摘要：軟仿形自動(dòng)噴涂是隨著(zhù)汽車(chē)業(yè)的發(fā)展 而出現的高新技術(shù)設備，它是根據汽車(chē) 特 別是轎車(chē)大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)把業(yè)機器人技術(shù)硬自動(dòng)噴涂機技術(shù) 綜合．簡(jiǎn)化而成的新型自動(dòng)涂裝設備隨著(zhù)競爭的B益激烈汽車(chē)市場(chǎng)逐漸步八徼和時(shí)代低成本 ．高品質(zhì)成為各大汽車(chē)廠(chǎng)追求的目標軟自動(dòng)噴涂機就是適應這一中國國情的理想的車(chē)身噴涂藝解決方案。

按照涂裝設備種類(lèi)劃分，目前國內常見(jiàn)的汽車(chē)車(chē)身自動(dòng)噴涂解決方案可分為噴涂機器人和軟仿形自動(dòng)噴涂機兩大類(lèi)。

噴涂機器人方案由于其具有適應能力強 、柔性好 、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為國內外大型汽車(chē)車(chē)身涂裝 生產(chǎn)線(xiàn)上的首選設備，但其高昂的設備投資和龐大的使用成本卻讓許多汽車(chē)廠(chǎng)家望而卻步 。對于一些中小規模的汽車(chē)涂裝線(xiàn)而言 ，軟仿形自動(dòng)噴涂機不失為一個(gè)經(jīng)濟適用的解決方案 。

軟仿形自動(dòng)噴涂是隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而出現的高新技術(shù)設備。它是根據汽車(chē) ，特別是轎車(chē)大批量生產(chǎn)的特點(diǎn) ，把工業(yè)機器人技術(shù)、硬仿形自動(dòng)噴 涂機技術(shù)綜合、簡(jiǎn)化而成的新型自動(dòng)涂裝設備 。相對于噴涂機器人方案 ，軟仿形自動(dòng)噴涂機具有如下優(yōu)點(diǎn) ：

1、投資成本低 ；

2、噴漆室內占用空間小 ；

3、巴室內通風(fēng)量低 ，節約生產(chǎn)成本 ；

4、示教 方式 簡(jiǎn)便 、直觀(guān) ，調試周期短 ；

5、由于機械主體通過(guò)密封帶與噴漆室隔離，日常維護的工作量小 。

但是長(cháng)期以來(lái) ，國內市場(chǎng)上的汽車(chē)車(chē)身仿形自動(dòng)涂裝設備都是被幾家國際知名廠(chǎng)商壟斷的 。 在北京機械工業(yè)自動(dòng)化研究所機器人中心專(zhuān)家們多年的潛心研究下 ，于1999年成功研制出國產(chǎn)的第一套具有自主知識產(chǎn)權和多項專(zhuān)利技術(shù)的汽車(chē)車(chē)身軟仿形自動(dòng)噴涂系統，填補了我國汽車(chē)涂裝領(lǐng)域的一項空 白。該系統已在南京春蘭汽車(chē)有 限公司卡車(chē)涂裝線(xiàn)上投入使用 。北京機械工業(yè)自動(dòng)化研究所的科研小組隨后又于
2004年在原有技術(shù)基礎上開(kāi)發(fā)出了新 一代適應轎車(chē)涂裝工藝要求的軟仿形自動(dòng)噴涂系統。下面就以某轎 車(chē)廠(chǎng)的應用為例，介紹一下達 套國產(chǎn)的車(chē)身噴涂軟仿形自動(dòng)噴涂機解決方案。

1、技術(shù)分析

通常的轎車(chē) 中涂線(xiàn)噴涂系統廣泛采用高壓靜電旋杯進(jìn)行噴涂 ，面漆線(xiàn)噴涂系統 則采用高壓靜電旋杯 + 住復式噴槍 + 高壓靜電旋杯的方式進(jìn)行噴涂。使用往復式空氣噴槍的目的是為了使金屬漆的顆粒產(chǎn)生無(wú)序排列，以形成不同的光學(xué)效果 。目前 ，最新的發(fā)展趨 勢是應用改進(jìn)了結構的旋杯代替噴槍?zhuān)赃_到相似的噴涂效果 ，并可大大提高油漆的利用率 。最后一道高壓靜電旋杯用于噴涂罩光清漆 ，以提升車(chē)身色彩的豐滿(mǎn)度。

2 、生產(chǎn)基本需求

生產(chǎn)綱領(lǐng)：50000輛／年 ，設備年時(shí)基數 3820h ，雙班 工作制 ；

生 產(chǎn) 鏈 速 ： 中 涂 線(xiàn)1．74 m ／m in ，面漆 線(xiàn) 1．86m ／m in ；

輸 送方式 ：地面 反向積放鏈 ；

設計 通 過(guò)最 大外 形 尺寸 ：4 5 00 m m X 175 0 m m × 135 0m m ；

3、中涂線(xiàn) 和面漆線(xiàn)工藝布置

中涂線(xiàn) ：準備室 (安裝車(chē)型與顏色輸 入裝置 ) 一手工噴涂區一自動(dòng)噴涂杯站 一手工噴涂 區；

面漆線(xiàn) ：準 備室 (安裝車(chē)型與顏色輸入裝置) 一手工噴涂區 一 自動(dòng)噴涂杯站 一 自動(dòng)噴涂槍站一手工噴涂區 一 自動(dòng)噴涂杯站 一手工噴涂 區。

4 、轎車(chē)車(chē)身中涂 、面漆噴涂系統構成，自動(dòng)噴涂機分別應用在中涂線(xiàn)和面漆線(xiàn)，其系統構成如表 l所示 。

5 、噴涂工作站構成四杯站構成如表2所示 ，六槍站構成如表3 所示 。

每套伺服仿形噴 涂系統配置一套伺服 仿形頂 噴機 。頂噴機上配置1只靜電旋杯（杯站）或1組空氣噴 槍?zhuān)ū荆?，用于完成?chē)身的水平面和前、后圍的自動(dòng)噴涂作業(yè) 。5個(gè)自由度分別為垂直運動(dòng)、旋轉運動(dòng)、噴槍往復運動(dòng)、跟蹤運動(dòng)和旋杯間距調整運動(dòng)（杯站）。

每套伺服仿形噴涂系統配置一對伺服仿形側噴機，對稱(chēng)地分置于輸 送線(xiàn)兩側 。在每個(gè)側噴機上配置 1 只靜電旋杯（杯站） 或 l組空氣噴槍 (槍 站)，用于完成車(chē)身側面的噴涂作業(yè) 。3個(gè)自由度分別為腕部擺動(dòng)、腕部前后伸縮運動(dòng)和垂直升降運動(dòng)。在連續的生產(chǎn)線(xiàn)上，頂 、側噴機通過(guò)多軸的協(xié)調運動(dòng)使噴具的位姿總能隨 著(zhù)車(chē) 身表面的 變化而變化，保持最佳的噴涂姿態(tài) ，進(jìn)而保證噴涂質(zhì)量 。

6、車(chē)身自動(dòng)識別系統通過(guò)一組非 接觸式光電開(kāi)關(guān)采集被噴涂車(chē) 型的特征點(diǎn) ，并把測得的信號傳送到車(chē)身自動(dòng)識別控制單元，通過(guò) PLC 進(jìn)行信號分析、判斷。

7、輸送線(xiàn)跟蹤裝置實(shí)時(shí)檢測輸送鏈的運行速度 ，系統對當前鏈速進(jìn)行分析、判斷。當鏈速的變化超出系統允許范圍時(shí) ，噴涂機停止運行并觸發(fā)報警 ，大大提 高了系統的安全性。

8 、工作區安全檢測裝置在工作區的入 I：1和 出 I：1分別安置有兩組光 電檢測裝置，實(shí)時(shí)監控工作 區入 I： 1 和 出 I：1 的狀 況 。

在設備工作時(shí) ，當檢測到有人員誤入噴涂工作區時(shí) ， 自動(dòng)噴涂機停止工作并發(fā)出警報 ，以確保人員及設備的安全 。

9 、噴具及控制單元：

四 杯 站 配 置 4 套 日本R ansburg 公司的 M M B -ll型靜 電旋杯 ，在頂噴機上配置 2 套旋杯 ，在 2 個(gè)側噴機上 各配置 l套旋杯 ；

六槍站 在頂 、側噴機分別配置 2把 D evilbiss 自動(dòng)空氣噴槍 ；口每只旋杯或每組噴槍配有獨立的控制箱，對每只旋杯和噴槍 的各個(gè)氣路、漆路進(jìn)行控制 ；

在每 個(gè)工作站還 配有一 套噴具總控 制系統 ，通過(guò) 觸摸屏對工作站 內各個(gè)旋杯 、噴槍 的技術(shù)參數進(jìn)行設定 ，并對運行狀 況進(jìn)行監控 ；

每只旋 杯配置 l 臺 FG P 式伺服驅動(dòng)齒輪泵 ；

M M B —ll 型靜 電旋杯 采用內置式高壓發(fā)生器 ，最大 90kV ；

最大轉速 為 80000r／m in (空載) ；

光纖轉速 檢測 ；

換色模塊采用 C C V 油漆換色閥組，具有適應范圍廣、油漆利用率高 、防 自污染性好 和清洗換色快等優(yōu)點(diǎn) 。

lO 、工作站控制 系統整個(gè)系統分為兩級控制，即一臺上位機和兩臺下位機 ，兩臺下位分別控制頂噴機和兩臺側噴機；

1、頂側噴涂機采用獨立的控制單元，結構清晰，控制靈活；

2、下位機控制系統采用西門(mén)子s7-300系列PCL控制，上位機采用工控制機控制；

3、上位機與下位機通訊采用西門(mén)子Profibus總線(xiàn)通信；

4、編程、監控和常用和操作主要集中在上位機完成，人機界面采用工業(yè)組態(tài)軟件設計，使得應用過(guò)程更加人性化；

5、新車(chē)型作業(yè)程序的編寫(xiě)借助一個(gè)圖形界面完成，待操作員把各個(gè)運動(dòng)段的數據填入表格，后臺程序會(huì )自動(dòng)生成一個(gè)新的作業(yè)程序，過(guò)程簡(jiǎn)單，直觀(guān)，大大提高了工作效率。

結語(yǔ)

由我國自主研發(fā)的該軟仿形自動(dòng)噴涂系統方案具有技術(shù)成熟、投資較小、操作簡(jiǎn)便、使用維護成本低等優(yōu)點(diǎn)，在國內中、小型卡車(chē)、橋車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上得到了廣泛的推廣應用。由此可見(jiàn)，在今后較長(cháng)的時(shí)間內，該軟仿形自動(dòng)噴涂機方案在機車(chē)車(chē)身涂裝方面還會(huì )有更加廣闊的應用空間。