孙启强
泰安航天特种车有限公司 山东 泰安 271000
摘要：本文以某个涂装车间的内喷机器人为例，对工艺调试的过程进行了介绍，并对调试过程中的要点进行了分析，针对具体问题提出相应的解决措施，对提高喷涂效果有一定帮助。
关键词：汽车涂装；内喷机器人；工艺调试
0引言
随着我国汽车行业不断向前发展，在车身外观上投入的精力越来越多，为了能够迎合市场的需求，对汽车的喷涂要求变得越来越高。原有的人工喷涂已经远远不能够满足当前汽车市场的需求，而机器人喷涂凭借其良好的喷涂质量，以及较低的单台油漆消耗量，成为汽车喷涂市场上的主力军，而本文将主要针对前期的内喷调试进行研究。
1内喷机器人布局
以某条新建的涂装线为例，其应用的是三代机器人，使用跟踪式连续输送的方式，色漆内喷有8个机器人，4个车门机器人以及2个开盖机器人，具体如图1。通常布局为4个机器人对四个车门进行喷涂，2个机器人对前盖进行喷涂，两个机器人对后盖进行喷涂。清漆内喷机器人一共有6个，4个车门机器人以及一个开盖机器人，具体如图2。通常四个机器人对4个车门进行喷涂，2个机器人对后盖进行喷涂。
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2离线仿形的制作
使用该款机器人专用的离线编程软件完成内喷工作站的建立，对喷涂机器人喷涂车身的轨迹面进行编程，并完成相关喷涂参数的设置，之后将离线程序导入喷涂机器人的控制器中，利用工件坐标测量转换实现应用。在进行仿形程序的编写时，通常都是先根据车身的形状建立多个连续的路径点，之后将这些路径点连起来便形成了机器人运行的路径。在进行仿形程序的编写时，有几个方面需要关注，具体如下：
（1）需要保证离线仿形的时间在设计的要求内，所有的区域都能够高效高效的喷涂到位。
（2）结合机器人的布局和车身特征，确定最优的喷涂轨迹，确保机器人的喷涂轨迹平滑与稳定。
（3）喷涂机器人在按照预定轨迹行走时不能够和车身、喷漆室以及其他机器人产生碰撞。
（4）喷涂机器人在进行喷涂作业时，其运行的速度应尽可能的保持一致，通常低速喷涂的质量较好。
3车身测量
把离线程序导进现场机器人的控制器中，根据车身的测量结果完成工件坐标系的建立，经过相应的转化后进行应用才能够达到仿形在线示教的目的。车身测量的具体步骤如下：
（1）提供一个和数模一样的标准车身；
（2）利用集成在离线编程软件中的校准模块对工具或者对象完成校准；
（3）准备测量车身所使用的工具，按照现场雾化器的型号确定对应的工具；
（4）选择数模上的八个特征点，完成本地程序的建立；
（5）在离线编程软件上的同一个站中，从进行车身测量的机器人测量中，建立全新车型的World程序文件；
（6）借助测量工具，使机器人分别根据顺序对相应的点进行测量，不同点进行保存后形成新的World文件，在离线编程软件上完成校准，将Local程序和World程序一起导进去，得到一组数据，即工件的坐标值。
4仿形在线示教
完成仿形程序的编写后，在编程软件上进行相应的离线模拟，对仿形程序的通过性进行验证，同时对喷涂机器人的运动姿态进行观察。假如离线模拟不能通过或者机器人运动的幅度超出要求，则需要对仿形程序进行优化改进，直至能够通过离线模拟。当离线模拟通过后，借助便携式的可编程控制器，对开盖开门机器人以及喷涂机器人对车身喷涂面的轨迹进行在线示教，避免现场出现碰撞的危险，示教步骤如下：
（1）选择标准的车身，四个车门两个车盖的工装安装完成后测试正常，车身放到机器人能够喷涂的位置，在站序列内对车身相对站启动开关的距离进行记录，并记为S1。
（2）在编程软件的站内打开仿形的主程序，找到等待输送数值，将其记为S2。
（3）经计算得到车身工件的坐标值为S1减去S2，这个数值是车身位置相对喷涂机器人的工件坐标值，进行在线示教时需要把这个数值输到示教器中，从而使喷涂机器人能够确定车身目前的位置。
（4）启动工作站中的示教模式，根据不同机器人的喷涂顺序使用示教器进行在线示教仿形，在示教时将车身的工件坐标进行录入。
（5）先对开门开盖进行示教仿形，主要是对开门开盖的通过情况以及角度进行验证，对整个过程中所有点的平滑度进行优化，验证过程需要进行多次，确保相关的感应器不会出现异常报警的情况。
（6）在进行在线示教的过程中应将喷涂机器人的运动速度控制在较低的水平，减小出现碰撞的概率，部分的逻辑关系也需要一起进行在线示教。此外，喷涂机器人的轨迹的平滑性、可达性以及轴的角度等都需要进行验证。
（7）通常经过多次的在线示教，确定没有风险后才能够进行模拟，第一次验证最好在满足逻辑关系的情况下相对单边机器人进行测试，采用多人分工的方式，从而保证安全。
5喷涂参数的设置
喷涂参数主要有四个，分别为油漆流量、成形空气、高压以及马达转速。
油气流量：每分钟从喷涂机器人的雾化装置中喷出涂料的量。
马达转速：转速越高，获得的离心力越大，从而喷涂出的扇面越大，最终获得高度雾化的涂料粒子。
成形空气：具体指调整喷幅尺寸大小的空气，通过将两种成形空气配合使用，能够获得不同的尺寸与形状的喷幅扇面。
高压静电：被喷涂的工件是正极，而机器人是负极，利用高压电能够在正负极之间形成一个静电场，在静电场中被雾化的涂料颗粒带负电，从而在电场力的作用下能够吸附在被图工件的表面。电压越大，效果越好，但当电压达到某个临界值时，喷涂吸附效果将不会有明显的改善。
喷涂刷子设定：在对喷涂刷子的编号进行设置时，需要进行全面的考虑，需要能够易于喷涂参数的管理和调整，禁止重复使用同一个喷涂参数编号。
6工艺调试过程
（1）如果有多辆车供调试，可以直接进行喷涂之后查看干膜的缺陷情况。如果供调试的车辆较少，则应当先确认湿膜的缺陷，之后将湿膜擦掉，从而能够多次使用。
（2）在进行前期调试时，应先保证喷涂面能够被完全的遮盖，不存在流挂以及吹皱等缺陷，之后再查看干膜是否存在针孔等缺陷。
（3）每次出现缺陷时，使用蝴蝶图进行记录，用于后期的参数优化，对于参数优化无效的位置，则应当采用仿形优化的方式。
（4）在对湿膜进行观察时，最好采用指触法对漆膜的遮盖状态进行确认。
（5）把握好两个成型空气之间的配合，从而获得想要的喷涂形状与尺寸。
（6）材料的稳定性必须有保障，否则对内板的调试效果会产生非常大的影响。
（7）部分颜色因为材料的原因，遮盖能力较差，对喷涂机器人的参数以及轨迹调整后还不能够满足要求时，需要对材料进行优化，或者开发内喷专用材料。
内喷调试常见问题见表1
表1内喷调试常见问题
问题 原因 措施
四个车门铰接出遮盖情况较差 喷涂角度不够 使用别的机器人对该位置进行预喷
车门开度不够 从前风挡伸进去进行喷涂
内板搭接处漆膜较差 过喷使得搭接处过厚 对内板边缘的轨迹进行优化
漆雾反溶效果较差 对喷涂角度进行优化
内板针孔 材料施工的粘度较高 减小施工粘度
色漆较厚，导致漆膜的脱水率较差 减小色漆厚度
7结语
采用机器人内喷的方式将会逐渐成为汽车涂装的主要方式，不但能够对喷涂的效果进行良好的控制，同时还能够大幅的减小材料的使用成本，未开发展空间巨大。
参考文献
[1]李亚林. 喷涂机器人在汽车车身涂装的应用与质量控制研究[D]. 湖南大学, 2012.
[2]孟凡彬, 赵成林, 陈登阁. 浅谈涂装喷涂机器人工艺调试过程[J]. 现代涂料与涂装, 2019, 22(01):51-52+56.
[3]曾凡林. 涂装车间PVC喷涂机器人工艺调试及质量控制[J]. 汽车实用技术, 2020, No.308(05):236-239.
作者简介：孙启强 （1976.11-） 性别：男 民族：汉籍贯：山东省泰安人，学历：本科，现有职称：中级工程师；研究方向：车辆工程