论文部分内容阅读
一：摘要
1、随着科技的进步和发展，汽车制造业在涂装车间越来越多的使用了喷涂机器人来喷涂汽车外表面，从而提高生产效率。本文中提到的机器人为德国DURR公司的七轴机器人,机器人喷涂的油漆雾化状态的好坏直接影响车身表面的油漆质量。因此机器人维修人员必须做到能迅速找到影响机器人喷涂效果不好的原因，并给予及时排除，避免造成批量车辆油漆外观缺陷。
关键词：油漆供给单元、换色阀、薄膜调压器、雾化器、轴承单元
中图分类号：C35文献标识码： A
二、引起漆雾抖动的原因以及解决办法
机器人在喷涂过程中，会出现喷漆漆雾抖动现象，会导致车身表面漆膜不均匀，继而会发生流挂、橘皮、漆点等油漆质量缺陷，严重时会造成批量缺陷，不但影响了DOK的一次合格率，而且还要重新返修打磨进行喷涂，影响了生产节拍，这就要求机器人维护人员在第一时间内能发现问题症状，并快速有效解决，才能避免批量车的油漆缺陷。
在喷涂过程中，随时检查油漆经过旋杯后的雾化范围和效果，一般情况下旋杯和车体表面距离在20CM左右，在高压静电的作用下，油漆经过旋杯杯口表面后形成了一个以旋杯中心为中心的类似蘑菇头的雾化区域，在雾化区域的最外围，大约距离旋杯4-5厘米的距离处观察漆雾的状态为最佳观察点，在这个位置上可以看出漆雾是否有轻微的抖动，便于在早期发现设备的问题避免引起批量的缺陷。
初期对于设备维护经验不足的人员，漆雾的观察可以采用对比法，可以将该区域内正在喷涂的几台机器人的漆雾进行比较，就可以看出不同。发现不同后首先要判断是工艺上的原因还是设备上的原因造成的。
对于工艺原因，首先要清楚的知道每个机器人的喷涂的区域，一般在车身表面，会根据车身部位的不同和结合油漆的特性，将车身表面划分为前盖、翼子板、侧面、顶面、后盖几个大区域，一个区域一般采取4台机器人，每台机器人的在车身表面的分工位置也就不同，垂直面和平面设定的油漆喷涂量、高压值、成形空气量、旋杯转速就不尽相同。一辆白车身一般根据工艺特性划分成三十到四十个小区域，每个小区域设定不同的流量参数。当发现漆雾抖动时候，第一步要检查分析抖动的位置是否是因喷涂在两个工艺设定区间油漆和成型空气量的参数不同而引起的变化。排除工艺的变化原因外就是设备的问题了，也是本文主要讲述的地方；从设备的角度来分析造成漆雾抖动的原因。
2.1油漆供给单元
油漆供给单元负责将一定压力和流量的油漆准确的配给喷涂雾化器，在静电的作用下经过旋杯雾化后喷涂在车体表面上，设备检查时应重点检查油漆压力、油漆管路、换色阀组、薄膜调压器。
2.1.1检查油漆压力
油漆压力直接影响机器人的漆雾状态。出现抖动或雾化不良问题首先应检查油漆压力，正常的油漆压力在7～10bar范围，如果较低，应检查调漆间输调漆系统是否正常。
2.1.2检查换色阀组状态
换色阀组（如图1－1），换色阀组是一组两位三通阀叠加，每一组的数量将根据车间汽车喷涂颜色的数量来进行选择。机器人出厂时候已经设定好了。
检查重点在检查各阀头功能是否正常，有无泄漏。可通过先目视检查各个功能阀头泄漏检查口是否漏气和漏漆；其次检查阀针磨损状态，方法是打开换色阀出口观察有无油漆和空气漏出。如有异常，应及时更换新的功能阀头。更换时注意管路残余压力的释放和能源的锁定。
PL1脉冲空气阀处于换色阀末端，此阀与溶剂阀V1交替开启冲洗换色阀内部共用的油漆管路（如图1－2），使共用油漆管路保持清洁。
PL阀漏气严时候，拆开阀连接的空气管路，在阀出口将手心贴到出口，就会感觉到有压缩空气漏出，若是轻微泄漏，一般不容易察觉，检查时可在换色阀出口处接一根管子，将管子放入水中，观察有无气泡，如有，说明PL阀漏气。轻微的渗漏也会导致漆雾抖动。
PL閥在冲洗过程中，会因油漆压力、压缩空气压力的变化导致油漆反冲，阀体密封面就会进入油漆，油漆干燥后凝固在阀座内，造成阀头密封不严，压缩空气泄漏。当压缩空气进入油漆中时，在喷涂过程中会造成漆雾抖动和出现漆点、漆薄等质量问题。造成漆雾抖动的原因95%以上主要集中在这个PL阀的泄漏。
2.1.3检查薄膜调压器状态
油漆经过换色阀组进入薄膜调压器,依靠控制气压力调节油漆压力（如图1－2）。
如果油漆在雾化器处压力太小，要检查控制气压力Z的大小，必要时进行调整。
一般情况下，调压器中的和油漆接触的隔膜容易损坏，导致油漆泄露在调压器内部空腔内，会导致调压器压力的变化引起喷涂压力的波动，一般每三个月就要检查一次。
2.2压缩空气供给单元
压缩空气供给单元功能是将一定压力的压缩空气送至各个控制阀，然后再传送到各个功能单元。检查时要检查压力、输气管路以及脉冲空气阀等。
2.2.1检查压缩空气供应压力
主供气管路压力应大于8bar。这是雾化器轴承单元悬浮需要的最低压力。并且检查各压力开关是否功能正常,如不正常更换压力快关;检查各机器人压缩空气快断阀是否动作,如果快断阀关闭则打开快断阀。
2.2.2检查各控制气管有无漏气
机器人内各换色阀，薄膜调压器，以及雾化器都是由压缩空气进行控制的，控制压缩空气的各个电磁阀和控制模块回路都在机器人外面的电气控制柜内，气动控制回路的工作状态，直接影响到喷漆质量。
检查时应检查各个控制元件、电磁阀和模块是否正常工作，压缩空气管路是否有泄漏，一旦有泄露达到各个功能元件或阀体的气体压力和流量就会有变化，引起喷漆漆雾的不稳定。
2.3雾化器单元
雾化器是安装机器人六轴末端的油漆雾化装置，将一定压力的油漆经过雾化器前端的旋杯，在高压静电的作用下将油漆雾化后均匀的喷附于车体表面。雾化器雾化不好主要应检查以下几个方面：
2.3.1检查旋杯状态
漆雾抖动时候应检查旋杯有无变形或安装是否紧靠，应按照说明书要求的扭力使用扭矩扳手拧紧；其次检查旋杯内的油漆分配盘有无变形或磨损，抑或保养过后安装不平稳也会导致漆雾抖动。另外旋杯型号的选择也有区别；例如，油漆黏度较大时（如清漆），应选择图2－1所示的交叉锯齿边缘的旋杯，以使油漆能在旋杯边缘的交叉锯齿纹和旋杯高速旋转的双重作用下，使漆雾充分的雾化；。
图2－1：旋杯示意图
2.3.2检查旋杯转速
旋杯转速发生波动时,也将直接影响油漆的雾化状态。旋杯转速由雾化器上轴承单元决定,轴承单元（图2-2）利用空气悬浮在雾化器内，是靠空气驱动的高速旋转轴承，能达到30000-70000转/min，旋杯的转速是漆液雾化的一个重要参数。旋杯转速发生波动时,也将直接影响油漆的雾化状态。
图2－2轴承单元（气动马达）
轴承单元的转速控制是一个闭环控制。在轴承单元的内部的涡轮叶轮端面上，交替有四个光面的反射面和四个黑色的非反射面。轴承单元每转一圈，便会有四个脉冲信号通过光波导管到达转速控制器的传感器。转速控制器通过信号将轴的当前转速与预设值进行比较，并通过空气比例阀（6CD）相应地调节马达驱动空气（ML）的供应。
如果发现漆雾抖动，应检查驱动空气压力、转速反馈系统（光电转换）和驱动空气流量控制系统－空气比例阀（6CD）是否正常，必要时进行维修和更换。
2.3.3检查雾化器的成形空气
雾化器成形空气（如图2－3）使漆雾在一定范围内喷涂，如果成形空气环气孔堵塞，漆雾将成型不规则或抖动，影响喷涂质量，解决办法是疏通成形空气孔；另外，如果成型空气流量发生波动，应检查调节成形空气压力和检查成型空气流量控制系统-比例阀（6CD）是否正常。
比例阀6CD控制雾化器成型空气，也是一个闭环控制；通过接收流量传感器的反馈值，得到相应的空气流量，如果实际流量低于设定值，控制器让执行器加压，如果实际流量大于设定值，控制器让执行器减压。
当检查发现成型空气流量波动范围大于10﹪要考虑更换比例阀。
结论
DURR喷涂机器人总的来说是比较复杂和精密的设备，这就对维修人员提出了更高的要求，需要认真仔细的对出现的故障进行观察分析和总结。对于汽车厂内机器人喷涂流水线来讲，生产时候一个喷房内就有二三十辆车，当机器人出现故障发生漆雾抖动时，要头脑冷静，本着由易到难的原则进行故障排除，短时间内故障无法排除的就利用机器人的BYPASS功能，首先保障生产和在线车的质量，在生产的空隙再排查故障点，找出设备原因，给予排除解决。
参考文献
【1】. Dürr Systems GmbH 公司. 喷漆机器人EcoRP6 L461ZH02 版本：03/2005
【2】. Dürr Systems GmbH 公司. EcoRC2 应用 G160ZH01 版本：09/2004
【3】. Rexroth-Indramat GmbH ECODRIVE03 Drive Controllers 版本：07/2002
【4】. Dürr Systems GmbH 公司 Absolute Encoder(TR Electronic) 版本11/2003
1、随着科技的进步和发展，汽车制造业在涂装车间越来越多的使用了喷涂机器人来喷涂汽车外表面，从而提高生产效率。本文中提到的机器人为德国DURR公司的七轴机器人,机器人喷涂的油漆雾化状态的好坏直接影响车身表面的油漆质量。因此机器人维修人员必须做到能迅速找到影响机器人喷涂效果不好的原因，并给予及时排除，避免造成批量车辆油漆外观缺陷。
关键词：油漆供给单元、换色阀、薄膜调压器、雾化器、轴承单元
中图分类号：C35文献标识码： A
二、引起漆雾抖动的原因以及解决办法
机器人在喷涂过程中，会出现喷漆漆雾抖动现象，会导致车身表面漆膜不均匀，继而会发生流挂、橘皮、漆点等油漆质量缺陷，严重时会造成批量缺陷，不但影响了DOK的一次合格率，而且还要重新返修打磨进行喷涂，影响了生产节拍，这就要求机器人维护人员在第一时间内能发现问题症状，并快速有效解决，才能避免批量车的油漆缺陷。
在喷涂过程中，随时检查油漆经过旋杯后的雾化范围和效果，一般情况下旋杯和车体表面距离在20CM左右，在高压静电的作用下，油漆经过旋杯杯口表面后形成了一个以旋杯中心为中心的类似蘑菇头的雾化区域，在雾化区域的最外围，大约距离旋杯4-5厘米的距离处观察漆雾的状态为最佳观察点，在这个位置上可以看出漆雾是否有轻微的抖动，便于在早期发现设备的问题避免引起批量的缺陷。
初期对于设备维护经验不足的人员，漆雾的观察可以采用对比法，可以将该区域内正在喷涂的几台机器人的漆雾进行比较，就可以看出不同。发现不同后首先要判断是工艺上的原因还是设备上的原因造成的。
对于工艺原因，首先要清楚的知道每个机器人的喷涂的区域，一般在车身表面，会根据车身部位的不同和结合油漆的特性，将车身表面划分为前盖、翼子板、侧面、顶面、后盖几个大区域，一个区域一般采取4台机器人，每台机器人的在车身表面的分工位置也就不同，垂直面和平面设定的油漆喷涂量、高压值、成形空气量、旋杯转速就不尽相同。一辆白车身一般根据工艺特性划分成三十到四十个小区域，每个小区域设定不同的流量参数。当发现漆雾抖动时候，第一步要检查分析抖动的位置是否是因喷涂在两个工艺设定区间油漆和成型空气量的参数不同而引起的变化。排除工艺的变化原因外就是设备的问题了，也是本文主要讲述的地方；从设备的角度来分析造成漆雾抖动的原因。
2.1油漆供给单元
油漆供给单元负责将一定压力和流量的油漆准确的配给喷涂雾化器，在静电的作用下经过旋杯雾化后喷涂在车体表面上，设备检查时应重点检查油漆压力、油漆管路、换色阀组、薄膜调压器。
2.1.1检查油漆压力
油漆压力直接影响机器人的漆雾状态。出现抖动或雾化不良问题首先应检查油漆压力，正常的油漆压力在7～10bar范围，如果较低，应检查调漆间输调漆系统是否正常。
2.1.2检查换色阀组状态
换色阀组（如图1－1），换色阀组是一组两位三通阀叠加，每一组的数量将根据车间汽车喷涂颜色的数量来进行选择。机器人出厂时候已经设定好了。
检查重点在检查各阀头功能是否正常，有无泄漏。可通过先目视检查各个功能阀头泄漏检查口是否漏气和漏漆；其次检查阀针磨损状态，方法是打开换色阀出口观察有无油漆和空气漏出。如有异常，应及时更换新的功能阀头。更换时注意管路残余压力的释放和能源的锁定。
PL1脉冲空气阀处于换色阀末端，此阀与溶剂阀V1交替开启冲洗换色阀内部共用的油漆管路（如图1－2），使共用油漆管路保持清洁。
PL阀漏气严时候，拆开阀连接的空气管路，在阀出口将手心贴到出口，就会感觉到有压缩空气漏出，若是轻微泄漏，一般不容易察觉，检查时可在换色阀出口处接一根管子，将管子放入水中，观察有无气泡，如有，说明PL阀漏气。轻微的渗漏也会导致漆雾抖动。
PL閥在冲洗过程中，会因油漆压力、压缩空气压力的变化导致油漆反冲，阀体密封面就会进入油漆，油漆干燥后凝固在阀座内，造成阀头密封不严，压缩空气泄漏。当压缩空气进入油漆中时，在喷涂过程中会造成漆雾抖动和出现漆点、漆薄等质量问题。造成漆雾抖动的原因95%以上主要集中在这个PL阀的泄漏。
2.1.3检查薄膜调压器状态
油漆经过换色阀组进入薄膜调压器,依靠控制气压力调节油漆压力（如图1－2）。
如果油漆在雾化器处压力太小，要检查控制气压力Z的大小，必要时进行调整。
一般情况下，调压器中的和油漆接触的隔膜容易损坏，导致油漆泄露在调压器内部空腔内，会导致调压器压力的变化引起喷涂压力的波动，一般每三个月就要检查一次。
2.2压缩空气供给单元
压缩空气供给单元功能是将一定压力的压缩空气送至各个控制阀，然后再传送到各个功能单元。检查时要检查压力、输气管路以及脉冲空气阀等。
2.2.1检查压缩空气供应压力
主供气管路压力应大于8bar。这是雾化器轴承单元悬浮需要的最低压力。并且检查各压力开关是否功能正常,如不正常更换压力快关;检查各机器人压缩空气快断阀是否动作,如果快断阀关闭则打开快断阀。
2.2.2检查各控制气管有无漏气
机器人内各换色阀，薄膜调压器，以及雾化器都是由压缩空气进行控制的，控制压缩空气的各个电磁阀和控制模块回路都在机器人外面的电气控制柜内，气动控制回路的工作状态，直接影响到喷漆质量。
检查时应检查各个控制元件、电磁阀和模块是否正常工作，压缩空气管路是否有泄漏，一旦有泄露达到各个功能元件或阀体的气体压力和流量就会有变化，引起喷漆漆雾的不稳定。
2.3雾化器单元
雾化器是安装机器人六轴末端的油漆雾化装置，将一定压力的油漆经过雾化器前端的旋杯，在高压静电的作用下将油漆雾化后均匀的喷附于车体表面。雾化器雾化不好主要应检查以下几个方面：
2.3.1检查旋杯状态
漆雾抖动时候应检查旋杯有无变形或安装是否紧靠，应按照说明书要求的扭力使用扭矩扳手拧紧；其次检查旋杯内的油漆分配盘有无变形或磨损，抑或保养过后安装不平稳也会导致漆雾抖动。另外旋杯型号的选择也有区别；例如，油漆黏度较大时（如清漆），应选择图2－1所示的交叉锯齿边缘的旋杯，以使油漆能在旋杯边缘的交叉锯齿纹和旋杯高速旋转的双重作用下，使漆雾充分的雾化；。
图2－1：旋杯示意图
2.3.2检查旋杯转速
旋杯转速发生波动时,也将直接影响油漆的雾化状态。旋杯转速由雾化器上轴承单元决定,轴承单元（图2-2）利用空气悬浮在雾化器内，是靠空气驱动的高速旋转轴承，能达到30000-70000转/min，旋杯的转速是漆液雾化的一个重要参数。旋杯转速发生波动时,也将直接影响油漆的雾化状态。
图2－2轴承单元（气动马达）
轴承单元的转速控制是一个闭环控制。在轴承单元的内部的涡轮叶轮端面上，交替有四个光面的反射面和四个黑色的非反射面。轴承单元每转一圈，便会有四个脉冲信号通过光波导管到达转速控制器的传感器。转速控制器通过信号将轴的当前转速与预设值进行比较，并通过空气比例阀（6CD）相应地调节马达驱动空气（ML）的供应。
如果发现漆雾抖动，应检查驱动空气压力、转速反馈系统（光电转换）和驱动空气流量控制系统－空气比例阀（6CD）是否正常，必要时进行维修和更换。
2.3.3检查雾化器的成形空气
雾化器成形空气（如图2－3）使漆雾在一定范围内喷涂，如果成形空气环气孔堵塞，漆雾将成型不规则或抖动，影响喷涂质量，解决办法是疏通成形空气孔；另外，如果成型空气流量发生波动，应检查调节成形空气压力和检查成型空气流量控制系统-比例阀（6CD）是否正常。
比例阀6CD控制雾化器成型空气，也是一个闭环控制；通过接收流量传感器的反馈值，得到相应的空气流量，如果实际流量低于设定值，控制器让执行器加压，如果实际流量大于设定值，控制器让执行器减压。
当检查发现成型空气流量波动范围大于10﹪要考虑更换比例阀。
结论
DURR喷涂机器人总的来说是比较复杂和精密的设备，这就对维修人员提出了更高的要求，需要认真仔细的对出现的故障进行观察分析和总结。对于汽车厂内机器人喷涂流水线来讲，生产时候一个喷房内就有二三十辆车，当机器人出现故障发生漆雾抖动时，要头脑冷静，本着由易到难的原则进行故障排除，短时间内故障无法排除的就利用机器人的BYPASS功能，首先保障生产和在线车的质量，在生产的空隙再排查故障点，找出设备原因，给予排除解决。
参考文献
【1】. Dürr Systems GmbH 公司. 喷漆机器人EcoRP6 L461ZH02 版本：03/2005
【2】. Dürr Systems GmbH 公司. EcoRC2 应用 G160ZH01 版本：09/2004
【3】. Rexroth-Indramat GmbH ECODRIVE03 Drive Controllers 版本：07/2002
【4】. Dürr Systems GmbH 公司 Absolute Encoder(TR Electronic) 版本11/2003