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隨著國內(nèi)乘用車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的機械噴涂取代了手工作業(yè)。在這種趨勢中，機器人噴涂所占的比例也越來越大。如原先在車身噴涂中普遍使用的6杯站或9杯站系統(tǒng)，也有被機器人噴涂替代的趨勢。汽車車身外覆件也大量使用機器人噴涂，如國內(nèi)轎車保險杠噴涂中超過一半的產(chǎn)量使用了機器人。機器人噴涂既保持了手工噴對復(fù)雜形面的適應(yīng)，又具精確性和重復(fù)性。本文將討論機器人施工時影響最終涂膜厚度的各種因素，為生產(chǎn)中對膜的控制調(diào)整提供一些思路。

膜厚控制的意義

對于涂裝施工而言，涂膜厚度是涂裝工藝中最重要的控制因素，其意義在于：

(1)防止因膜厚不適當導(dǎo)致的涂層缺陷。根據(jù)經(jīng)驗，現(xiàn)場生產(chǎn)中涂層的外觀缺陷有超過一半以上是因為漆層膜厚控制不當造成的。一些常見的涂裝缺陷如流掛、漆層薄、露底色等直接與膜厚控制失控有關(guān)，還有一些缺陷也間接同這有關(guān)。譬如，保險杠噴涂的第一層助黏底漆膜厚不夠，會導(dǎo)致整個涂層附著力下降，同時底漆的膜厚達不到要求時其導(dǎo)電效果也會下降，這會引起第一道色漆使用靜電噴涂時涂料的轉(zhuǎn)移率下降，最后導(dǎo)致色漆不足。

(2)幫助外觀指標的調(diào)整。常見的漆膜外觀指標如光澤、色差、桔皮、DOI等都需要以膜厚控制作為基礎(chǔ)。上述指標都明顯受到膜厚，特別是面漆膜厚的影響，因此，在整個涂裝質(zhì)量控制中，把膜厚作為最重要的控制因素是必須的。

(3)成本的控制。除了膜厚控制對涂裝質(zhì)量影響體現(xiàn)的質(zhì)量成本外，涂裝的主要成本中約有一半被涂料所占據(jù)。精確的膜厚控制不僅有助于涂裝質(zhì)量的穩(wěn)定，還有利于涂料的節(jié)約。統(tǒng)計顯示，采用同樣設(shè)備噴涂時，是否精確控制膜厚其所消耗的涂料相差25%以上。目前在國內(nèi)使用的機器人噴涂主要有日本巖田或三菱機器人，這些設(shè)備引進較早，控制精度較差;新的涂裝線普遍采用ABB、FANUC、MOTOMAN、DURR等多軸機器人，在本文中主要是以ABB機器人為基礎(chǔ)進行討論

影響漆膜厚度的因素在機器人噴涂施工中，涂層膜厚可以按如下公式計算：

干膜厚度=(流量×涂料體積固體含量×涂料轉(zhuǎn)移率)/(走槍速度×噴幅寬度)(1)流量，即噴涂時單位時間從噴槍口流出的涂料體積。在機器人噴涂中，這個數(shù)據(jù)直接在BRUSH(刷子)參數(shù)表中確定。一些老式的機器人噴涂中，流量控制沒有和機器人系統(tǒng)建立聯(lián)系，無法在一個噴涂程序中間隨時更改流量。而大部分新機器人的流量控制系統(tǒng)直接由機器人的IPS系統(tǒng)控制，使流量控制更加精確和便捷。如在ABB機器人噴涂的流量控制中，根據(jù)流量控制是否閉環(huán)分兩類。

一是對流量精度高的設(shè)備采用閉環(huán)控制，在閉環(huán)控制中，常用的設(shè)備配置有兩種：

一是使用計量齒輪泵，即泵每轉(zhuǎn)一圈所獲得的體積數(shù)是恒定的，機器人1PS系統(tǒng)控制計量泵的轉(zhuǎn)速來達到定量供漆，在這類系統(tǒng)中，涂料的動力來自齒輪泵產(chǎn)生的壓力。

二是通過流量計和節(jié)流閥組成的閉路系統(tǒng)來控制，在這類系統(tǒng)中，涂料的壓力來源于供漆系統(tǒng)，流量計獲得的流量信號傳到機器人IPS系統(tǒng)與已標定的值作比較，當流量有偏差時，信號返饋給節(jié)流閥，通過改變節(jié)流閥開閉度來調(diào)節(jié)。使用第二種方案控制時對供漆壓力的穩(wěn)定性要求高。機器人噴涂系統(tǒng)提供了多級修正流量偏差的方法。如在ABBTR5002噴涂機器人上，對于系統(tǒng)的偏差有兩種途徑可以調(diào)整。

一是可以通過機器人設(shè)鼉中的ROBOTPARAMETRE中的涂料特性設(shè)置，這種情況下允許對于每種涂料系統(tǒng)進行不同的設(shè)置，如可以修正流量受到涂料的黏度和相對密度的影響。

二是可以通過TEACHPADENT中的BRUSH設(shè)置。如當BRUSH中設(shè)置是200而實際測量得到的流量是220時，可以設(shè)置BRUSH比例為200/220=91%，這樣實際的噴涂流量成為200。需要注意的是這種設(shè)置重新開機后參數(shù)自動恢復(fù)到100%。噴涂中流量范圍的選用主要受到兩個環(huán)節(jié)的影響：計量泵和霧化器。這兩個設(shè)備的瓶頸決定了最后可以獲取的流量范圍。如當使用6cc計量泵時，因為泵的受控轉(zhuǎn)速范圍是0～150r/min，因此它的額定流量在0～900mL/min。同時，霧化器也存在不同的流量上限。如ABB機器人旋杯ROBOBEL625的上限為400mL/min，所以在這種設(shè)備配置中，最高流量只能是400mL/min。同樣，過低的流量在使用計量泵時泵的轉(zhuǎn)速過慢，無法達到應(yīng)有的精度。另一個需要關(guān)注的因素是，在空氣噴涂時，流量的大小影響到涂料霧化效果。根據(jù)機器人噴涂保險杠的經(jīng)驗，空氣噴槍選用許可流量的20%～70%較為合適，旋杯選用20%～100%流量。