隨著競爭的日益激烈，汽車市場逐漸步入微利時代，低成本、高品質(zhì)成為各大汽車廠追求的目標，軟仿形自動噴涂機就是適應(yīng)這一中國國情的理想的車身噴涂工藝解決方案。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。
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。
仿形噴涂機應(yīng)用現(xiàn)場實景
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：
□ 投資成本低；
□ 噴漆室內(nèi)占用空間?。?/SPAN>
□ 室內(nèi)通風量低，節(jié)約生產(chǎn)成本；
□ 示教方式簡便、直觀，調(diào)試周期短；
□ 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，介紹一下這套國產(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＋往復式噴槍＋高壓靜電旋杯的方式進行噴涂。使用往復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1.74m/min，面漆線1.86m/min；
□ 輸送方式：地面反向積放鏈；
□ 設(shè)計通過最大外形尺寸：4500mm×1750mm×1350mm；
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）→手工噴涂區(qū)→自動噴涂杯站→手工噴涂區(qū)；
□ 面漆線：準備室（安裝車型與顏色輸入裝置）→手工噴涂區(qū)→自動噴涂杯站→自動噴涂槍站→手工噴涂區(qū)→自動噴涂杯站→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1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（槍站），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1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)的入口和出口分別安置有兩組光電檢測裝置，實時監(jiān)控工作區(qū)入口和出口的狀況。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。
面漆線自動噴涂系統(tǒng)平面布置圖
9、噴具及控制單元
□ 四杯站配置4套日本Ransburg公司的MMB-11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1套旋杯；
□ 六槍站在頂、側(cè)噴機分別配置2把Devilbiss自動空氣噴槍；
□ 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1臺FGP式伺服驅(qū)動齒輪泵；
□ MMB-11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/min（空載)；
□ 光纖轉(zhuǎn)速檢測；
□ 換色模塊采用CCV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。
10、工作站控制系統(tǒng)
中涂線自動噴涂系統(tǒng)平面布置圖
□ 整個系統(tǒng)分為兩級控制，即一臺上位機和兩臺下位機，兩臺下位機分別控制頂噴機和兩臺側(cè)噴機；
□ 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；
□ 下位機控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC控制，上位機采用工控機控制；
□ 上位機與下位機通訊采用西門子Profibus總線通信；
□ 編程、監(jiān)控和常用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；
□ 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、轎車生產(chǎn)線上得到了廣泛的推廣應(yīng)用。由此可見，在今后較長的一段時間內(nèi)，該軟仿形自動噴涂機方案在汽車車身涂裝方面還會有更加廣闊的應(yīng)用空間。
（轉(zhuǎn)載）
