噴涂機(jī)器人靜電高壓應(yīng)用與維護(hù)

尹志剛

（中車長春軌道客車股份有限公司，吉林長春 130062）

0 引言

機(jī)器人是一種把機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合在一起的高科技產(chǎn)品。在當(dāng)今社會(huì)，機(jī)器人的使用在很大程度上提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)率，也改善了勞動(dòng)條件，代替人類繁重的勞動(dòng)力，逐漸實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。對(duì)于工業(yè)中存在的一些笨重的搬運(yùn)和長期繁瑣的操作以及一些高溫，低溫或是有污染的工作環(huán)境，更加可以體現(xiàn)機(jī)器人在其中的作用。因此在現(xiàn)在一些大型的工作，在對(duì)高鐵，動(dòng)車這些大型的火車進(jìn)行表面噴涂時(shí)，機(jī)器人起到了很大的作用。噴涂機(jī)器人不僅有一般的機(jī)器人擁有的所有特性，還可以把表面噴涂技術(shù)融入進(jìn)來，并在發(fā)展的過程中不斷地完善，而表面噴涂工藝也在不斷提高。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)本身就是一個(gè)極其復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，因此，不論是哪種機(jī)器人，在對(duì)其進(jìn)行分析時(shí)，首先都要對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的各種特性進(jìn)行研究，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雖然噴涂機(jī)器人目前已經(jīng)得到了應(yīng)用，但是依然還有許多技術(shù)性的問題沒有得到解決，比如說，在靜電噴涂的過程中，怎樣才能得到噴槍中的靜電電壓，怎樣用涂料濃度的參數(shù)進(jìn)行集成，當(dāng)一些工件表面發(fā)生破損時(shí)，機(jī)器人應(yīng)該如何對(duì)相關(guān)的參數(shù)和軌跡進(jìn)行調(diào)整，以及如何實(shí)現(xiàn)噴涂作業(yè)時(shí)的多目標(biāo)優(yōu)化問題等。

1 靜電高壓閉環(huán)控制方法

中車長春軌道客車股份有限公司使用的機(jī)器人型號(hào)中控制靜電高壓的元件包括4個(gè)。它們之間的相互作用是把低電壓低電流通過高壓控制器給高壓槍，之后高壓槍將它們進(jìn)行放大成高電壓高電流。靜電電荷一方面通過高壓電纜到達(dá)霧化器上的黃銅插頭，另一方面通過空氣馬達(dá)到達(dá)成型氣罩上，當(dāng)油漆再一次經(jīng)過霧化器時(shí)，就會(huì)加載靜電電荷，因此，油漆就帶有負(fù)電電荷了。高壓控制器接收到控制器發(fā)來的高壓命令值后，就會(huì)發(fā)送給高壓槍，隨后，通過高壓電纜對(duì)高壓控制器的性能進(jìn)行反饋，控制器對(duì)反饋回來的高壓值進(jìn)一步改變，而高壓值則是保持機(jī)器人發(fā)出命令不變的關(guān)鍵。當(dāng)控制器對(duì)高壓命令值不能保持一致時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警，因此，就形成了閉環(huán)控制（圖1）。

圖1 靜電高壓閉環(huán)控制方法

2 噴涂機(jī)器人靜電高壓應(yīng)用

靜電噴涂的工作過程就是當(dāng)油漆經(jīng)過霧化器時(shí)將系統(tǒng)所釋放的靜電高壓加載到油漆上，使其帶上負(fù)電。由于接地的工件帶有正電，與帶有負(fù)電的油漆形成一個(gè)靜電場，所以涂料就會(huì)在與電場方向相反的位置移動(dòng)，工件表面就會(huì)吸附一些油漆顆粒，可以在一定程度上提升上漆率。噴出的油漆和車身吸附的油漆之間的比值越高，就證明噴涂的效果越好。

電壓和電流是靜電高壓的主要構(gòu)成部分，如果在一定時(shí)間內(nèi)電壓或者電流的變化速度過快，就會(huì)產(chǎn)生高壓故障，從而靜電電荷的輸出就會(huì)受到影響，最后對(duì)上漆率造成影響。

靜電噴涂的過程中主要有以下優(yōu)點(diǎn)，為人們的使用提供了方便：一方面，涂料的顆粒比較細(xì)小，比較容易附著，而且沉積效率高，提高了涂料的利用率；另一方面，自動(dòng)的噴涂和靜電噴涂相比，靜電噴涂的質(zhì)量比較穩(wěn)定，保證了噴涂的高質(zhì)量，還可以節(jié)省涂料，降低了運(yùn)行費(fèi)用。

3 高壓故障分析與維護(hù)策略

出現(xiàn)高壓故障，是因?yàn)橐恍┮蛩厥箍刂破鳠o法對(duì)高壓槍輸送回來的高壓數(shù)值進(jìn)行歷史調(diào)整，因此系統(tǒng)也就無法及時(shí)對(duì)給出的命令做出改變。其實(shí)在實(shí)際的使用過程中，一些高壓故障現(xiàn)象是不可避免的，但是不能任由這種現(xiàn)象發(fā)生而不予關(guān)注，要針對(duì)一些故障實(shí)例進(jìn)行分析與研究。研究表明，產(chǎn)生高壓故障的因素有很多種，主要分為外部因素和內(nèi)部因素，其中引起高壓故障的內(nèi)部因素主要是高壓槍或者是電纜發(fā)生故障，還有就是高壓控制器自身出現(xiàn)問題。外部因素有很多種，其中包括噴房的濕度超過了正常的范圍、風(fēng)速過大、霧化器出現(xiàn)故障以及油漆管道清洗的不徹底等。如果內(nèi)部油漆管道清洗的不徹底，油漆管道上如果清洗的不干凈、有溶劑和油漆附著，就會(huì)使整個(gè)管路都導(dǎo)電，然后出現(xiàn)低電壓高電流的現(xiàn)象進(jìn)而引發(fā)故障。因此就要求對(duì)高壓故障引起關(guān)注，針對(duì)這些情況，相關(guān)工作人員要對(duì)公司的噴涂機(jī)器人進(jìn)行各方面的分析和檢查，并對(duì)此提出保護(hù)措施。

如當(dāng)高壓故障發(fā)出報(bào)警時(shí)，首先要對(duì)霧化器和車身之間的距離進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否＜25 cm。如果距離保持在正常范圍內(nèi)，就要對(duì)運(yùn)行的程序是否有誤，如果有誤，就修改發(fā)生錯(cuò)誤的程序。如果距離沒有在正常范圍之內(nèi)，就要檢查機(jī)器人的保護(hù)措施是否已經(jīng)做好，看看周邊是否潮濕。如果潮濕就要查看是哪里漏水，采取解決措施；如果不潮濕，就要查看是否溶劑和油漆泄漏的現(xiàn)象，如果有，就要對(duì)各種閥門進(jìn)行檢查，進(jìn)行修復(fù)；如果沒有，就對(duì)換霧化器進(jìn)行確認(rèn)。之后就要在工作的界面上進(jìn)行高壓測試，檢查電壓和電流是否正常，如果正常，就要進(jìn)一步的對(duì)噴房室內(nèi)的風(fēng)速，溫度等進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，如果不正常，就要采用排隊(duì)法對(duì)高壓設(shè)備排查，找出原因，采取措施，至此，對(duì)高壓故障的檢查就結(jié)束了。

不僅如此，在日常的工作過程中，也要注意對(duì)高壓靜電噴涂機(jī)進(jìn)行日常的保養(yǎng)和維護(hù)措施。一方面，要根據(jù)點(diǎn)檢卡對(duì)設(shè)備注意檢查，主要針對(duì)機(jī)器產(chǎn)生故障的原因以及容易造成泄露的原因。另一方面，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定時(shí)的檢修，怎樣能夠及時(shí)的并充分利用好檢修時(shí)間，并且有針對(duì)性的對(duì)設(shè)備的主要部分例行檢查，包括設(shè)備的潤滑，緊固等等，由于檢查過程中設(shè)備大，全方位的檢查難以實(shí)施，針對(duì)這一情況，公司制定了相應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)設(shè)備的維修進(jìn)行分類并上報(bào)，而且要在每次檢查之后進(jìn)行分析與探討，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善，進(jìn)而提高設(shè)備的完好率。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)噴涂機(jī)器人的研究也得到了迅速發(fā)展。越來越多的涂裝設(shè)備和工藝不斷地投入到使用中，現(xiàn)代化機(jī)器人的出現(xiàn)，可以完成一些高強(qiáng)度并且比較困難的工作，這在很大程度上解放了人類生產(chǎn)力，降低了成本，對(duì)人類有很大益處。靜電噴涂機(jī)器人在各行各業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，盡管機(jī)器人工作的效率是比人類要更高效，但是想要更大程度的保證噴涂機(jī)器人在噴涂的過程中的效率，保證上漆質(zhì)量，靜電高壓系統(tǒng)就起到了很大作用。但是，在使用的過程中，容易發(fā)生高壓故障，而且也不容易進(jìn)行維修，是靜電高壓系統(tǒng)存在的一個(gè)最大不足。因此在以后的研究過程中，對(duì)于如何降低高壓故障的發(fā)生頻率，如何在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行維修，以及怎樣才能在高壓故障發(fā)生前對(duì)其進(jìn)行檢測，都是很好的方向。

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