在汽車涂裝生產(chǎn)線中胀滚，任何一款新車型在生產(chǎn)試制及批量投產(chǎn)前离陶，都需要對涂裝設(shè)備進行工藝參數(shù)設(shè)置或設(shè)備改造，如吊具支點庐杨、機械化滑橇系統(tǒng)宋下、機器人噴涂仿形及參數(shù)設(shè)置等，其中機器人噴涂仿形及參數(shù)設(shè)置尤顯重要帕侦，因為白車身上的中涂層岖酸、面漆層和清漆層全部由機器人進行噴涂皆坚，下面主要介紹汽車涂裝線機器人新車型仿形及參數(shù)設(shè)置。

在汽車涂裝工藝中币遮，噴涂機器人的應(yīng)用越來越廣泛笑敷，其顯著的優(yōu)點是可以同時在同一生產(chǎn)線上混線生產(chǎn)多種車型，提升了涂裝的自動化程度及生產(chǎn)效率躏印，其六軸或七軸的運動軸系比傳統(tǒng)的往復(fù)機和自動噴涂機更靈活嫁商。

機器人的噴涂動作按預(yù)先設(shè)定好的軌跡程序和工藝參數(shù)進行，其曲面運動通過多個LIN點進行笋俭，如LIN(P1)→LIN(P2)→LIN(P3)→LIN(P…)捏趴，每個LIN點之間的運行，機器人程序默認(rèn)為直線移動沦恩。每個LIN點都是由機器人的“WORLD”坐標(biāo)系（X筑唁，Y，Z）組成拒惯。同時饺饭，車身表面的油漆噴涂參數(shù)按照工藝預(yù)設(shè)定值進行。

機器人運動軸系

機器人根據(jù)其加工工件的復(fù)雜度及運動仿形坐標(biāo)系（X职车，Y瘫俊，Z）需求，運動軸系一般分為如下七軸（見文中表和圖1悴灵，視不同機器人廠家扛芽、參數(shù)而異）

機器人坐標(biāo)系

機器人系統(tǒng)通常采用“WORLD”坐標(biāo)系（見圖2），該坐標(biāo)系有以下2個特性：X积瞒，Y胸哥，Z軸互成直角；機械化輸送鏈的前進方向?qū)?zhǔn)＋X方向赡鲜。

圖2  “WORLD”坐標(biāo)系

如圖3所示，在機器人“WORLD”坐標(biāo)系中庐船，各坐標(biāo)系代表的含義如下：

＋X：機械化前進方向银酬；

－X：與機械化前進相反的方向；

＋Y：沿機械化進行左側(cè)方向筐钟；

－Y：沿機械化進行右側(cè)方向揩瞪；

＋Z：噴漆室的頂部方向；

－Z：噴漆室的地板（格柵）方向咳讲。

圖3  各坐標(biāo)系的含義

機器仿形程序設(shè)置

以上述機器人運動軸系及坐標(biāo)系為基礎(chǔ)慕怀，下面以某機器人廠家的仿形程序為例，闡述機器人的仿形程序設(shè)置灸颜。該站共有機器人4臺阐祭，分左右兩邊布置柄童，左側(cè)機器人為R11、R12搬挡，右側(cè)機器人為R21免趋、R22，進行仿形設(shè)置：

.

..

…(省略)

STARTPROG(“DOOR”)

開始DOOR程序

SELECT(“R11”)

選擇R11機器人

S   E  L  E  C  T

SELECT SETTOOL(HT_BELL250)

加載機器人旋杯參數(shù)TOOL數(shù)據(jù)

SETTOOL SETOBJECT(HP)

SETOBJECT

LOADBRUSHFILE()

加載刷子文件

VEL(V 650)

設(shè)置機器人TCP速度

ACC(A2500)

設(shè)置機器人TCP加速度

OVERLAP( NODEC50)

加載有關(guān)機器人運動的參數(shù)值

SETTRIGGERPAR(G50)

加載機器人觸發(fā)參數(shù)值

MOVE(“DOOR”)

開始ROOD仿形路徑

MOVE LIN(P1)

機器人TCP向P1點直線移動

SETBRUSH(Gun1 1 PO3 TRG3)

設(shè)置刷子文件

SETBRUSH GUN(Gun1 GunOn PO6 TRG6)

主針(Main Gun)開啟

LIN(P4)　　向P4點移動

LIN(P5)　　向P5點移動

LIN(P6)　　向P6點移動

LIN(P7)　　向P7點移動

GUN(Gun1 GunOff P9 TR3) 主針(Main Gun)關(guān)閉

LIN(P10)　　向P10點移動

WAIT_PAINTPOSITION(180.0)

等機械化反饋值達(dá)到180mm

GUN(Gun1 GunOn P12 TR4)

主針(Main Gun)開啟

LIN(P13)  向P13點移動

LIN(P14)　　向P14點移動

LIN(P15)　　向P15點移動

LIN(P16)　　向P16點移動

LIN(P17)　　向P17點移動

LIN(P18)　　向P18點移動

LIN(P19)　　向P19點移動

GUN(Gun1 GunOff P73 TR14)

主針(Main Gun)關(guān)閉

LIN(P22)　　向P22點移動

END MOVE(“DOOR”)

DOOR 路徑完成終止

RELEASE(“R11”)　R11機器人作業(yè)完成

ENDPROG(“DOOR”)程序

DOOR終了

RETURN　返回主程序

如上所述术拇，經(jīng)過程序編譯后蔬透，在機器人的工控機上產(chǎn)生如圖4所示的機器人軌跡走向圖，至此祠烁，機器人R11的仿形已經(jīng)設(shè)置完畢发荧，運用同樣的程序設(shè)置R12、R21和R22饰吕，最后再用主程序?qū)?/span>4臺機器人的分程序串接起來刃唤，就構(gòu)成了機器人的運動仿形程序。

圖4  機器人軌跡走向

上述方法為現(xiàn)場用實車進行在線仿形測量法负溪，實際應(yīng)用中透揣，由于車型開發(fā)的三維數(shù)模及機器人應(yīng)用軟件的不斷發(fā)展，已經(jīng)完全可以應(yīng)用軟件（如FANUC公司的“PAINTPRO”軟件川抡、DURR公司的“3-D ONSITE”軟件等）進行仿形程序離線編程辐真，通過在軟件中的三維數(shù)模車身圖，直接在車身表面上設(shè)置軌跡點來實現(xiàn)編程（見圖5）崖堤。新車型三維數(shù)模數(shù)據(jù)侍咱，一般應(yīng)用最多的是CATIA的IGS及CGR格式模型數(shù)據(jù)，輸入應(yīng)用軟件中進行編程密幔，編程完畢后將仿形數(shù)據(jù)輸入至機器人工控機上楔脯，完成車身的仿形程序設(shè)置，縮短了機器人仿形制作周期胯甩，減少了現(xiàn)場調(diào)試報廢車的情況昧廷。

圖5  在車身表面上設(shè)置軌跡點

機器人工藝參數(shù)值設(shè)置

運動仿形程序設(shè)置完成后，機器人還不能完整地噴涂出合格的油漆車身偎箫，還需要進行以下工藝參數(shù)的設(shè)置：

1.機器人霧化器的高電壓值

機器人靜電噴涂機的原理是以接地的被涂物為正極姚熊，旋杯（噴槍）為負(fù)極，從而在被涂物和霧化器間形成高壓靜電場莱检。根據(jù)同性相斥红最、異性相吸的原理，使帶負(fù)電的油漆在靜電場的作用下被吸附于被涂件上斗赘，所以高電壓值的大小直接影響靜電涂裝的靜電效應(yīng)拟艳、上漆率和涂膜的均勻性。若霧化器到車身的距離一定時砍梁，高電壓值的升高會加強靜電場的電場力悦浙，此時被涂物體表面部位的磁力線密度較高愤栽，使得涂料的上漆率增加，膜層厚度增加伦颠。但是高電壓值不是越高越好善歌，在噴涂中，當(dāng)其電場強度超過4500V/CM時侮杆，會產(chǎn)生火花放電吸哩，同時在車身的折角、邊緣部位的銳角處疮蹦，容易出現(xiàn)流掛诸迟、氣泡和發(fā)花等油漆缺陷。當(dāng)電壓值過低時愕乎，會導(dǎo)致上漆率過低阵苇，這時噴出的油漆就成雪花狀的散團，導(dǎo)致圓錐形噴射漆流的回流現(xiàn)象感论，覆蓋到車身表面的油漆過少绅项。

轎車涂裝中比較適應(yīng)的高電壓參數(shù)范圍為50～80kV，根據(jù)金屬漆比肄、中涂漆和清漆而有所不同快耿。由于原漆的電阻值低、導(dǎo)電性好芳绩，金屬漆通常設(shè)置值為50～65kV掀亥，中涂漆與清漆設(shè)置值為60～75kV。對于邊角部位妥色，為避免邊角靜電效應(yīng)搪花，通常設(shè)置為45～50kV。

2.機器人霧化器的成型空氣量

霧化器的成型空氣一般也稱為整形空氣锉窑，它從旋杯后側(cè)均勻分布的小孔中噴出岛牺，主要作用是限制油漆流的大小及整形幅度。在其他參數(shù)穩(wěn)定不變袁朗，單獨調(diào)整成型空氣量時涮愧，成型空氣量越大，油漆流噴出時形成較窄的區(qū)域巢的，噴射漆流中央部位上的涂層厚度會有明顯的增加；成型空氣量越小饱舆，圓錐形噴射漆流的寬度有所擴大嘴符，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)漆膜厚度也越薄。成型空氣量應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)稻蒂，它的大小設(shè)置和以下兩個參數(shù)相關(guān)：

(1) 油漆流量：和成型空氣量成正比關(guān)系蒿荤，油漆流量越大涂嫡，成型空氣量也相應(yīng)增加。

(2) 旋杯轉(zhuǎn)速：和成型空氣量成正比關(guān)系禾绊。成型空氣量根據(jù)上述參數(shù)一般設(shè)置為100～350NL/min抬泛，當(dāng)過低的時候，容易造成油漆的上漆率低焕数，油漆利用率下降纱昧，同時也會造成旋杯的漆霧污染；過高的時候堡赔，由于壓縮空氣流較大识脆，產(chǎn)生氣流干擾，使油漆附在霧化器上善已，會導(dǎo)致漆膜表面的質(zhì)量弊病灼捂，造成不利的影響。

機器人運動軸系

3.機器人的油漆流量

在機器人旋杯系統(tǒng)中换团，75％的油漆從旋杯環(huán)形間隙噴出悉稠，25％的油漆從旋杯中心孔噴出。機器人靜電噴涂的油漆流量一般在0～500 ml/min范圍內(nèi)可調(diào)艘包，通過齒輪計量泵來達(dá)到精確控制的猛，計量精度為±1.5%。單位時間內(nèi)辑甜，油漆流量參數(shù)設(shè)置越大衰絮，圓錐形噴射漆流的寬度增加，漆列担總數(shù)增多增珠，漆粒流的密度增大導(dǎo)致漆膜厚度越大，反之越小捣卵。當(dāng)涂料的油漆流量過大時弓并，會影響旋杯的霧化效果，造成霧化難借陕、漆粒粗远丸，會產(chǎn)生滴漆、流掛和氣泡等油漆缺陷册安。它的大小主要和以下因素相關(guān)：

(1) 油漆固體分：在需求膜厚相同的情況下喜毅，涂料的固體分越高，油漆的流量設(shè)定值越小烫奏。

(2) 機械化鏈速的大形怼：和油漆流量成正比，當(dāng)鏈速增加的時候，油漆流量也相應(yīng)增加仰铃。

(3) 涂層漆膜厚度的要求：如清漆要求為35～50μm婿着，金屬色漆要求為12～18μm，中涂漆要求為30～45μm醋界，膜厚要求不同竟宋，其參數(shù)值也不相同。

機器人噴涂站每個旋杯的油漆流量計算公式如下：

P=[Sxδ/(TxNV)]/N

式中：

P—油漆流量形纺，單位為ml/min丘侠；

S—新車型外表面噴涂面積，單位為m2挡篓；

δ—干涂膜厚度婉陷，單位為μm；

T—油漆上漆率（利用率）官研，一般為80％～90％（采用的機器人廠家不同秽澳，其值也相應(yīng)不同）；

NV—油漆施工固體分戏羽；

N—該站的機器人臺數(shù)（旋杯數(shù)量）担神。

通常該理論計算值在調(diào)試階段進行設(shè)置，實際與經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試優(yōu)化后的最佳油漆流量值有一定范圍（10％左右）的偏差始花。

4.機器人的旋杯轉(zhuǎn)速

旋杯轉(zhuǎn)速主要的作用是：通過每分鐘高達(dá)25000～60000轉(zhuǎn)的速度入驮，對噴吐出的油漆進行霧化，使其達(dá)到一定的霧化細(xì)度茴辈。旋杯轉(zhuǎn)速的設(shè)定和以下因素相關(guān)：

(1) 油漆的涂層要求：如中涂漆抚送、色漆和清漆要求的轉(zhuǎn)速各不一樣，以溶劑型涂料為例绎噩，清漆轉(zhuǎn)速度為35000～45000 r/min帕卦，中涂與底色漆稍低，為30000～35000 r/min缨诱。

(2) 涂料的油漆流量：其他參數(shù)不變時漫从，油漆流量越大，要求的旋杯轉(zhuǎn)速也越高纳倒。

通常情況下躁盗，旋杯轉(zhuǎn)速越大，漆膜厚度也相應(yīng)增厚苟暗，霧化效果也越好拗酌，但是如果參數(shù)設(shè)置值長期高于45000 r/min，會導(dǎo)致旋杯的損傷韭寸，如軸承的過量磨損等春哨，增加設(shè)備備件的更換成本组民。

5.主針（Main Gun）控制參數(shù)

主針的作用是在機器人運行噴涂時，控制換色閥中油漆悲靴、溶劑和壓縮空氣的開關(guān)。以頂噴機器人為例莫其，當(dāng)噴涂頂蓋有天窗車的車身時癞尚，通過仿形數(shù)據(jù)可知，天窗位置為點252～276（自動機以車身在光柵接受位置為0點）乱陡，當(dāng)頂噴機運行到天窗位置開始點252時浇揩，設(shè)置主針為關(guān)閉，當(dāng)?shù)竭_(dá)點276時憨颠，設(shè)置主針為開啟胳徽，它的作用相當(dāng)于手工噴槍中的槍針，槍針打開爽彤，油漆噴出养盗，槍針關(guān)閉，油漆不噴适篙，通過這樣在天窗位置處必痢，達(dá)到機器人不進行油漆噴涂的目的。

另外漂手，主針還可以定義各霧化裝置區(qū)域時間的接通和斷開點以及清潔程序涤朴、注漆程序的開始點等參數(shù)。當(dāng)設(shè)置主針參數(shù)時曼散，需特別注意的是必須在開始進行清洗程序之前在合適的位置關(guān)閉主針茁升，同時注意車身之間的間隙，將清洗程序放置在合適的位置（沖洗時間）以防止出現(xiàn)主針重疊的機器報警故障污兄。

6.參數(shù)的過載百分比

過載百分比可以定義各參數(shù)如：輸送鏈速度鹰泡、油漆流量（P）、成形空氣量（LL）和高電壓值（HT）等參數(shù)的百分比數(shù)值赁霉。此參數(shù)設(shè)置值在一些場合可以使機器人的眾多參數(shù)設(shè)置變得非常簡便筝赶。

(1) 例一：面漆線現(xiàn)有的鏈速為2.6m/min，由于生產(chǎn)線產(chǎn)能的需求谬碱，需要將其提升到2.86m/min舰桑，那么單位時間內(nèi)油漆耗量必須要相應(yīng)增加，否則車身會出現(xiàn)少漆蠢挡、桔皮等油漆缺陷弧岳。我們也可以在參數(shù)修改窗口里把每個區(qū)域的油漆量、成形空氣量等參數(shù)提高业踏，但是相對于一種顏色禽炬、一種車型而言涧卵，其參數(shù)高達(dá)90個區(qū)域，200多個參數(shù)要全部重新調(diào)整腹尖，導(dǎo)致參數(shù)修改量大柳恐。通過修改參數(shù)的過載百分比只需要在“輸送鏈速度”調(diào)整窗口中，將鏈速過載百分比值設(shè)為：（2.86－2.6）／2.6×100%＝10%热幔，即可達(dá)到目標(biāo)乐设。

(2) 例二：由于噴漆室空調(diào)蒸汽輸送產(chǎn)生暫時的故障，導(dǎo)致噴漆室溫度升不到工藝要求值绎巨，為防止車身流掛近尚，需要修改大量的油漆噴涂參數(shù)值，如每種車型场勤、每個區(qū)域的油漆流量值等戈锻。通過修改參數(shù)的過載百分比只需要在“油漆流量”調(diào)整窗口中，將所有車型及顏色的原始參數(shù)降低至95％或90％首潮。

在正常場合彬膘，即在無鏈速提升及突發(fā)故障前提下，參數(shù)過載百分比值設(shè)為100％剑学。

7.短清洗劈产、長清洗程序設(shè)置

機器人的每個霧化旋杯裝置上都有3個程序：長清洗程序、短清洗程序和預(yù)噴漆程序（也稱注漆程序）鞍伟，作用主要是在換色或每次生產(chǎn)間隙進行溶劑清洗和油漆預(yù)注卡涮。

長清洗程序：每次換色或同一顏色的車噴涂10輛后，用溶劑對所有管道和閥門進行自動清洗秀吧，時間為8～10s皱耗，溶劑流量為100～450ml/min；短清洗程序：每噴完一輛車過后醒腹，用溶劑對所有管道和閥門進行自動清洗极棵，時間為4～6s，溶劑流量為100～450ml/min漆暑。

其中嗤详，清洗程序在設(shè)定時應(yīng)把溶劑與壓縮空氣的主針交替打開，中間間隔0.2s瓷炮，最后是壓縮空氣葱色，以便能吹掉多余的溶劑。

結(jié)束語

以上述理論為基礎(chǔ)娘香，目前我公司已經(jīng)成功地在機器人系統(tǒng)上苍狰，獨立進行了4種全新構(gòu)造車型的機器人噴涂仿形與參數(shù)設(shè)置，噴涂質(zhì)量及外觀皆達(dá)到預(yù)期的效果及目的烘绽，機器人噴涂運行中未發(fā)生機器人的錯位運行故障淋昭、碰撞和主針故障等俐填。

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