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(jī)器人技術(shù)硬自動噴涂機(jī)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(biāo)軟自動噴涂機(jī)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(jī)器人和軟仿形自動噴涂機(jī)兩大類。

噴涂機(jī)器人方案由于其具有適應(yīng)能力強(qiáng) 、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(jī)不失為一個經(jīng)濟(jì)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(jī)器人技術(shù)、硬仿形自動噴 涂機(jī)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(jī)器人方案 ，軟仿形自動噴涂機(jī)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(fēng)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(jī)械主體通過密封帶與噴漆室隔離，日常維護(hù)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(jī)械工業(yè)自動化研究所機(jī)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(bǔ)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(jī)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(dá) 套國產(chǎn)的車身噴涂軟仿形自動噴涂機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)了結(jié)構(gòu)的旋杯代替噴槍，以達(dá)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(zhǔn)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(zhǔn) 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(jī)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(jī) 。頂噴機(jī)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(jī)，對稱地分置于輸 送線兩側(cè) 。在每個側(cè)噴機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(dāng)前鏈速進(jìn)行分析、判斷。當(dāng)鏈速的變化超出系統(tǒng)允許范圍時 ，噴涂機(jī)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(dāng)檢測到有人員誤入噴涂工作區(qū)時 ， 自動噴涂機(jī)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(jī)上配置 2 套旋杯 ，在 2 個側(cè)噴機(jī)上 各配置 l套旋杯 ；

六槍站 在頂 、側(cè)噴機(jī)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(jìn)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(jìn)行設(shè)定 ，并對運行狀 況進(jìn)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(jī)和兩臺下位機(jī) ，兩臺下位分別控制頂噴機(jī)和兩臺側(cè)噴機(jī)；

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

2、下位機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子s7-300系列PCL控制，上位機(jī)采用工控制機(jī)控制；

3、上位機(jī)與下位機(jī)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(jī)完成，人機(jī)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(hù)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(jī)方案在機(jī)車車身涂裝方面還會有更加廣闊的應(yīng)用空間。