質(zhì)量管理工具在涂裝質(zhì)量改善中的實(shí)際應(yīng)用

肖俊 吳拉

摘 要：汽車涂裝生產(chǎn)工藝復(fù)雜，質(zhì)量輸出與工藝輸入之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，無(wú)法確定明確的量化關(guān)系。文章選取涂裝涂層的最外層——清漆層作為研究對(duì)象，對(duì)其關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行分析，使用相關(guān)性分析、控制圖分析、工藝能力分析及測(cè)量系統(tǒng)分析等質(zhì)量管理工具和方法，了解目前工藝、質(zhì)量控制的現(xiàn)狀，并采用拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，找出質(zhì)量結(jié)果與影響參數(shù)的相關(guān)程度，進(jìn)而找出質(zhì)量改善的方向。

關(guān)鍵詞：汽車涂裝工藝;清漆層;涂裝車間;質(zhì)量管理;拉丁方試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U466? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-172-04

Abstract： The production process of automobile coating is complex， and the relationship between quality output and process input is intricate， so it is impossible to determine a clear quantitative relationship. This article selects the outermost layers of paint coating - varnish layer as the research object. Analyze the key quality index and corresponding process parameters. Use correlation analysis， control chart analysis， process capability analysis and measurement system analysis and other quality management tools and methods. Understand the current status of process and quality control， and use the Latin square test design scheme to find out the correlation degree of quality results and influence parameters， and then find out the direction of quality improvement.

Keywords： Automobile painting process; Varnish layer; Painting workshop; Quality management; Latin square test

前言

在汽車生產(chǎn)過(guò)程中，涂裝工藝是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。涂裝是將液體物質(zhì)或者粉末狀物質(zhì)平整的在基體表面涂抹。并將涂層表面完整度、光澤度、平滑度、鮮艷度等指標(biāo)的高低稱為涂層質(zhì)量，這些指標(biāo)對(duì)汽車質(zhì)量評(píng)價(jià)有著重要的作用。且由于人們生活質(zhì)量的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)汽車涂裝的要求也越來(lái)越高，企業(yè)也運(yùn)用各式各樣的方法對(duì)涂裝質(zhì)量進(jìn)行改善，讓汽車整體價(jià)值得到提高[1]。汽車涂裝生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需要控制的工藝參數(shù)繁多，質(zhì)量輸出與工藝輸入之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，無(wú)法確定明確的量化關(guān)系。

1 涂層的作用

汽車表面涂層嚴(yán)格意義上有磷化、電泳、中涂、色漆和清漆等5個(gè)涂層。其中清漆為最表層，擔(dān)負(fù)著主要的外觀質(zhì)量指標(biāo)和保護(hù)底層及基材的任務(wù)。清漆里的抗紫外線添加劑在形成漆膜后，能很大程度的阻擋對(duì)電泳漆極具破壞性的紫外線穿透，從而防止電泳漆由于受紫外線作用而粉化失效，導(dǎo)致漆膜間的附著力下降，嚴(yán)重時(shí)漆膜分層剝離并脫落，汽車的防腐功能被瓦解。清漆層的物理和化學(xué)性能很大程度上與漆膜厚度相關(guān)，同時(shí)也影響著多項(xiàng)外觀質(zhì)量參數(shù)如桔皮，光澤，DOI等。所以漆膜厚度控制是汽車涂裝質(zhì)量控制最重要的指標(biāo)。

2 膜厚影響因素分析

以BJ涂裝車間為例，清漆的外表面噴涂由8臺(tái)機(jī)器人帶靜電旋杯來(lái)完成。8臺(tái)機(jī)器人分為兩組，每一組對(duì)整個(gè)外表面進(jìn)行一次噴涂，兩次噴涂的膜厚分配比例為50%：50%。噴涂過(guò)程需要控制的參數(shù)有：1、噴涂距離（噴頭離車身的距離），2、兩次噴涂的重疊率，3、流量（單位時(shí)間吐漆量），4、旋杯轉(zhuǎn)速，5、噴涂電壓，6、噴涂速度（噴涂的移動(dòng)速度），7、漆霧扇寬（成型空氣）。

（1）噴涂距離一般控制在250cm～300cm之間，噴涂距離過(guò)大，漆霧分散，落到車身上的油漆量少，同樣用漆量的情況下，膜厚降低;噴涂距離過(guò)小，漆霧集中，容易引起油漆過(guò)厚流掛，容易出現(xiàn)高電壓報(bào)警，且不容易實(shí)現(xiàn)重疊率，從而影響膜厚均勻性。

（2）兩次噴涂的重疊率一般設(shè)置為50%，這樣兩組機(jī)器人的軌跡可以共用，只需整體軌跡偏移一個(gè)漆霧扇寬的距離，容易實(shí)現(xiàn)膜厚均勻性控制。

以上兩個(gè)因素是在機(jī)器人示教（編程）的時(shí)候確定并保存為保存為機(jī)器人能調(diào)用的軌跡程序。在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)器人系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器及位移算法調(diào)用程序完成噴涂作業(yè)，其準(zhǔn)確性及可重復(fù)性已得到了廣泛的驗(yàn)證。

（3）流量的可調(diào)范圍比較的寬泛，一般來(lái)說(shuō)，其他因素不變的情況下，流量越大，漆膜厚度越大，容易出現(xiàn)流掛;流量越小，漆膜厚度越小，桔皮效果變差。流量是由機(jī)器人的計(jì)量泵來(lái)控制的，存在波動(dòng)或漂移的可能性，有必要定期采用量杯測(cè)量的方式進(jìn)行校正。

（4）旋杯轉(zhuǎn)速影響著霧化的能力，即油漆離開(kāi)旋杯是被切割成的顆粒大小，小顆粒比較容易獲得好的外觀，但顆粒太小容易造成油漆里的溶劑揮發(fā)太多，造成流平性不夠，外觀下降。

（5）噴涂電壓是指噴涂時(shí)旋杯和工件之間的電勢(shì)差，這個(gè)電勢(shì)差的存在，使得噴出來(lái)的油漆帶上電荷，并延著電力線運(yùn)動(dòng)，由于靜電的作用，可以大大提升油漆的利用率，其弊端是在工件邊緣部位，由于電力線包絡(luò)效應(yīng)，邊緣膜厚會(huì)大大提升，嚴(yán)重時(shí)造成流掛缺陷。

（3）機(jī)器人及其控制系統(tǒng)

車門滾邊是通過(guò)加力或加壓使車門外板發(fā)生塑性變形，從而包住內(nèi)板，所以機(jī)器人在選型時(shí)，應(yīng)具有較大的承載能力?？紤]到包邊的質(zhì)量要求，機(jī)器人的重復(fù)精度應(yīng)控制在±0.3MM左右。

3.2 機(jī)器人滾邊成形工藝的技術(shù)難點(diǎn)分析

（1）成形后外板表面質(zhì)量缺陷

滾邊后的外板上會(huì)出現(xiàn)一些凹凸不平現(xiàn)象，這是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，有可能是由于內(nèi)板件在滾邊結(jié)合區(qū)域存在凹凸不平、變形，這些缺陷滾邊后就會(huì)印制在外板表面，需要與沖壓聯(lián)系解決內(nèi)板變形的問(wèn)題或在滾邊前對(duì)內(nèi)板變形的邊子給予手工校正。遇到此類似的問(wèn)題，需要具體問(wèn)題具體分析，對(duì)有可能產(chǎn)生的原因逐一排查，直到最終找到問(wèn)題的真正癥結(jié)，這樣才能對(duì)癥下藥，有效的解決問(wèn)題點(diǎn)。

（2）外板包不住內(nèi)板

這個(gè)問(wèn)題容易出現(xiàn)在角部，主要原因是由于外板沖壓件的翻邊高度不足造成，解決途徑主要靠修改沖壓模具，保證外板有足夠的翻邊高度。

（3）堆料起皺

這個(gè)問(wèn)題也容易出現(xiàn)在角部，產(chǎn)生的原因也是由于外板翻邊高度和翻邊角度不恰當(dāng)造成。

解決辦法是修改沖壓模具，保證適當(dāng)?shù)姆吀叨群头吔嵌?。如發(fā)動(dòng)機(jī)罩的角部堆料問(wèn)題，往往需要對(duì)沖壓模具的進(jìn)行多次手工修理，才能找到最合理的高度，從而解決角部堆料問(wèn)題。

（4）出現(xiàn)尖角

這個(gè)問(wèn)題同樣容易出現(xiàn)在角部，產(chǎn)生的主要原因一個(gè)是由于翻邊高度不足，另一個(gè)主要原因是滾邊程序設(shè)計(jì)不當(dāng)造成。解決對(duì)策需要具體問(wèn)題具體分析，重點(diǎn)從上訴兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查解決。

（5）直邊出現(xiàn)波浪變形

這個(gè)問(wèn)題主要集中在前后門中部的內(nèi)板加強(qiáng)件滾邊處，產(chǎn)生的主要原因是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)造成，通過(guò)調(diào)整滾邊程序，可一定程度內(nèi)降低其波浪變形缺陷。

4 兩種滾邊工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較（表1）

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，一臺(tái)機(jī)器人的投資比一臺(tái)進(jìn)口液壓機(jī)的投資

相對(duì)少，機(jī)器人滾邊系統(tǒng)使用的下模成本也比一套上下模的成本低，所以一套機(jī)器人滾邊系統(tǒng)的投資額遠(yuǎn)低于液壓機(jī)包邊系統(tǒng)。

在帶多套車門生產(chǎn)時(shí)，需要更換包邊模具，機(jī)器人滾邊系統(tǒng)只有下模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換模相對(duì)更容易，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化生產(chǎn)作業(yè)。

機(jī)器人滾邊速度比液壓包邊機(jī)慢，但可以滿足中等規(guī)模的生產(chǎn)需要。如果生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，可以根據(jù)需要在滾邊系統(tǒng)里增加多臺(tái)滾邊機(jī)器人來(lái)提高生產(chǎn)產(chǎn)能。

綜上所述，機(jī)器人滾邊系統(tǒng)以它成形美觀、柔性化制造、生產(chǎn)效率高、投入及維護(hù)成本低、作業(yè)面積小等顯著特點(diǎn)正贏得汽車廠商的青睞，它將是今后車門包邊成形技術(shù)的一個(gè)方向和趨勢(shì)。