喷涂机器人的关键术语和核心参数介绍

      喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等工艺生产部门。

      一、喷涂机器人的主要术语

      1、喷涂机器人涂装效率、涂着效率和涂装有效率

      涂装效率是喷涂作业效率，包含单位时间的喷涂面积、涂料和喷涂面积的有效利用率。涂着效率是喷涂过程中涂着在被涂物上的涂料量与实际喷出涂料总量之比值，或被涂物面上的实测厚膜与由喷出涂料量计算的涂膜厚度之比，也就是涂料的传输效率（transferefficency简称TE）或涂料利用率。

      涂装有效率是指实际喷涂被涂物的表面积与喷枪运行的覆盖面积之比；为使被涂物的边断部位的涂膜完整，一般喷枪运行的覆盖面积应大于被涂物的面积。

      2、喷涂机器人喷涂轨迹

      喷涂机器人喷涂轨迹指在喷涂过程中喷枪运行的顺序和行程，采用喷涂机器人可模仿熟练喷漆工的喷涂轨迹。

      3、喷涂机器人的涂料流率

      喷涂机器人涂料流率是单位时间内输给每个旋杯的涂料量，又称喷涂流量、出漆量率。

      除旋杯转速外，涂料流率是第二个影响雾化颗粒细度的因素。当其他参数不变的情况下，涂料流率越低，其雾化颗粒越细，但同时也会导致漆雾中溶剂挥发量增大。

      喷涂机器人涂料流率高会形成波纹状的涂膜，同时当涂料流量过大使旋杯过载时，旋杯边缘的涂膜增厚至一定程度，导致旋杯上的沟槽纹路不能使涂料分流，并出现层状漆皮，这会产生气泡或涂料滴大小不均匀的不良现象。

      喷涂机器人每支喷枪的最大涂料流率与高速旋杯的口径、转速涂料的密度有关，其上限由雾化的细度和静电涂装的效果来决定。实践经验表明，涂料应在恒定的速度下输入，在小范围内的波动不会影响涂膜质量。

      喷涂机器人在实际的喷涂过程中每个旋杯所喷涂的区域不同，其涂料的流率等也不相同，另外由于被涂物外形变化的原因，旋杯的涂料流率也要发生变化。以喷涂汽车车身为例，当喷涂门板等大面积时，吐出的涂料量要大，喷涂门立柱、窗立柱时，吐出的涂料量要小，并在喷涂过程中自动、精确地控制吐出的涂料量，才能保证涂层质量及涂膜厚度的均一，这也是提高涂料利用率的重要措施之一。

      4、喷涂机器人的旋杯转速

      喷涂机器人旋杯转速是对高转速旋杯雾化细度影响最大的因素。当其他工艺参数不变时，旋杯的转速越大，涂料滴的直径越小。在稍低速范围内，转速对雾化细度的影响比在高速范围内明显地增大。

      喷涂机器人旋杯转速会对膜厚有影响。当转速过低会导致涂膜粗糙；喷涂机器人雾化过细会导致漆雾损失（引起过喷），使涂膜厚度有波动；同时，当雾化超细时，则对喷漆室内任何气流均十分敏感。旋杯的过高转速除引起过喷外，还会导致透平轴承的过量磨损，增加清晰用压缩空气的消耗和降低涂膜所含溶剂量。喷涂机器人最佳的旋杯转速可按所用涂料的流率特性而定，因而对于表面张力的水性涂料、高黏度的双组分涂料的旋杯转速比普通溶剂型涂料的要高。

      一般情况下，喷涂机器人空载旋杯转速为6X10^4r/min，负载时设定的转速范围为(1.0～4.2)X10^4r/min误差±500r/min。

      静电喷涂技术已成为当今汽车工业的主流喷涂技术，而静电自动喷涂设备的应用更使汽车中、面涂涂装进入了自动化时代。下面就喷涂机器人主要喷涂参数进行简述。

      二、喷涂机器人的主要参数

      1、喷涂流量

      静电喷涂机器人的流量是单位时间输给旋杯的涂料量，又称为吐出量。流量的大小影响漆膜的厚度。不同的颜色的涂料遮盖能力不同，施工膜厚也不同。喷涂过程中，每台机器人担当的喷涂区域不同，设置的流量也不同。同时流量也和被喷涂物的形状有关，对于汽车而言，规则的五门一盖型面一般流量较大，而立柱、棱线、转角流量较小。

      2、成型空气

      气体从旋杯后侧均匀分布的小孔中喷出，用于限制漆雾的幅度(扇幅)，并把雾化的漆雾推向被涂物，放置漆雾扩散和反弹污染旋杯和雾化器。对于金属漆而言，喷幅影响最终的颜色效果，喷幅不合适很容易出现斑马纹或者发花。喷幅的设置和两枪的间距有关，油漆的叠加次数为3次。如两枪间距100mm，喷幅最好控制为300mm，这样同一点油漆可以叠加3次。

      3、旋杯转速

      旋杯转速是油漆雾化的关键参数，旋杯高速旋转时产生的离心力使油漆雾化的很细(50-100μm)。漆滴直径越小，漆膜的平滑度越好，桔皮效应越小，光泽也越高。转速的设定也和油漆的类别有关，色漆的转速相对小些，中涂、清漆的转速对高些。转速和流量也是相关的，流量大，转速也要增加，以达到较好的雾化效果，但是转速过高，喷涂到被涂物上油漆就较干，会导致桔皮问题。

      4、高压

      静电喷涂中，被涂物为正极，旋杯为负极，在两极之间施加高电压后产生强电吸引力，使雾化后的漆雾颗粒传输到被涂物表面。高电压的大小影响静电喷涂的静电效应、上漆率、漆膜的均匀性。

      流量、转速、成型空气和高压直接影响成膜质量，同时也会影响油漆的利用率。在生产中要结合油漆的特性和雾化器参数，进行调整，四个参数要综合考虑，不断优化，才能达到理想的喷涂效果。