业务大客户经理 Holger Gewand表示，Pfinder公司时刻关注着世界各地 汽车行业中不断变化的各种各样的要求通过这种方式，我们开发的防腐剂完全不采用溶 剂，”Gewand表示针对传统的溶剂型空腔蜡来说，我 们提供的防腐蚀溶剂是比较环保的该产品线的最大亮IPR Automaton公司提供的这张图显示蜡在点是以水为基础的空腔防腐剂，而且对传统的喷涂工艺 空腔内散射开 来说是100%的固态车身材料在过去的十年时间里，防腐蚀蜡都是手动注入的操作人员用安装了特殊喷嘴的注射枪将蜡注入到车门踏脚板、车门、引擎盖、翼子板内衬以及行李箱等60到70个专门设计的孔中。
操作人员需要针对不同位置的孔更换喷嘴喷枪的末端执行器有多种喷嘴，”Leddy解释道不同的空腔需要不同的喷嘴在手动操作中， 喷枪上有一种装置可以识别出喷枪装了哪一个喷嘴喷枪与电脑相连，可以告诉操作人员采用哪一个喷 嘴，以及朝哪一个孔中注蜡手动注蜡区域的工作空间大小与空腔数量有关，”Haverland说必须为操作人员留有一定的工作 空间空腔注蜡是在车身涂装前进行的，一般都在同一个区域进行对于像Pfinder公司100%固态材料来 说，在空腔注蜡操作之后要立即使用固化炉，防止出现滴蜡现象工作温度一般在60°C，这样可以增 加蜡的粘性，使其更方便进行操作该产品本身与溶剂型或水型蜡相比具有氧化干燥特性但是，也有 一些溶剂型或水型蜡材料不需要进行固化操作自动化应用目前手动注蜡依然在应用中，但是在过去五到八年时间里，大多数欧洲汽车工厂都采用了硬自动化 或机器人一些欧洲工厂采用的固定自动化系统十分复杂在空腔注蜡中有100多个加注点，硬自动化系统装有固定的喷枪，通过旋转进行工作整个设备 是比较大的，”Haverland说但是针对高产量单一车型生产来说成本效益非常高如果对于同时生产四到五个不同车型的高产能工厂来说，最好还是采用机器人比较合理，”Leddy 表示。
这是生产灵活性和周期的问题生产线效率需求推动了流程自动化，车型种类的多样性推动了 机器人的使用宝马公司采用了各种形式的注蜡方式，包括机器人Nadler指出，宝马所有工厂一般的产量为 600~1200辆/天宝马工厂的所有注蜡设施，无论是手动的还是自动的，都针对不同的车型运行目前机器人已经渗入到各行各业，但是创新一般都是首先应用到汽车领域在已有大量涂装机器人 的情况下，再采用机器人注蜡便变得非常简单了类似Kuka公司提供的KR200 L100就是针对汽车涂 装和注蜡来说都适用的机器人KR200是一款功能齐全而且灵活性很高的机器人，在本土汽车市场有广泛的应用，”Kuka公司市 场总监Kevin Kozuszek说这款机器人可承载的有效负荷很大，而且手臂工作长度达到2800mm"“我们涂装和注蜡都采用了这款机器人，”Nadler表示只要经过简单调试就可以了Fanuc Robotics公司密封流程工程经理Jeff Slagle表示，“我们的S-500和新的M-710iC/20L机器人 大量应用在北美汽车厂中在大多数情况下，注蜡用的机器人可以是一款很普通的机器人，跟车身车间和总装车间看到的并无二致。
安全性较高的机器人与涂装中用的一样自动化技术的最新发展系统集成商在空腔注蜡中扮演了重要的角色 Alpha-tec公司就是这样一家公司，为全球汽车工厂提供 系统集成服务，包括涂装厂我们的业务就是对机器人系统进行集成，同时将所 有在加工方面的最新技术整合起来，”Alpha-tec公司Heinz Handke说我们有我们自己的应用和集成技术，但是同 时我们也从一些大的供应商那里购买机器人我们与自动化集成商建立了非常紧密的合作关系， 常常共同进行产品的开发，”Slagle说有时他们是我们 的客户，有时汽车制造商是我们的共同的最终客户，我们 就会进行合作我们还经常与汽车客户进行合作，帮助他 们做一些集成工作机器人制造商和集成商在建生产线时都好好地利用 了最新的技术在空腔注蜡应用中，一种新的加工方式刚 刚进入市场不久"新的方式包含一系列喷枪头，带有一、二、四或六 个喷嘴，”Handke说这种方式减少了所需机器人的数 量并提供了一种独特的机器人注蜡设备这为我们的客户 节省了先期成本，而且从长期看节省了时间成本位于德国和美国密歇根州的IPR Automation公司是 这种方式的开发商这家公司几年前进入该市场，当时流 程灵活性开始变得越来越重要。
IPR发现可以通过一种通 用的注蜡工具和工具更换装置让所有的机器人的灵活性 得到大大提高通过这样一种技术，任何一个机器人经过 调试后都可以拿起正确的喷嘴为任何一款车进行注蜡，可 以在很短时间内进行工具的更换IPR公司总裁Nicky Borcea表示，机器人工具快换装 置大大节省了蜡的用量（与手动喷注相比可节省高达 80%）、提高了注蜡质量并缩短了生产周期进入到车身 空腔内较狭小的空间需要大约八个机器人，所需的特制喷 嘴高达20多个开发这样的一套工具需要与机器人制造 商、汽车厂商、生产线集成商和原料配制商之间紧密的合 作一般来说，一个机器人现在可以装有一个注蜡器， 在注蜡器上有三到四个不同类型的伸长杆，分别指向不同 的角度，”Slagle说这些伸长杆角度不同因为机器人需 要进入到不同的孔中；有些需要注射到侧面，有的需要注 射到左面或右面每一个伸长杆的设计可以有所不同伸 长杆的安装可以自动更换机器人被设定识别空间中具体的点，从而找到不同车 型上每一个孔，一般都是通过视觉系统进行引导一旦某 辆车停止的位置有所出入，安装在工作区域的摄像头（一 般都是四个）探测车辆的外形特征视觉系统重新将新的 坐标参数传给机器人，然后机器人相应地调整运动路线。