时海朝
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摘要：由于汽车行业近年来日益呈现出批量小、品种多、批次变化快的特点，传统的人工喷涂作业方式较为落后，难以满足不同产品、多涂料喷涂任务的实施，所以需要应用机器人喷涂系统进行自动喷涂，在机器人喷涂系统中，采用的电气自动化技术较多，对于确保涂装线的产品覆盖率更强，喷涂柔性更高，生产稳定性更强。
关键词：汽车涂装;柔性涂装;电气自动化;关键技术;
1 高压静电喷涂技术
高压静电喷涂技术是家用汽车涂装中使用的主要电气自动化技术之一，能替代传统的空气喷涂，为加强对其的研究，首先就要掌握其工艺流程。
高压静电喷涂技术在机器人喷涂系统中的电气自动化技术之一，其技术要点如下：油气涂料与压缩空气从管道进入喷枪，空气被压缩之后，形成了高压空气，并与油气涂料混合，喷枪末端的旋杯雾化器能高速旋转，旋转过程中形成的离心力与压缩空气一起作用在油气涂料上，从而将油气雾化成细小的雾滴，同时旋杯内的静电极针将旋杯喷出雾滴带有电荷，由于涂装车身上带的电荷的极性刚好与涂料的极性相反，受到库仑力和洛仑磁力的双重作用，使得油漆能在车身表面紧紧吸附，因此高压静电喷涂技术有着较高的优势。在油漆雾化系统中，主要包含了自动控制模块、高压模块、流量控制模块、换色模块、高速旋杯雾化模块等单元，其中的自动控制模块主要是对旋杯的动作进行控制，比如设定高压值、切换颜色、控制旋转杯的转速。而流量控制模块则是对车身的油漆厚度进行闭环控制。
2 RFID识别传递技术
为了能满足柔性化的涂装生产，满足不同车型、不同颜色的白车进行共线涂装生产，喷涂机器人就需要利用车型颜色识别系统来识别不同的车型。在识别过程中，则是利用RFID载码体信息传递，并与形成开关和光电开关来配合，在整个环节，具有较高的自动化水平，能自动检测车型，掌握车身信息的同时及时地传递信息。在实际运行中，主要是在滑撬上安装载码体来存储和传递车型信息。在这一过程中载码体与光电开关之间的配合是十分重要的环节，在传递信息之后，在喷漆线出入口需要设置传感器来检测车身信息，比如对车型代码、油漆颜色代码，编程时采用预设的代码来编写机器人的动作，并利用触摸屏手动扫描操控台，针对车身难以识别的问题，现场人员利用扫描枪岁随车条形码自动扫描，把车型正确信息录入涂装系统之中，即便是空撬也能直接识别，也就是将其切换成非喷涂状态，使得空撬可以在非喷涂状态下直接通过。
在RFID系统结构中，主要用途是存储车身涂装数据，载码体主要是在滑撬上安装，并配合读写器读写车身的信息，在车辆涂装时，滑撬始终载着车身运行，从而形成随车移动数据库，电子标签的作用就是在涂装时存储数据的载体。而天线介于载码体与读写器间进行无线射频信息的传递，比如车身工艺要求、颜色、型号等方面的数据，RFID系统传递信息的介质是电磁波，因此天线十分重要，属于一个导体，当存在交流电流、脉冲电流时，就会在导线周围形成电磁场，且磁场的强度会随着电流发生变化。读写器则是读写载码体中存储的相关涂装数据，并从设备网向PLC传输并处理。
3 柔性涂装自动调速系统的变频技术
在家用汽车柔性生产线中，变频技术是一项十分重要的技术，且变频技术的应用十分广泛，也是电气自动化的关键技术。以下笔者选取柔性涂装自动调速系统为例，对其变频技术的应用要点进行梳理。
3.1 设备选型
PLC在柔性涂装线自动调速系统中十分重要，为满足模糊PID控制速度和电机转速稳定的需要，尤其是解决柔性化过程中车型切换引发的输送带链速控制性能不足的常规问题，需要在硬件平台设计中注重PLC的选型，在PLC选型中，应结合设备成本与后续开发因素，对PLC的CPU、DI、AI、电源、AO、DO等模块进行选型和确定数量，并做好对其的配置，这样在选择变频器时，才能与PLC相匹配。一般而言，为满足灵敏、便捷、节约空间等方面的要求，变频器应采用380V的电源模式，从而控制输送带电机。而在电机方面，采用三相异步电动机，并对其额定功率、电压、电流、转速等额定参数、相数、绝缘等级、接线等有一个全面的了解，而在减速机方面采用RV系列即可。而在光电编码器方面，因为其主要是对传送带上的电机转速进行测量，所以采用定时器与计数器相配合的编码器即可，通过所输出脉冲数据对输送带的电机转速进行测量。测速时若转速较高，则采用M法，转速较低则采用T法测速。
3.2 软件设计
在做好设备选型的基础上，因为在柔性涂装自动调速系统中主要是采用PLC控制涂装工艺流程。应确保所选的PLC具有可靠和流程简单以及控制性较强的特点。因为PLC在整个柔性涂装自动调速系统中属于核心，也是电气自动化中最为关键的基础，不仅要实时监测运输链的运行和采集处理信号，而且还要调动整个生产线的运行状态。因此主要是采用AB-PLC控制器。在对PLC进行专业编程之后，需要对变频器的初始参数做好设置，并利用PLC控制器来优化变频器的频率，从而在调节电机转速的同时控制输送带的链速，再配合机器人达到自动喷涂的目的。
4 柔性涂装自动调速系统的模糊PID控制技术
在柔性涂装自动调速系统中，利用PLC控制器将控制系统输入给定值和控制系统输出反馈值的差值进行计算，得出差值与差值变化率，再采取科学的控制测量算法，从而得到输出量，并利用输出量对变频器工作频率进行控制，从而对输送带输送的速度控制，使得控制系统的输入给定值与输出反馈值能同步，在确保柔性涂装自动调速系统在给定的转速下得以平稳运行。
由此可见，模糊PID控制技术也是柔性涂装自动调速系统中的电气自动化关键技术，在实际应用过程中，应紧密结合实际，加强对模糊PID控制方案的设计。由于模糊PID算法综合了PID与模糊控制两种技术的优势，结合偏差的切换控制策略。
首先是利用光电编码器对实际电子及转速与给定转速进行检测和对比之后，得到偏差与偏差变化率，再将其模糊化处理，根据相应的模糊控制规则而获得输出量，并通过模糊求解得到最终修正量，从而实现PID参数的实时更新，并结合常规PID控制获得最终输出。
由此可见，模糊PID控制是结合偏差来选择控制策略，若偏差较大，则采用模糊控制方案，结合偏差和变化率，采取针对性的模糊控制规则，从而达到减少超调量的目的，调节时间也能得到相应地缩减。若偏差较小，则采用PID控制方案，从而将稳态误差降低。结合所选控制策略得到控制信号，并利用功率放大器将其放大之后，对变频器频率进行调节，达到控制输送带电机转速的目的。
5 结语
综上所述，汽车涂装是车辆生产中十分重要的环节，为了更好地满足车型、颜色的个性化和多样化的追求，柔性化生产已成为关键所在。因此，本文主要从高压静电喷涂技术、RFID识别、变频技术传递技术、模糊PID控制技术四个方面，对汽车涂装电气自动化关键技术进行了分析，以更好地促进汽车涂装的电气自动化水平得到提升和优化。
参考文献
[1]?宋洪成，徐娟娟.汽车涂装生产线电气自动化控制系统研究[J].时代汽车，2020(22):148-149.
[2]?潘长开，余颖舜.汽车涂装电气自动化关键技术研究[J].中国设备工程，2019(22):224-225.