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1、 浅谈涂装喷涂机器人换色系统及影响 张伟摘 要：从换色部件、换色程序等介绍喷涂机器人换色系统，并结合现场生产实际情况，总结分析换色效果影响因素，介绍换色产生的问题解决方案。关键词：喷涂机器人 换色系统 解决方案Discussion about the Color-changing System of Coating Spraying Robot and its InfluenceZhang WeiAbstract：This paper will introduces color-change system of spraying robot including the color change
2、r 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， solution1 引言近些年來喷涂机器人广泛用于涂装行业，不仅有助于喷涂质量的稳定性，提高漆膜表面质量，而且喷涂机器人可以提高涂料利用率，
3、降低对企业对漆渣处理成本与对环境的影响。油漆伴随着消费不断升级，对产品颜色要求多样化、个性化，这就要求喷涂机器人在喷涂过程中，换色时间更短、换色效果更佳，保证换色高效。本文将基于发那科P500喷涂机器人并结合生产进行探究。2 机器人换色系统2.1 换色硬部件组成发那科P-500机器人系统换色由多个模块组成，包括溶剂压缩空气模块，颜色模块、油漆输出模块、换色阀，如图1所示，通过对模块正确的安装用于满足不同油漆材料喷涂需求。换色阀组安装在机器人大臂内，是有单块或多块换色块组合而成，根据现场实际颜色需求进行换色块的增减;每个颜色阀门都有供应与返回油漆的循环路线。2.2 机器人换色程序消费者个性化需求
4、升级，不同消费群体对车身颜色有着不同需求，这就要求机器人能够柔性生产，实现不同颜色的喷涂，颜色之间切换通过换色程序实现，如图2所示。换色的目的是换色清洗净化管路，填充油漆，为下一台车提供喷涂工艺厂所需正确的材料。机器人换色程序主要包括挤漆、清洗、填充、杯头清洗。挤漆的目的是为了将雾化器的集管和油漆供应线路中所有残留的油漆排出;清洗是使用溶剂与压缩空气对油漆管路、储漆罐等清洗吹扫干净，避免不会使前一种颜色污染另一种颜色;杯头清洗是将压缩空气和溶剂喷射到旋杯以清除油漆残留物，保证高速旋杯时不掉落至车身上造成质量问题，尤其是在喷涂过程中。填充分填充和在填充两种模式，填充时不同颜色切换时执行的指令，在
5、填充时同种颜色之间执行的指令，即不换色;无论是填充还是再填充都是将油漆管路及储漆罐内填充正确油漆及油漆量为喷涂下一台车做准备，如图3所示。3 影响换色效果因素在生产实际过程中，影响换色过程的因素有很多，包括换色步骤时间、溶剂温度、压缩空气压力、油漆类别、硬件设施状态。3.1 换色步骤时间换色步骤时间影响管路清洗效果，换色步骤时间不超过生产周期时间减去机器人喷涂单台车时间，在保证生产节拍的情况下，需尽可能的增加换色步骤时间，以便充分对管路残留物清洗并将管路吹扫干净避免产生过电流等报警故障，机器人单台喷涂时间的缩短可优化机器人仿型，比如提高机器人枪速、降低机器人喷涂过程中的等待时间;可通过提高机器
6、人填充速度为清洗提供优化空间。3.2 清洗溶剂、压缩空气某种通用清洗溶剂用于水性涂料的管路清洗、机器设备清洗，对水性中涂、水性色漆等汽车涂料具有普遍的适用性，清洗干净程度与溶剂的温度、溶剂的配比有一定的关系，不同温度条件下的溶剂清洗效果有一定差距，如下表;现场对溶剂温度控制从温控系统和机器人加热器双重控制，但是由于季节温度变化，溶剂经过加热后到使用段存在热损失现象，影响清洗效果，溶剂温度越高清洗能力越强。清洗溶剂是由溶剂与纯水按照一定比例配制而成，不同配比对物料清洗效果存在差异，溶剂与纯水配比越高清洗能力越强。压缩空气压力主要用于对关于残留溶剂、油漆吹干，保证排放管路干净，避免形成回路从而形成
7、限流，当电流过高时就产生高压或者过电流故障，因此保证足够压力对吹扫效果很重要，一般要求90-110psi。3.3 不同属性油漆目前多数车企采用3C1B水性工艺，水性涂料溶剂比例低。油漆中主要含有树脂、助剂、填料，不同油漆填料组成成份及比例有所差异，溶剂对其清洗能力不同。经过现场实际对比与数据分析，在同样的条件下不同的油漆清洗效果状态存在差异，油漆中含有颜料，浅色油漆清洗效果好于深色油漆，本色漆清洗效果好于金属漆;因此在现场溶剂必须满足对最难清洗的油漆清洗的要求。3.4 硬件设备状态所有的指令需要通过硬件来完成，硬件的状态对于执行效果起者重要作用;主要硬件有空气溶剂模块、阀门、EX600。空气溶
8、剂模块允许溶剂和压缩空气同时通过，其内部的阀门可以交替通过溶剂和压缩空气，从而形成混合物，以便保证能够将管路、旋杯清洗干净。当该模块出现破裂、损坏时，溶剂、空气渗漏，无法有效清洗管理。阀门通过压缩空气驱动打开，无压缩空气时通过弹簧作用关闭，阀门长时间使用后导致弹簧老化变形与阀芯磨损，无法关闭阀门或无法完全关闭阀门，从而使上一种油漆渗漏与下一种油漆混合，导致油漆污染串色。EX600是控制中枢，位于机器人工艺控制柜，由它发出执行指令，通过电磁阀片控制压缩空气实现阀门动作开闭;当电磁阀片损坏时，就会出现漏气现象，从而空气无法驱动相应阀门，导致无法实现相应的换色执行过程。随着时间增加及运行磨损影响，硬
9、件部件老化或者响应特性的变化，需要根据现场实际进行换色逻辑及各步骤时间进行优化调整。喷涂环境对设备状态也存在较大影响，若对雾化器遮蔽不当，喷涂过程中的漆雾会飘落到机器人雾化器上，形成漆渣，堵住气孔和阀门，影响气孔排气与阀门动作。4 因换色导致生产过程中的问题4.1 现场解决案例：因换色导致痱子问题换色过程过程中，油漆以一定的压力填充到储漆罐，填充完成后在储漆罐与Ptrigger阀门之间形成压力差，达到-1.8amps至-2.6amps，喷涂过程中维修在-0.2amps至-0.7amps之间;因此造成在准备喷涂开枪时瞬间流量偏大，喷涂膜厚高，导致痱子产生。通过研究分析，开枪瞬时流量为正常喷涂时流
10、量的1.4-2.8倍，如下公式：生产现场无法快速判定根本原因并解决，为了满足质量要求，将机器人开始喷涂的第一个部位空喷，即第1、2枪不对着车身喷涂，如下图;同时也可优化换色过程逻辑，在填充完成后将PPE和Ptrigger阀打开泄压，打开泄压时间宜控制在0.5s左右，使ptrigger与储漆罐之间压差维修维持在-0.6amps左右。4.2 现场解决案例：因换色导致的过电流故障前述提高换色清洗吹扫不彻底产生的因素，在实际生产现场中，为保证生产效率与质量，通过增加压缩空气吹扫时间由2.7s增加到4.5s，达到吹扫彻底效果，未发生过电流报警。增加吹扫时间不同现场不同差异，由保证不在出现过电流故障及生产节拍而定。5 结语随着现阶段喷涂机器人广泛使用，汽车需求量上升的同时消费者对质量要求也随之提高，在保证产能与质量的前提下，需对喷涂机器人换色组件进行常规维护保养，同时根据现场实际运行，需要不断完善与优化换色程序，完善喷涂程序，这样才能为柔性生产与质量稳定保驾护航。 -全文完-
