摘要：軟仿形自動噴涂是隨著汽車業(yè)的發(fā)展 而出現(xiàn)的高新技術(shù)設(shè)備，它是根據(jù)汽車 特 別是轎車大批量生產(chǎn)的特點把業(yè)機器人技術(shù)硬自動噴涂機技術(shù) 綜合．簡化而成的新型自動涂裝設(shè)備隨著競爭的B益激烈汽車市場逐漸步八徼和時代低成本 ．高品質(zhì)成為各大汽車廠追求的目標軟自動噴涂機就是適應(yīng)這一中國國情的理想的車身噴涂藝解決方案。

按照涂裝設(shè)備種類劃分，目前國內(nèi)常見的汽車車身自動噴涂解決方案可分為噴涂機器人和軟仿形自動噴涂機兩大類。

噴涂機器人方案由于其具有適應(yīng)能力強 、柔性好 、控制靈活等優(yōu)點已經(jīng)成為國內(nèi)外大型汽車車身涂裝 生產(chǎn)線上的首選設(shè)備，但其高昂的設(shè)備投資和龐大的使用成本卻讓許多汽車廠家望而卻步 。對于一些中小規(guī)模的汽車涂裝線而言 ，軟仿形自動噴涂機不失為一個經(jīng)濟適用的解決方案 。

軟仿形自動噴涂是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的高新技術(shù)設(shè)備。它是根據(jù)汽車 ，特別是轎車大批量生產(chǎn)的特點 ，把工業(yè)機器人技術(shù)、硬仿形自動噴 涂機技術(shù)綜合、簡化而成的新型自動涂裝設(shè)備 。相對于噴涂機器人方案 ，軟仿形自動噴涂機具有如下優(yōu)點 ：

1、投資成本低 ；

2、噴漆室內(nèi)占用空間小 ；

3、巴室內(nèi)通風量低 ，節(jié)約生產(chǎn)成本 ；

4、示教 方式 簡便 、直觀 ，調(diào)試周期短 ；

5、由于機械主體通過密封帶與噴漆室隔離，日常維護的工作量小 。

但是長期以來 ，國內(nèi)市場上的汽車車身仿形自動涂裝設(shè)備都是被幾家國際知名廠商壟斷的 。 在北京機械工業(yè)自動化研究所機器人中心專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(quán)和多項專利技術(shù)的汽車車身軟仿形自動噴涂系統(tǒng)，填補了我國汽車涂裝領(lǐng)域的一項空 白。該系統(tǒng)已在南京春蘭汽車有 限公司卡車涂裝線上投入使用 。北京機械工業(yè)自動化研究所的科研小組隨后又于
2004年在原有技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出了新 一代適應(yīng)轎車涂裝工藝要求的軟仿形自動噴涂系統(tǒng)。下面就以某轎 車廠的應(yīng)用為例，介紹一下達 套國產(chǎn)的車身噴涂軟仿形自動噴涂機解決方案。

1、技術(shù)分析

通常的轎車 中涂線噴涂系統(tǒng)廣泛采用高壓靜電旋杯進行噴涂 ，面漆線噴涂系統(tǒng) 則采用高壓靜電旋杯 + 住復(fù)式噴槍 + 高壓靜電旋杯的方式進行噴涂。使用往復(fù)式空氣噴槍的目的是為了使金屬漆的顆粒產(chǎn)生無序排列，以形成不同的光學(xué)效果 。目前 ，最新的發(fā)展趨 勢是應(yīng)用改進了結(jié)構(gòu)的旋杯代替噴槍，以達到相似的噴涂效果 ，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 ，以提升車身色彩的豐滿度。

2 、生產(chǎn)基本需求

生產(chǎn)綱領(lǐng)：50000輛／年 ，設(shè)備年時基數(shù) 3820h ，雙班 工作制 ；

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

輸 送方式 ：地面 反向積放鏈 ；

設(shè)計 通 過最 大外 形 尺寸 ：4 5 00 m m X 175 0 m m × 135 0m m ；

3、中涂線 和面漆線工藝布置

中涂線 ：準備室 (安裝車型與顏色輸 入裝置 ) 一手工噴涂區(qū)一自動噴涂杯站 一手工噴涂 區(qū)；

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

4 、轎車車身中涂 、面漆噴涂系統(tǒng)構(gòu)成，自動噴涂機分別應(yīng)用在中涂線和面漆線，其系統(tǒng)構(gòu)成如表 l所示 。

5 、噴涂工作站構(gòu)成四杯站構(gòu)成如表2所示 ，六槍站構(gòu)成如表3 所示 。

每套伺服仿形噴 涂系統(tǒng)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（杯站），用于完成車身的水平面和前、后圍的自動噴涂作業(yè) 。5個自由度分別為垂直運動、旋轉(zhuǎn)運動、噴槍往復(fù)運動、跟蹤運動和旋杯間距調(diào)整運動（杯站）。

每套伺服仿形噴涂系統(tǒng)配置一對伺服仿形側(cè)噴機，對稱地分置于輸 送線兩側(cè) 。在每個側(cè)噴機上配置 1 只靜電旋杯（杯站） 或 l組空氣噴槍 (槍 站)，用于完成車身側(cè)面的噴涂作業(yè) 。3個自由度分別為腕部擺動、腕部前后伸縮運動和垂直升降運動。在連續(xù)的生產(chǎn)線上，頂 、側(cè)噴機通過多軸的協(xié)調(diào)運動使噴具的位姿總能隨 著車 身表面的 變化而變化，保持最佳的噴涂姿態(tài) ，進而保證噴涂質(zhì)量 。

6、車身自動識別系統(tǒng)通過一組非 接觸式光電開關(guān)采集被噴涂車 型的特征點 ，并把測得的信號傳送到車身自動識別控制單元，通過 PLC 進行信號分析、判斷。

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

8 、工作區(qū)安全檢測裝置在工作區(qū)的入 I：1和 出 I：1分別安置有兩組光 電檢測裝置，實時監(jiān)控工作 區(qū)入 I： 1 和 出 I：1 的狀 況 。

在設(shè)備工作時 ，當檢測到有人員誤入噴涂工作區(qū)時 ， 自動噴涂機停止工作并發(fā)出警報 ，以確保人員及設(shè)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 個側(cè)噴機上 各配置 l套旋杯 ；

六槍站 在頂 、側(cè)噴機分別配置 2把 D evilbiss 自動空氣噴槍 ；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 的各個氣路、漆路進行控制 ；

在每 個工作站還 配有一 套噴具總控 制系統(tǒng) ，通過 觸摸屏對工作站 內(nèi)各個旋杯 、噴槍 的技術(shù)參數(shù)進行設(shè)定 ，并對運行狀 況進行監(jiān)控 ；

每只旋 杯配置 l 臺 FG P 式伺服驅(qū)動齒輪泵 ；

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

最大轉(zhuǎn)速 為 80000r／m in (空載) ；

光纖轉(zhuǎn)速 檢測 ；

換色模塊采用 C C V 油漆換色閥組，具有適應(yīng)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 。

lO 、工作站控制 系統(tǒng)整個系統(tǒng)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(cè)噴機；

1、頂側(cè)噴涂機采用獨立的控制單元，結(jié)構(gòu)清晰，控制靈活；

2、下位機控制系統(tǒng)采用西門子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子Profibus總線通信；

4、編程、監(jiān)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(shè)計，使得應(yīng)用過程更加人性化；

5、新車型作業(yè)程序的編寫借助一個圖形界面完成，待操作員把各個運動段的數(shù)據(jù)填入表格，后臺程序會自動生成一個新的作業(yè)程序，過程簡單，直觀，大大提高了工作效率。

結(jié)語

由我國自主研發(fā)的該軟仿形自動噴涂系統(tǒng)方案具有技術(shù)成熟、投資較小、操作簡便、使用維護成本低等優(yōu)點，在國內(nèi)中、小型卡車、橋車生產(chǎn)線上得到了廣泛的推廣應(yīng)用。由此可見，在今后較長的時間內(nèi)，該軟仿形自動噴涂機方案在機車車身涂裝方面還會有更加廣闊的應(yīng)用空間。