復(fù)雜型面自動噴涂關(guān)鍵技術(shù)探討

石成林

（湖北三江航天涂裝設(shè)備工程有限公司，湖北武漢 430100）

0 引言

自動噴涂技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，可以實現(xiàn)快速、自動化的噴涂操作。通過科學(xué)應(yīng)用自動噴涂關(guān)鍵技術(shù)，可以滿足基本的生產(chǎn)需求。

1 自動噴涂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在新時代發(fā)展背景下，汽車領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程逐漸加快，對發(fā)動機(jī)性能提出了極高的需求。不同類型的發(fā)動機(jī)涉及許多復(fù)雜的表面形狀，這些復(fù)雜形狀的處理相對繁瑣。在運(yùn)行過程中，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行噴涂處理，以確保操作規(guī)范。例如，為了增強(qiáng)高溫防護(hù)和耐磨性能，某些汽車行業(yè)的電子設(shè)備需要進(jìn)行表面噴涂處理，以保持良好的耐高溫性，避免受到不良因素的影響。在開展相關(guān)工作時，需要采用科學(xué)合理的技術(shù)，特別是表面噴涂技術(shù)。這項技術(shù)的應(yīng)用效果良好，具有一定的抗腐蝕性能。因此，在汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。不僅可以增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量，還能改善產(chǎn)品的性能，延長產(chǎn)品使用壽命，從而提升整體產(chǎn)品質(zhì)量。

等離子噴涂技術(shù)由于其操作便利和成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為提高噴涂質(zhì)量，要科學(xué)合理地應(yīng)用噴涂工藝，借助新型噴涂設(shè)備實施各項工作。我國的粉末噴涂過程主要采用霧化工藝進(jìn)行制備處理，從而獲得良好的粉末形狀。在各個領(lǐng)域中，噴涂工藝得到了廣泛應(yīng)用，并且不斷進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，使其逐漸完善。但與國外相比，我國的噴涂技術(shù)仍不成熟，處于滯后狀態(tài)。特別是自動化噴涂技術(shù)在汽車行業(yè)中應(yīng)用較少，因為汽車零件大多數(shù)都非常復(fù)雜，整體結(jié)構(gòu)繁瑣，通常采用小批量生產(chǎn)方式，噴涂工序缺乏規(guī)范性。在噴涂過程中，通常采用人工形式，通過工具夾控制一定的間距，調(diào)整工件的角度，噴涂相應(yīng)位置。然而，這種方式也有一定的弊端，難以保持涂層厚度的均勻性。此外，噴涂房內(nèi)產(chǎn)生的噪聲和粉塵較多，對人體造成較大傷害，長時間工作可能威脅到工作人員的健康。因此，對于汽車行業(yè)來說，改進(jìn)噴涂工藝和引入自動化噴涂技術(shù)是需要繼續(xù)探索的方向，以提高生產(chǎn)效率和涂層質(zhì)量，保障工人的健康和安全。

結(jié)合自動噴涂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出復(fù)雜型面自動噴涂的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用。采用機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工操作的方式，實現(xiàn)自動化噴涂作業(yè)，提高噴涂效率和效果。

2 自動化噴涂流程

在某項自動化噴涂作業(yè)開展過程中，需要結(jié)合實際情況制定標(biāo)準(zhǔn)的流程，該項流程組成結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）為了提升噴涂質(zhì)量，涂層的結(jié)合強(qiáng)度非常關(guān)鍵。涂層的結(jié)合強(qiáng)度為噴涂質(zhì)量的提升和評價提供了重要依據(jù)。研究表明，影響涂層結(jié)合強(qiáng)度的因素主要包括噴涂厚度控制、噴涂功率和粉末狀態(tài)。目前，操作過程中一般仍采用人工形式，但人工操作容易產(chǎn)生誤差。為了提高噴涂的精度和效率，應(yīng)替換傳統(tǒng)的人工噴涂方式，采用自動化形式，例如使用機(jī)器人等。利用噴涂控制系統(tǒng)提前對粉末進(jìn)行選擇，可以為噴涂的質(zhì)量提供保障。采用機(jī)器人噴涂的方式，需要有效控制噴涂間距，并提前設(shè)置噴涂路線，以精確控制涂料的厚度。將零件放置在旋轉(zhuǎn)噴涂箱內(nèi)的旋轉(zhuǎn)夾具臺上，固定良好，然后通過機(jī)器人啟動噴槍，按照標(biāo)準(zhǔn)路線均勻噴涂，避免出現(xiàn)誤差，確保噴涂的均勻性，符合規(guī)范要求。完成噴涂后，機(jī)器人將零件取出并放回原處，從而實現(xiàn)高質(zhì)量的噴涂工作。

（2）應(yīng)用性能良好的設(shè)備。例如機(jī)載類型的等離子噴槍，這種噴槍的火焰溫度非常高。在工作過程中，需要提前進(jìn)行隔熱處理工作，并采用增壓設(shè)計，以防止灰塵滲入旋轉(zhuǎn)臺內(nèi)部，從而影響旋轉(zhuǎn)臺的整體性能。經(jīng)過具體分析發(fā)現(xiàn)，在噴涂作業(yè)過程中，有些材料在噴涂表面放置后會逐漸朝四周散開，這直接影響了涂層的厚度，使其無法保持適宜的厚度。為了解決這個問題，可以在工位之間設(shè)置擋板，以提升產(chǎn)品的合格率，確保產(chǎn)品質(zhì)量。擋板的設(shè)置可以有效地控制噴涂材料的散開，使涂層厚度更加均勻和穩(wěn)定。

（3）在設(shè)備應(yīng)用過程中，確定噴涂的軌跡和路線離不開機(jī)器人伺服電機(jī)的相互配合。由于噴槍的溫度特別高，對噴涂距離進(jìn)行全面控制具有一定難度。如果噴涂距離過近，零件可能會融化；如果距離過遠(yuǎn)，則難以實現(xiàn)涂層的均勻附著，使粉末浪費(fèi)。經(jīng)過實驗操作，火焰中心與噴涂面積之間的距離大約為10cm 左右[1]。因此，合理控制噴涂距離和噴涂用水量以及提升噴涂效果非常關(guān)鍵。噴槍的軌跡附著寬度為1cm，所以在機(jī)器人噴涂過程中，全面控制間距，規(guī)范軌跡設(shè)置，有利于提高噴涂效率，減少粉末浪費(fèi)。在對弧面進(jìn)行噴涂時，需要確定噴槍口的具體位置。由于粉末的影響，當(dāng)噴槍對上面展開噴射時，附著力會下降。因此，在噴涂弧面時，必須有效地設(shè)置噴涂間距，并控制噴槍的擺動速度和角度，以提高噴涂效率。噴涂房的操作也非常重要。通過空氣過濾和抽送風(fēng)系統(tǒng)，對噴涂房內(nèi)的氣體進(jìn)行全面凈化，徹底排除氣體，再利用噴涂系統(tǒng)進(jìn)行自動噴涂作業(yè)。在噴涂過程中，安全鎖必須關(guān)閉。等待各項噴涂操作完成后，打開安全鎖并開啟安全門，取出零件，從而實現(xiàn)各項工作的規(guī)范進(jìn)行。

3 電噴發(fā)動機(jī)存在的故障

當(dāng)前階段，在電噴發(fā)動機(jī)的運(yùn)行過程中，涉及的電子控制燃油噴射系統(tǒng)類型非常多，這些類型各自具有不同的特征。然而，由于系統(tǒng)的繁瑣性和復(fù)雜性，電噴發(fā)動機(jī)面臨著各種故障問題。以下主要分析和探討電噴發(fā)動機(jī)存在的各種故障。

（1）ECU 故障隱患是一個關(guān)鍵問題。在運(yùn)行期間，電子控制單元ECU 通常具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，故障概率較小。然而，當(dāng)車輛行駛里程較高時，故障概率會增加。常見的問題包括電子集成快速損壞控制單元固定角螺栓松懈、電容元件性能缺失等。這些異常會對發(fā)動機(jī)性能產(chǎn)生不良影響，使發(fā)動機(jī)無法正常運(yùn)行或啟動，并導(dǎo)致油耗增加。發(fā)生這種情況時，必須交由專業(yè)部門進(jìn)行檢驗，分析問題并及時解決[2]。

（2）插接件連接存在異?，F(xiàn)象。在電噴系統(tǒng)運(yùn)行過程中，電路引線包含各種插件，隨著機(jī)器長時間運(yùn)行，這些插件性能可能受損、老化、松懈，影響發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。例如，空氣流量計內(nèi)的電動燃油泵電路開關(guān)接頭可能接觸不良，影響正常啟動發(fā)動機(jī)。

（3）傳感器出現(xiàn)故障。傳感器包含多種類型和結(jié)構(gòu)，例如真空壓力傳感器和機(jī)械傳動式傳感器。當(dāng)傳感器零件性能下降、靈敏性缺失或受損斷裂時，將無法準(zhǔn)確反映發(fā)動機(jī)狀態(tài)，影響電子控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而影響整體發(fā)動機(jī)工作的協(xié)調(diào)性。

（4）空氣和燃油濾清器受阻。在電噴發(fā)動機(jī)中，空氣濾清器和燃油濾清器可能受到相關(guān)因素的影響而堵塞，導(dǎo)致混合氣體過濃，這會影響發(fā)動機(jī)的正常啟動和轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。因此，必須定期檢查或更換濾清器[3]。

（5）連接管道松懈。管道組合形成了電子控制燃油噴射發(fā)動機(jī)的油道，但膠管因長時間使用而老化，管口受損嚴(yán)重，滲入了氣體和水，影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行和功率輸出。解決這些問題需要認(rèn)真地維護(hù)和定期檢查，以確保電噴發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性，保障汽車正常運(yùn)行。

4 汽車涂裝過程中機(jī)器人噴涂的具體應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 制定規(guī)范的機(jī)器人噴涂操作流程，采取合理的工藝設(shè)備

在設(shè)備運(yùn)行過程中，相關(guān)人員應(yīng)明確相關(guān)的設(shè)計參數(shù)，并了解車型和色彩等方面的識別裝置，做好噴涂處理工作，保持表面的整潔性。為提高噴涂效率和質(zhì)量，可以使用機(jī)器人進(jìn)行操作，利用機(jī)器人噴涂汽車的內(nèi)板和整體。在噴涂內(nèi)板時，可能會遇到隱蔽性的噴涂位置。為解決這個問題，可以采用人工方式均勻地涂抹內(nèi)板，并確保隱蔽位置也被全面涂抹。結(jié)合控制系統(tǒng)控制整個噴涂環(huán)節(jié)，使噴涂作業(yè)高效率完成。相關(guān)人員應(yīng)按照汽車噴涂標(biāo)準(zhǔn)的要求，以實現(xiàn)良好的噴涂效果。無論是噴涂的色彩還是噴涂均勻性，都應(yīng)與實際情況相符，充分把握色彩的位置，將整體效果充分展現(xiàn)出來，擴(kuò)展噴涂范圍[4]。在烘烤階段應(yīng)確保涂層固體化，從而提高噴涂效果和涂層的結(jié)合強(qiáng)度。通過合理的烘烤控制，確保噴涂作業(yè)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4.2 規(guī)范化布局

在生產(chǎn)過程中，對車輛進(jìn)行定期噴涂操作非常必要。由于車輛的面積不一致，噴涂的難度增加，機(jī)器人的工作量也隨之增多。因此，必須確保機(jī)器人數(shù)量充足，并符合汽車生產(chǎn)行業(yè)的基本噴涂要求。在安排機(jī)器人時，應(yīng)通過計算噴涂的面積和噴涂參數(shù)獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，為布置機(jī)器人提供良好的參考依據(jù)。在計算過程中，需要考慮不同噴涂方式和機(jī)器人數(shù)量的差異，相關(guān)人員應(yīng)規(guī)范布局處理，安排相應(yīng)數(shù)量的機(jī)器人[5]。通過合理的計劃和布局，確保每輛車輛都能得到高質(zhì)量的噴涂，并提高生產(chǎn)效率。

4.3 制定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人仿型流程

機(jī)器人在噴涂工作中具備智能化和信息化的發(fā)展優(yōu)勢。然而，機(jī)器人難以精準(zhǔn)地了解噴涂中存在的誤差，并無法自主做出相關(guān)的操作調(diào)整。因此，建立良好的機(jī)器人仿型流程尤為重要。相關(guān)人員以噴涂動作為主，提前對機(jī)器人的運(yùn)行軌跡進(jìn)行設(shè)置，確保機(jī)器人的行動與標(biāo)準(zhǔn)的噴涂要求和目標(biāo)一致。無論是噴涂過程中的曲線操作還是直線操作，都必須按照標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行控制，以保證噴涂工作的規(guī)范完成。在仿型過程中，首先應(yīng)以車型為主，合理劃分噴涂對象。然后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，完成設(shè)計工作后進(jìn)行檢驗操作，獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，改進(jìn)具體仿型流程，并優(yōu)化和設(shè)計仿型參數(shù)。再將這些優(yōu)化后的流程應(yīng)用到噴涂工作中[6]。還要結(jié)合實際情況，創(chuàng)新和改進(jìn)具體的工藝，落實基本的參數(shù)，全面控制噴涂的時間，有效劃分噴涂領(lǐng)域，避免誤差發(fā)生。通過不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，提高機(jī)器人噴涂的準(zhǔn)確性和效率。

4.4 提升機(jī)器人噴涂工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性

現(xiàn)階段，提升機(jī)器人自身質(zhì)量和性能是提高機(jī)器人整體噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵。這兩者密切相關(guān)，也對相關(guān)人員提出了十分嚴(yán)格的要求。必須根據(jù)具體情況選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)器人，并安排適量的機(jī)器人數(shù)量，進(jìn)行規(guī)范的布局，提前做好噴涂準(zhǔn)備工作。在噴涂作業(yè)開展的前期階段，重點(diǎn)是檢驗機(jī)器人的噴涂工藝參數(shù)，提升參數(shù)的精準(zhǔn)性，確保其合格[7]。同時，進(jìn)行機(jī)器人的仿型操作工作，充分發(fā)揮噴涂工藝的效果，使機(jī)器人在噴涂過程中表現(xiàn)出最佳狀態(tài)。

5 機(jī)器人自動化噴涂效果

在汽車零件噴涂作業(yè)中，通常采取人工操作形式調(diào)整噴涂的具體位置，以規(guī)范噴涂作業(yè)。然而，這種操作形式存在一定的弊端和缺陷，難以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性，導(dǎo)致質(zhì)量無法提升。在噴涂過程中，人工方式難以保持零件處于良好的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，噴涂距離無法得到有效控制，噴涂位置也不清晰。同時，噴涂厚度符合要求的概率較低，噴房內(nèi)的粉塵較多，噴涂過程中存在各種噪聲，容易引發(fā)不良問題。

自從自動化噴涂技術(shù)出現(xiàn)以后，利用機(jī)器人展開作業(yè)操作，能夠發(fā)揮出良好的優(yōu)勢。即便在高污染條件下，機(jī)器人也可以繼續(xù)工作，完全替代了人工工作方式，拓展和延伸了噴涂范圍。自動化噴涂技術(shù)將噴涂關(guān)鍵技術(shù)工藝發(fā)揮到了最大化。通過對噴涂工藝的全面總結(jié)，分析和判斷噴涂質(zhì)量與噴槍之間的間距以及對各方面的影響，通過規(guī)范性設(shè)計實現(xiàn)自動化噴涂的目標(biāo)，確保零件符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

6 結(jié)語

文章探討了復(fù)雜性自動噴涂關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，噴涂機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)主要包括工作臺和噴槍支架，使其適合應(yīng)用于不同類型的工件噴涂任務(wù)。同時，使用PLC 作為控制器，對噴涂機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，包括硬件和軟件的設(shè)計。這種噴涂技術(shù)解決了我國中小民營企業(yè)工件噴涂作業(yè)的難題，降低了人工成本，提升了工作效率和可靠性。通過自動化噴涂，實現(xiàn)了對復(fù)雜型面的噴涂，提高了噴涂質(zhì)量和生產(chǎn)效率。