涂装工艺流程.doc

第一章 延锋涂装工艺流程介绍第一章 延锋涂装工艺流程介绍目前汽车行业常用的涂料及涂装方法有很多。涂料如按其树脂成膜方式分类可分为两大类，一类是反应型涂料，另一类是挥发型涂料。前者在成膜过程中伴有化学反应，一般均形成网状交联结构，因此，其树脂相当于热固性聚合物。反应型涂料又分为两类，一类是气干型的，在常温下可交联固化，另一类是烘烤型的，需在高温下完成反应；后者在成膜过程中仅是溶剂挥发，而聚合物未发生任何化学反应，其树脂相当于热塑性聚合物。目前延锋使用的油漆中，上述两类油漆均有使用，具体的使用方法将会在以后几章介绍。涂装方法是指将涂料薄而均匀的涂布在被涂物表面上的工艺。目前汽车行业的塑料饰件喷涂中最常用的方法是喷涂法。延锋主要采用的涂装主要方法是机器人自动空气静电喷涂法。这一章着重介绍了延锋外饰件分厂两条涂装流水线的工艺流程、主要设备及相关参数、主要控制的工艺参数及其工艺特点等。第一部分：涂装一线外饰件分厂涂装一线从1996年起开始筹建动工，涂装流水线主要由美国ABB公司设计，设计能力为年产量10万套桑塔纳2000型涂装保险杠，生产节拍为98s/车。流水线分上下两层，其平面布局见附页1。其工艺流程为：1.上件2.水洗3.吹干4.烘干5.冷却6.除尘7.火焰处理8.除尘9.底漆喷涂10.闪干11.烘干12.冷却13.底漆打磨14.除尘15.色漆喷涂16.闪干17.清漆喷涂18.闪干19.烘干20.冷却21.检验22.下件贯穿和连接整个流水线的共有4条反向积放式输送链,其主要特点是：安装调试周期、短造价便宜、控制简单，但机械故障率较高且难于查找故障发生点、运行时易抖动、造成机器人跟踪出错等。其中2号链主要承担了工序2.水洗3.吹干4.烘干5.冷却的小车运载任务,其设计链速为2.124米/分钟；3号链主要承担了6.除尘7.火焰处理8.除尘9.底漆喷涂10.闪干11.烘干12.冷却的小车运载任务, 其设计链速为2.11米/分钟；4号链主要承担了工序13.底漆打磨14.除尘15.色漆喷涂16.闪干17.清漆喷涂18.闪干19.烘干20.冷却的小车运载任务, 其设计链速为2.11米/分钟；而1号链承担了其他所有工序的小车运载任务以及2号链、3号链、4号链之间的连接和转换任务，其设计链速为18.288米/分钟。因此，在正常工作状态下，如果1号链停止，链条互锁装置就会启动，2号链、3号链、4号链也会立刻停止。下面针对上述的每一步工序涉及的相关设备，工艺参数等进行逐一介绍:1. 上件/22.下件:上件工位主要任务是将喷涂前的注塑件或返修件放置在涂装挂具上，向整个涂装线供应产品；下件工位主要任务是将经涂装线喷涂后的产品（合格品、返修件、报废件）从涂装挂具上取下。这两个工位主要涉及到产品工位车和产品涂装小车。产品工位车是根据不同产品的特点设计的，在上件区域主要用于存放等待上件的注塑件或返修件，同时该工位车也用于下件、抛光、装配等区域。因此，工位车在设计时，除了考虑到如何合理利用空间摆放更多的零件，同时也要求考虑到在零件的正常取放过程中，不能将零件的油漆表面擦伤，造成损失。产品涂装小车主要由小车底盘、小车基架和涂装挂具三部分组成。小车底盘的主要作用为与链条配合，运载小车基架和涂装挂具在整个涂装线运转，在涂装一线正常运转时共有138辆小车底盘，这些底盘的形状大小均相同，其垂直投影尺寸为2160915mm。小车基架是用于连接小车底盘和涂装挂具的结构，在涂装一线运转初期，小车基架和涂装挂具的连接是通过焊接来实现的，而在涂装线的进一步运转中改变为现有的拼插式连接，这样小车基架的大小形状也得到了统一，在更换涂装产品时只需要更换相应的涂装挂具即可。涂装挂具主要用于产品的固定和定位，以保证产品在整条涂装线运行时不会发生零件掉落、变形、位置偏移等现象；另外，涂装挂具设计时主要需考虑以下几点：A.重要的涂装表面必须处于利于机器人喷涂的位置。B.产品的摆放尽量保证在经过水洗喷房后，零件表面无积水。C.产品间距必须保证有足够的空间供机器人完成喷涂动作。D.挂具需保证对产品的内表面有足够的支撑，以免产品在多次烘烤后发生变形。E.由于涂装线采用静电喷涂，要求在挂具设计时同时考虑到产品的接地。2. 水洗：水洗工序主要作用是完成产品涂装表面的清洁，水洗可除去零件表面的污垢、灰尘、油脂等。产品涂装小车在水洗通道入口处完成了从1号链到2号链的转换。水洗通道两端各有3米长的气封通道，以防水洗通道里的潮气、水蒸气和化学剂气味逃逸出来。水洗通道长22米，主要结构及其作用简单介绍如下：A 第一级水洗（Stage#1）：该区域长3.2米，共有12排喷淋管路，162个喷淋头，喷淋时间1.5分钟。主要作用为对塑料零件表面进行部分预脱脂。延锋选用的清洗剂是上海凯密特化学有限公司的Gardoclean PP1，PP1的主要成分是磷酸盐、生物可降解的表面活性剂和矿物酸。PP1和自来水混合后，达到22.5的浓度。混合液经过热交换器加热到5055。（5055为化学品的最佳反应浓度）系统开机后会自动预热30分钟，此时溶液经热交换器后由电磁阀控制直接回到溶液槽。预热30分钟后溶液将从水洗通道里的喷淋头喷出，喷到零件表面后（喷淋压力为0.20.35Mpa），清洗液在重力作用下，流回溶液槽中。溶液温度的控制是通过输送溶液的管路中的温度探头，探测温度，并根据温度的高低控制加热蒸汽阀门的大小。B 第二级水洗（Stage#2）：该区域长4.2米，共有15排喷淋管路，203个喷淋头，喷淋时间1.97分钟。清洗剂对塑料零件表面进行脱脂。延锋选用的清洗剂是上海凯密特化学有限公司的Gardoclean PP2,其的主要成分与PP1类似，但酸性比PP1弱。PP2溶液的使用浓度为0.5-0.8，最佳工作温度也是5055，喷淋压力为0.20.35Mpa，其工作原理与第一级水洗相同。C 第三级水洗（Stage#3）：该区域长1.6米，共有6排喷淋管路，81个喷淋头，喷淋时间0.75分钟。使用清洁的自来水冲洗残留在零件表面的化学试剂。水温为常温，喷淋压力为0.20.35Mpa。D 第四级水洗（Stage#4）：该区域长1.6米，共有6排喷淋管路，81个喷淋头，喷淋时间0.75分钟。使用循环去离子水对零件表面进行进一步的清洗。所谓循环去离子水即从第五级水洗区流入第四级水槽的去离子水。（去离子水的纯净度要求为电导率75m/cm）水温为常温，喷淋压力为0.150.2Mpa。E 第五级水洗（Stage#5）：该区域长0.14米，共有1排喷淋管路，23个喷淋头，喷淋时间8秒。使用新鲜的去离子水对零件表面进行彻底清洗（去离子水的纯净度要求为电导率10m/cm）。在第一级至第四级水洗通道底部都有对应的溶液槽，以充分有效的利于水洗液，由于产品表面的油脂、灰尘等污物大多浮在水洗液表面，因此，各级水槽通过定时补充新鲜清洗液，使水槽中的溶液溢流，从而去除水洗液中悬浮的污物。排出的污水收集到专门的废液收集桶进行统一处理。另外，为了保证水洗效果，还需对各级溶液槽进行定期的换液清洗。另外，在各级溶液槽之间上方都有导流板，以确保水洗液按从第五级到第一级的方向定向流动。这样可以保证后一级的水洗液不会被前一级的水洗液污染。此外，第四级、第五级水洗喷淋设备与2号链之间设定了互锁，只有当2号链运转时，第四级、第五级水洗喷淋才能工作，而在2链停止后10分钟，第四级、第五级水洗喷淋设备会自动关闭，以保证链条停止后，停在第四级和第五级的产品能得到充分的清洁。3. 吹干：位于水洗通道内第五级水洗后的空气风道，用强风吹落零件表面残留的水珠。但有时由于产品结构等原因，零件某些部位的水珠无法完全被吹落，而烘干区域是没有能力将水珠烘干，因此会造成零件表面积水，影响产品的喷涂。所以，我们在火焰处理喷房前又增加了一个操作平台，当上述情况发生时，只能在该平台用无纺布把水珠擦干。4. 烘干：水洗烘房长42.5米，产品烘烤时间为20分钟，该烘房分两段加热区可分别设定加热温度。在烘房两端各有3米长的气封通道，以防烘房内热量的散失。烘房用燃气加热循环风的方法，使烘道内的温度达到设定值。当水洗吹干后的产品经过烘干通道时，烘干通道内的热空气把产品表面的水分烘干。烘烤温度的设定不仅要考虑到产品表面水分的蒸发，而且不同产品的耐热程度不同，因此设定的烘烤温度也不相同，具体数据将在后面的内容中作详细介绍。5. 冷却：水洗冷却通道长10.5米，产品冷却时间5分钟，冷却方式为室温强风冷却。在冷却通道结束后，涂装小车靠1号链从2号链转移到3号链上。从烘房出来的产品一般表面温度较高，不能直接喷涂，因此必须经过冷却通道降温。一般而言，要求零件表面温度降至2035（喷房温度在25左右时）。如温度过高会使喷涂在零件表面的油漆中的溶剂挥发过快，油漆来不及流平；如温度过低，当零件进入喷房后会在零件表面形成水雾（由于喷房湿度为70），从而影响油漆与基材的粘结力。6. 除尘:用去离子静电风刀，对零件表面进行静电除尘。在风刀前有一光电感应装置，当装置感应到有涂装小车到达时，开启风刀，当涂装小车全部通过后，关闭风刀。空气风刀距零件距离为46，工作压力为2040psig。7. 火焰处理：火焰处理喷房尺寸为（长宽高）：6米5.5米3.55米，内有2台ABB TR-5002型全自动机器人，完成对产品表面的火焰处理。延锋厂采用压缩丙烷气作为燃料，进气压力为：空气0.5bar（200250升/分钟）；燃气0.35bar（6升/分钟）；混合后压力为0.35bar。火焰的有效处理长度为7毫米到70毫米左右。火焰处理的主要目的是：提高塑料基材表面的表面张力，使油漆能更好的与基材表面结合，以提高油漆的附着力。如图1.所示当基材的表面张力小于油漆的表面张力时，油漆无法浸润基材；如图2.所示当基材的表面张力大于油漆的表面张力时，油漆可以浸润基材。在编制火焰处理程序时应特别注意：由于火焰在整个程序的运行过程中始终处于燃烧状态，因此，在选取链条正常运行时和中途停止时，程序等待点的位置，必须保证火焰远离零件表面，以免零件表面烧伤或燃烧。另外，在程序连接点的位置也需考虑火焰远离零件表面。8. 除尘：用去离子静电风刀，对零件表面进行静电除尘。在风刀前有一光电感应装置，当装置感应到有涂装小车到达时，开启风刀，当涂装小车全部通过后，关闭风刀。空气风刀距零件距离为46，工作压力为2040psig。9. 底漆喷涂：底漆的主要作用是完成基材与色漆之间的有效结合。底漆喷涂喷房尺寸为（长宽高）：7.5米5.5米4.3米，有2台ABB TR-5002型全自动机器人，完成对产品表面的底漆喷涂。喷房采用上供风、下排风的方法使漆雾通过喷房底部的文丘里水幕吸收后集中处理，涂装一线喷房供风的吸风口在一楼，离地面较近，因此外界空气经吸风口外的过滤网粗过滤后，进入空气供应室后，经过第一道过滤网可将空气中65的灰尘颗粒滤去，然后经过增湿水幕对空气进行增湿，再经过第二道过滤网将空气中90的灰尘颗粒滤去，同时空气在空气供应室内根据设定温度，通过调节蒸汽阀门开度对其加热，加热增湿后的空气，经喷房上方的毯式过滤网进行最后一道过滤。由于喷房只有加热、加湿功能，而无降温功能，因此，随环境温度的变化喷房温度作相应的调整，喷房湿度一般控制在70左右。喷枪采用EMFD-504-YF型双头喷枪，其主要技术参数如下：输出电压范围是：30100 KV，输出电流范围是：0150 A，喷枪最高油漆流量为1500 cc/min.，油漆最高工作压力为：300 psig，最高空气压力：雾化压力为100 psig，扇面压力为100 psig，开关枪压力为7080 psig，喷枪的TCP距离为15.078 inch（距喷枪油漆出口10.5 inch），喷枪针孔直径：0.055 inch。配套采用的计量泵的技术参数如下：底漆泵型号为：766281/7，输出能力为：6 cc/rev.；底漆固化剂泵型号为：C62735/4，输出能力为：3 cc/rev.。泵的允许最大工作压力为20bar，其马达速度为0150 rev/min.。换色阀的型号为：CCV403SS（ITW RANSBURG）。在底漆喷房后紧接着的是一段尺寸为（长宽高）：4.5m5.5m4.3m的观察补漆平台，用于观察机器人的喷涂过程，及产品的涂装缺陷。同时该区域也安装了供漆口可用于对产品部分涂装缺陷的修补。底漆喷房机器人油漆10. 闪干：喷好底漆的产品在进入烘房烘烤前，需经过810分钟的闪干区域，使零件表面油漆内的低沸点溶剂在该区域得到充分的挥发。11. 烘干：底漆烘干区域长37米，烘烤时间为20分钟，该烘房分两段加热区可分别设定加热温度。在烘房两端各有4.5米长的气封通道，以防烘房内热量的散失。烘房用燃气加热循环风的方法，使烘道内的温度达到设定值。喷涂好底漆的零件经过底漆烘房后，底漆中的溶剂几乎完全挥发，加热促进化学反应的进行，完成零件表面基材与底漆的结合。12. 冷却：底漆冷却通道长10.5米，产品冷却时间5分钟，冷却方式为室温强风冷却。在冷却通道结束后，涂装小车靠1号链从3号链转移到4号链上。13. 底漆打磨：该工序用于去除底漆件表面的灰尘颗粒，以提高产品的合格率。一般地说，打磨后的区域的漆膜厚度将减少5m10m。14. 除尘：用去离子静电风刀，对零件表面进行静电除尘。在风刀前有一光电感应装置，当装置感应到有涂装小车到达时，开启风刀，当涂装小车全部通过后，关闭风刀。空气风刀距零件距离为46，工作压力为2040psig。15. 色漆喷涂：色漆的主要作用是为产品提供不同的颜色。色漆喷涂喷房尺寸为（长宽高）：7.5米5.5米4.3米，有4台ABB TR-5002型全自动机器人，完成对产品表面的色漆喷涂。喷房采用上供风、下排风的方法使漆雾通过喷房底部的文丘里水幕吸收后集中处理，涂装一线喷房供风的吸风口在一楼，离地面较近，因此外界空气经吸风口外的过滤网粗过滤后，进入空气供应室后，经过第一道过滤网可将空气中65的灰尘颗粒滤去，然后经过增湿水幕对空气进行增湿，再经过第二道过滤网将空气中90的灰尘颗粒滤去，同时空气在空气供应室内根据设定温度，通过调节蒸汽阀门开度对其加热，加热增湿后的空气，经喷房上方的毯式过滤网进行最后一道过滤。由于喷房只有加热、加湿功能，而无降温功能，因此，随环境温度的变化喷房温度作相应的调整，喷房湿度一般控制在70左右。喷枪采用EMFD-504-YF型双头喷枪，其主要技术参数如下：输出电压范围是：30100 KV，输出电流范围是：0150 A，喷枪最高油漆流量为1500 cc/min.，油漆最高工作压力为：300 psig，最高空气压力：雾化压力为100 psig，扇面压力为100 psig，开关枪压力为7080 psig，喷枪的TCP距离为15.078 inch（距喷枪油漆出口10.5 inch），喷枪针孔直径：0.055 inch。配套采用的计量泵的技术参数如下：色漆泵型号为：766281/7，输出能力为：6 cc/rev.。泵的允许最大工作压力为20bar，其马达速度为0150 rev/min.。换色阀的型号为：CCV403SS（ITW RANSBURG）。在色漆喷房后紧接着的是一段尺寸为（长宽高）：4.5m5.5m4.3m的观察补漆平台，用于观察机器人的喷涂过程，及产品的涂装缺陷。同时该区域也安装了供漆口可用于对产品部分涂装缺陷的修补。16. 闪干：喷好色漆的产品在进入清漆喷房前，需经过810分钟的闪干区域，使零件表面油漆内的低沸点溶剂在该区域得到充分的挥发。色漆闪干区域可以加热调节闪干温度，最高加热温度为50，其加热段长6.5米，两端各有3米的气封通道，以防热量的散失。17. 清漆喷涂：清漆的主要作用是使产品表面有光泽，并为产品提供耐候性等基本性能要求。清漆喷涂喷房尺寸为（长宽高）：7.5米5.5米4.3米，有4台ABB TR-5002型全自动机器人，完成对产品表面的色漆喷涂。喷房采用上供风、下排风的方法使漆雾通过喷房底部的文丘里水幕吸收后集中处理，涂装一线喷房供风的吸风口在一楼，离地面较近，因此外界空气经吸风口外的过滤网粗过滤后，进入空气供应室后，经过第一道过滤网可将空气中65的灰尘颗粒滤去，然后经过增湿水幕对空气进行增湿，再经过第二道过滤网将空气中90的灰尘颗粒滤去，同时空气在空气供应室内根据设定温度，通过调节蒸汽阀门开度对其加热，加热增湿后的空气，经喷房上方的毯式过滤网进行最后一道过滤。由于喷房只有加热、加湿功能，而无降温功能，因此，随环境温度的变化喷房温度作相应的调整，喷房湿度一般控制在70左右。喷枪采用EMFD-504-YF型双头喷枪，其主要技术参数如下：输出电压范围是：30100 KV，输出电流范围是：0150