影响机器人喷涂漆膜厚度的因素及控制

1、重庆XX汽车零部件有限公司评级论文重庆XX汽车零部件有限公司职称评级论文材料工程师蒋开东二。一六年九月重庆XX汽车零部件有限公司评级论文目录摘要1第一章膜厚控制的意义1.1 :防止涂层缺陷21.2 :满足外观标准21.3 :达到成本控制2第二章影响漆膜厚度的因素2.1 :膜厚的计算32.2 :喷涂的流量32.3 :涂料转移率42.4 :涂料固含量42.5 :喷涂的速度52.6 :喷幅的宽度5第三章喷涂漆膜厚度的控制3.1 :流量调整要可控63.2 :涂料转移率稳定63.3 :固含量参数稳定63.4 :走枪速度需平稳73.5 :喷涂宽幅要合规7第四章总结重庆XX汽车零部件有限公司评级论文影响机器

2、人喷涂漆膜厚度的因素及控制摘要：随着国内乘用车工业的发展，越来越多的机械喷涂取代了手工作业。在这种趋势中，机器人喷涂所占的比例也越来越大。如原先在车身喷涂中普遍使用的酬立if或9杯站系统，也有被机器人喷涂替代的趋势。汽车车身外覆件也大量使用机器人喷涂，如国内轿车保险杠喷涂中超过一半的产量使用了机器人。机器人喷涂既保持了手工喷对复杂形面的适应，又具精确性和重复性。本文将讨论机器人施工时影响最终涂膜厚度的各种因素，为生产中对膜的控制调整提供一些探讨思路。重庆XX汽车零部件有限公司评级论文第一章：膜厚控制的意义对于涂装施工而言，涂膜厚度是涂装工艺中最重要的控制因素，其意义在于：2.1 防止因膜厚不适

3、当导致的涂层缺陷根据现场生产中涂层外观缺陷统计的数据：有超过一半以上是因为漆层膜厚控制不当造成的。一些常见的涂装缺陷如遗挂、漫呸鼠底等直接与膜厚控制失控有关,还有一些缺陷也间接同这有关。譬如，保险杠喷涂的第一层助黏底漆膜厚不够，会导致整个涂层附着力下隆，同时底漆的膜厚达不到要求时其导电效果也会下降，这会引起第一道色漆使用静电喷涂时涂料的转移率下降，最后导致色漆膜厚不足。2.2 有助于帮助漆膜外观指标的合理调整漆膜常规外观指标如：光泽、色差、桔皮、DOI等都需要以膜厚控制作为基础。上述指标都明显受到膜厚，特别是面漆膜厚的影响,因此，在整个涂装质量控制中，把膜厚作为最重要的控制因素是必须的。2.3

4、 有利于帮助涂装成本控制的有效达成除了膜厚控制对涂装质量影响体现的质量成本外，涂装的主要成本中约有一半被涂料所占据。精确的膜厚控制不仅有助于涂装质量的稳定,还有利于涂料的节约。统计显示，采用同样设备喷涂时、是否精确控制膜厚其所消耗的涂料相差25狙上。4/4重庆XX汽车零部件有限公司评级论文第二章影响漆膜厚度的因素早期在国内使用的机器人喷涂主要有岩田或三菱等，控制精度较差；新的涂装线普遍采用ABBFANUCDURR安川等多轴机器人。2.1膜厚的计算方式在机器人喷涂施工中，涂层膜厚可以按如下公式计算：干膜厚度=（流量X涂料体积固体含量X涂料转移率）/（走枪速度X喷幅宽度）；流量,即喷涂时单位时间从

5、喷枪口流出的涂料体积。在机器人喷涂中，这个数据直接在BRUSH（刷子）参数表中确定。在老式的机器人喷涂中，流量控制没有和机器人系统建立联系，无法在一个喷涂程序中间随时更改流量。而大部分新机器人的流量控制系统直接由机器人的IPS系统.控制:使流量捽制更加精确和便捷。2.2 喷涂流量的设定2.2.1 根据流量控制是否闭环分两类一是：使用计量齿轮泵，即泵每转一圈所获得的体积数是恒定的，机器人ips系统控制计量泵的转速来达到定量供漆，在这类系统中，涂料的动力来自齿轮泵产生的压力。二是：通过流量计和节流阀组成的闭路系统来控制，在这类系统中，涂料的压力来源于供漆系统，流量计获得的流量信号传到机器人ips系

6、统与已标定的值作比较，当流量有偏差时，信号返馈给节流阀，通过改变节流阀开闭度来调节。使用第二种方案控制时对供漆压力的稳定性要求高。机器人喷涂系统提供了多级修正流量偏差的方法。2.2.2 对于系统的偏差有两种途径可以调整一是：可以通过机器人设置中的ROBOTPARAMETRE中的涂料特性设置，这种情况下允许对于每种涂料系统进行不同的设置，如可以修正流量受到涂料的黏度和相对密度的影响。二是：可以通过TEACHPADENT中的BRUSH设置。如当BRUSH中设置是200而实际测量得到的流量是220时，可以设置BRUSH比例为200/220=91%,这样实际的喷涂流量成为200。需要注意的是这种设置重

7、新开机后参数自动恢复到100%。重庆XX汽车零部件有限公司评级论文2.2.3 喷涂中流量范围的选用主要受到两个环节的影响计量泵和雾化器：这两个设备的瓶颈决定了最后可以获取的流量范围；如当使用6cc计量泵时，因为泵的受控转速范围是0150r/min,因此它的额定流量在0900mL/min;同时，雾化器也存在不同的流量上限，如ABB机器人旋杯ROBOBEL625的上限为400mL/min,所以在这种设备配置中，最高流量只能是400mL/min;同样，过低的流量在使用计量泵时泵的转速过慢，无法达到应有的精度。另一个需要关注的因素是，在空气喷涂时,流量的大小影响到涂料雾化效果。根据机器人喷涂保险杠的经

8、验,空气喷枪选用许可流量的20%70%较为合适，型R选用20%100%流量，2.3 涂料喷涂转移率涂料转移率：指最终附着在产品表面的涂料占涂料从喷枪中喷出的总流量的比例，也称作上漆率。事实上整个涂装设备的发展历史也可以看作是一部提高涂料转移率的历史，因为它与涂装制造成本和环境保护这两个主题密切相关。影响转移率的主要参数包括：雾化器种类、静电高低、喷涂参数、导电性等喷涂设备是决定转移率的第一因素，不同的设备转移率有着明显的差别；喷涂主要雾化器转移率从小到大为：普通空气喷枪，静电空气喷枪，旋杯；它们在喷涂金属或塑料零件时的涂料转移率：空气喷枪15%-40%、HVLP喷枪30%-60%、空气静电喷枪

9、40-80%、HVLP静电90%、旋杯式雾化70-95%。静电是影响涂料转移率的第二大因素，有无静电和静电高低的差别在施工中表现得非常明显；由于静电喷涂时，涂料粒子带电导致涂料向工件吸附，因此需要先到达工件表面的带电颗粒快速转移电荷，维持工件表面和喷枪之间的电压差，确保两者之间的空间电场强度对涂料转移率非常关键；这又增加一个因素，即工件接地状态直接影响涂料的转移率。这一因素在喷涂导电性不好的工件时尤其明显，如塑料保险杠；试验表明：在使用ROBOBEL喷涂色漆时，一般接地和良好接地的产品转移率相差10%20%。如ROBOBEL625在喷涂使用金属夹接地的SVW2000门槛条的实测转移率为70%左

10、右，而接地不良的情况下只有50%左右。对于空气喷枪来说,雾化空气压力对转移率影响也是较大的，雾化压力过大会造成空气喷到被喷涂面后反弹气流增加，阻止后续小漆粒到达被喷涂面，导致转移率下降。2.4 涂料固体份含量固体含量参数：通常有体积百分比和质量百分比两种,计算膜厚时使用的是体积百分比；在涂装施工中，常常会忽视这一因素变化带来的不稳定，由于机器人喷涂中其他因素的精确控制，这一因素的影响比起在手工喷涂中显得更为突出。下面的几个因素可能引起施工时涂料固体含量的不稳定：不同批次涂料固体含量的变化。作为原漆控制指标的固体含量造成的偏差一般在±2%,这种偏差的影响有时是很大的。例如一种遮盖力为1

11、1dm的色漆，原漆的固体含量在27泄2%之间，这样高低极限的偏差在(2925)/25=16%。如果原来使用29%喷涂的膜厚在12pm,现在25%的只能喷到12/29X25=10.3科叫显然膜厚不够了。6/6重庆XX汽车零部件有限公司评级论文这种情况下，就需要对涂料原料的固体含量指标严格监控，并要求供应商对于敏感的涂料给出更小的范围。原漆存放时间过长导致的偏差。一般涂料的黏度随着存放时间的延长会上升，而在调配涂料时常是以涂料黏度作为控制指标的。这就出现了原漆存放前后所调配的涂料固体含量的变化。比如。一种涂料在存放6个月后黏度上升了10%（这一幅度是比较正常的，如存放环境温度高，黏度上升幅度还要大

12、）,在调整到同样的黏度时需要加入的稀释剂较6个月前增加，这就减少了调配好的涂料的固体含量，其他喷涂因素不变的情况下，涂料膜厚会降低。不规范的调漆操作和存放方式会导致固体含量减少。如原漆在包装桶中没有得到充分搅拌，固体含量高的成分留在桶中,这样间接地降低了涂料的固体含量。还有，调配好的涂料放置时间过长而密封不好导致溶剂挥发后,固体含量会增加。1.5 喷涂走枪运行速度以ABBTR5002喷涂机器人为例，枪速范围为：03000mm/s；生产中，一般旋杯选用速度为6001000mm/s,空气喷枪选用速度为8001500mm/s之间；理论上喷涂速度同膜厚成反比关系，但实际上，由于不同速度选用的喷涂参数会

13、间接影响到转移率，所以在满足喷涂节拍的前提下，优先选用较低的枪速。关于枪速对于转移率的影响，可以这样解释：枪速慢，获得同样膜厚使用的涂料流量低，相应的雾化空气也小，对于提高转移率有利。对于旋杯也是如此，这可能与电荷转移需要的时间有关。测试表明，在同样条件下喷涂产品，使用旋杯速度在500mm/s时比速度为700mm/s时转移率提高5%1.6 喷涂时喷幅的宽度指雾化器喷出的涂料在被喷涂面覆盖的宽度。喷幅宽度受到下述参数的影响：喷枪离被喷涂表面型!、雾化和扇面参数（空气喷枪）或者整形空气（旋杯）。单头空气喷枪的喷涂形状是椭圆形的，旋杯的雾形是圆形的，双头喷枪根据两个喷头的夹角，形状有所不同，但是基本

14、也呈椭圆形。从空间角度看，它们的雾形是都是圆锥形或者椭圆锥形的。因此当喷涂距离变短时，喷幅宽度成比例地缩小。对于空气喷枪来说，雾化空气压力与扇面空气压力的比值对喷幅宽度呈线性影响。所以当在修改相应的喷涂流量时，需要考虑因为调整雾化和扇面空气值间接影响到的喷幅宽度。7 /7重庆XX汽车零部件有限公司评级论文第三章喷涂漆膜厚度的控制对于机器人涂装施工而言，确保生产工艺的稳定是需要优先控制的；上述5个影响膜厚的因素可以采用不同的方式控制和调整。7.1 流量调整的控制流量的调整是生产中最频繁用于调整的参数；需要注意的是：调整空气喷枪的流量时，一同调整的气体的雾化和扇面压力的值会随之发生变化，这会同时影

15、响到转移率，最后影响到膜厚。7.2 涂料转移率稳定涂料转移率一般不作为生产中调整的因素，在生产中需要关注的是因为转移率变化导致的喷涂质量事故；一般多发生在因为转移率下降导致的漆层变薄；如静电喷枪因设备故障导致电压下降引起转移率的降低。7.3 固含量参数稳定为保证涂料固体含量参数稳定，推荐下列措施：监控不同批次的原漆固体含量，尤其是对于膜厚敏感的涂料，如遮盖力高的色漆；缩短原漆的存放时间，尽可能使用新鲜的涂料；避免涂料存放环境温度过高；规范调漆操作；不同季节所用的稀释剂配方不同，可以通过机器人IPS设置参数调整，避免流量的更改。8 /8重庆XX汽车零部件有限公司评级论文3.4 走枪速度的平稳喷涂速度在喷涂轨迹程序编制过程中调整，一旦确定之后就基本不再变动，只有在一些特定的情况下胧行调整，如喷涂遮盖力特别差的色漆而喷枪流量接近上限时采用调低速度的方法较为有效。3.5 喷涂宽幅的合规喷幅宽度主要在程序编制时确定，后期的调整主要是针对一些特殊平面，如对于窄平面使