汽車(chē)車(chē)身涂裝以工藝復(fù)雜、工序多、涂層質(zhì)量要求高等特點(diǎn)在汽車(chē)涂裝中最具代表性。德國(guó)最新開(kāi)發(fā)的旋轉(zhuǎn)浸漬輸送技術(shù)和機(jī)器人杯式靜電噴涂技術(shù)是近5年中車(chē)身涂裝工藝/技術(shù)進(jìn)步中的兩大亮點(diǎn)。
為了滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要,人們不斷開(kāi)發(fā)出更加利于環(huán)保、提高涂裝質(zhì)量、提高材料利用率、降低涂裝成本的新設(shè)備和新技術(shù)。在車(chē)身涂裝方面,近5年來(lái),德國(guó)新開(kāi)發(fā)了旋轉(zhuǎn)浸漬輸送技術(shù)和機(jī)器人杯式靜電噴涂機(jī)替代了9杯靜電自動(dòng)噴涂機(jī)技術(shù)。旋轉(zhuǎn)浸漬輸送技術(shù)分為兩種:RoDip-3輸送機(jī)和多功能穿梭機(jī)(Vario-Shuttle)。
旋轉(zhuǎn)浸漬輸送車(chē)身技術(shù)以全新的理念徹底解決了漆前處理和電泳車(chē)身輸送過(guò)程中存在的問(wèn)題。這種技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)非常明顯,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于推桿懸鏈和擺桿鏈輸送車(chē)身方式,具有處理液槽容量小、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、電泳涂層質(zhì)量?jī)?yōu)、打磨工作量大大減小、材料利用率提高、節(jié)省清洗水用量及利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
RoDip-3輸送機(jī)和多功能穿梭機(jī)兩種旋轉(zhuǎn)浸漬輸送車(chē)身方式在技術(shù)上都比較先進(jìn)。多功能穿梭機(jī)具有單機(jī)調(diào)整車(chē)身在處理過(guò)程中的運(yùn)行模式的功能,具有很好的柔性,無(wú)論車(chē)頂朝上或朝下,不同的出入槽角度等均可按車(chē)身結(jié)構(gòu)和工藝需要進(jìn)行調(diào)整,但在處理液槽容積、運(yùn)轉(zhuǎn)成本、機(jī)電維修工作量和吊架對(duì)電泳電場(chǎng)的影響等方面與RoDip-3輸送機(jī)相比有一定的差距。以電泳涂裝工序?yàn)槔?,RoDip-3輸送方式初次投槽可以少投36m3槽液,槽液的更新周期可以縮短20%,槽液的循環(huán)量可減少20%~25%,極間距縮短,電泳電壓可適當(dāng)降低,能源消耗降低,輸送機(jī)的維修工作量減小,可降低相對(duì)成本20%左右。另外,RoDip-3還有一種單鏈單臂旋轉(zhuǎn)型(RoDip-3+),適用于20臺(tái)/h以下的前處理和陰極電泳線(xiàn)的車(chē)身輸送。
從涂裝工藝角度來(lái)衡量,旋轉(zhuǎn)浸漬輸送車(chē)身技術(shù)消除了車(chē)身在前處理、電泳過(guò)程中所遇到的問(wèn)題,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面都是當(dāng)今較理想的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。目前,國(guó)內(nèi)引進(jìn)RoDip-3技術(shù)裝備的兩條年產(chǎn)12萬(wàn)輛以上的轎車(chē)車(chē)身前處理和陰極電泳線(xiàn)已經(jīng)投產(chǎn)使用。
10多年前,經(jīng)濟(jì)規(guī)模的年產(chǎn)20~30萬(wàn)輛的車(chē)身中涂噴涂線(xiàn)和年產(chǎn)12~15萬(wàn)輛的面漆噴涂線(xiàn)裝備的自動(dòng)靜電噴涂設(shè)備以9個(gè)高速旋杯靜電噴涂站(ESTA,由往復(fù)式的側(cè)噴機(jī)和頂噴機(jī)組成)為主體。隨著機(jī)器人和電控技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,智能化程度在不斷提高,人們成功開(kāi)發(fā)了小型輕量化的高轉(zhuǎn)速杯式靜電噴槍?zhuān)F(xiàn)已形成由3~4臺(tái)機(jī)器人組成的ESTA替代9杯靜電噴涂站的局面,主要得益于機(jī)器人噴涂機(jī)的如下優(yōu)點(diǎn):
1、 涂裝效率高,3臺(tái)機(jī)器人就能承擔(dān)9杯的ESTA的噴涂任務(wù);
2、 適用于多品種混流生產(chǎn)和中、小產(chǎn)量的車(chē)身涂裝線(xiàn);
3、 投資小、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低,由3臺(tái)機(jī)器人組成的3杯ESTA除電力增大2.7倍外,壓縮空氣和清洗溶劑消耗量、維修工作量?jī)H為9杯往復(fù)式噴涂站ESTA的35%左右。
機(jī)器人噴涂機(jī)涂裝軌跡的自由度和再現(xiàn)性都很高,其涂裝效率不僅受?chē)娡块g距影響,而且還受與重涂間隔和噴幅有關(guān)的噴涂機(jī)移動(dòng)速度影響。我們可以通過(guò)做膜厚的模擬試驗(yàn)使這些因子最優(yōu)化,以設(shè)定對(duì)涂裝效率最適宜的涂裝軌跡和涂裝條件。
對(duì)于自動(dòng)靜電噴涂站(ESTA)的機(jī)器人配置,一般認(rèn)為,在保證生產(chǎn)綱領(lǐng)和噴涂質(zhì)量的前提下,每站配置的機(jī)器人(噴杯)越少越好,以降低投資、運(yùn)轉(zhuǎn)成本和維護(hù)工作量。
機(jī)器人配置數(shù)量與該站需噴涂面積、干涂膜厚度、生產(chǎn)節(jié)拍(噴涂時(shí)間)、噴杯特性(如噴杯的出漆量、噴幅、轉(zhuǎn)速、整形空氣噴射量)、靜電壓和涂裝效率等有關(guān),可通過(guò)如下公式進(jìn)行計(jì)算:
1、涂裝耗漆量(即每臺(tái)車(chē)身或每站的涂料噴涂量)
Q=S×δ/(T×NV)
式中:
Q——耗漆量(ml/臺(tái));
S——該站(或車(chē)身)噴涂面積(m2);
δ——干涂膜厚度(mm);
T——涂裝效率(T、E),一般取80%~85%,最高可達(dá)94%;
NV——施工粘度下的涂料固體份。
例如,車(chē)身外表靜電噴涂面積為10m2,中涂或本色面漆(含罩光清漆)的噴涂膜厚度為35~40mm,施工粘度下的固體份為45%,則Q=10×35/(0.85×0.45) =915ml/臺(tái)
2、機(jī)器人(噴杯)配置數(shù):當(dāng)車(chē)身的生產(chǎn)節(jié)拍為1.7min/臺(tái),每站選用3臺(tái)機(jī)器人即可,計(jì)算方法如下:
n400=Q/(m×t×K)=915/(400×1.5×0.6)=2.54臺(tái);
n350=Q/(m×t×K)=915/(350×1.5×0.6)=2.90臺(tái)。
式中:
n——機(jī)器人數(shù)量(臺(tái));
Q——車(chē)身在該站的噴涂漆量(ml/臺(tái));
m——臺(tái)(噴杯)的出漆量(ml/min)(與噴杯的特性有關(guān),有400ml/min和350ml/min);
t——噴涂時(shí)間(min),即為車(chē)身的生產(chǎn)節(jié)拍扣除換色清洗時(shí)間或兩臺(tái)車(chē)身間的停噴時(shí)間(一般扣除換色時(shí)間0.2min);
K——修正系數(shù),受?chē)姌屢苿?dòng)速度和噴幅等因素影響,配置噴杯數(shù)越多,K值越小,一般取0.6。
在靜電噴涂過(guò)程中,噴槍移動(dòng)速度過(guò)快會(huì)影響靜電噴涂效果,一般應(yīng)控制在0.6m/s以?xún)?nèi)。為達(dá)到較好的金屬閃光效果,應(yīng)用金屬底色漆(BC)的靜電噴涂一般分兩遍薄噴(干膜厚15~20mm):第一遍(BC-1)采用杯式靜電噴涂,第二遍(BC-2)采用機(jī)械手空氣噴涂。為提高材料利用率,BC-2也采用旋杯式靜電噴涂,人們開(kāi)發(fā)成功了BC-2專(zhuān)用的杯式靜電噴槍?zhuān)涮攸c(diǎn)是噴槍移動(dòng)速度快、整形氣壓高、氣量大、重噴次數(shù)多(達(dá)7次)等。
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