汽車車身清漆漆點(diǎn)問題的原因與對策

王海豐，王兵，許能才，陳道飛，李文鵬，李玉磊，萬德俊

（合眾新能源汽車有限公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

近幾年，伴隨著中國制造業(yè)步入工業(yè)4.0，噴涂機(jī)器人在新能源汽車噴涂行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，機(jī)器人技術(shù)不斷成熟，消費(fèi)者對汽車外觀方面的要求也不斷提高。噴涂使用的油漆對人體危害大。隨著人工成本的增加，使用機(jī)器人代替人工噴涂，在產(chǎn)品穩(wěn)定性和人工成本上存在很大優(yōu)勢，也是社會進(jìn)步的體現(xiàn)。但是橘皮、流掛、漆點(diǎn)、滴漆等生產(chǎn)質(zhì)量問題仍困擾著企業(yè)，其中漆點(diǎn)缺陷在機(jī)器人噴涂清漆的過程中經(jīng)常發(fā)生。對于車身而言，清漆漆點(diǎn)需要打磨、拋光，甚至造成產(chǎn)品返工處理，因此清漆漆點(diǎn)成為了生產(chǎn)過程中制約產(chǎn)品合格率的重要因素之一。

本文以ABB的機(jī)器人為例，主要從清漆內(nèi)、外板兩個(gè)方面討論如何有效規(guī)避清漆漆點(diǎn)的發(fā)生。

1 內(nèi)板噴涂清漆

內(nèi)噴噴涂分為機(jī)器人噴涂和人工噴涂。清漆內(nèi)板噴涂一般發(fā)生漆點(diǎn)的概率相對于外板要低，但是發(fā)生漆點(diǎn)仍需要打磨拋光處理。

1.1 機(jī)器人噴涂內(nèi)板

1.1.1 霧化器轉(zhuǎn)速

清漆內(nèi)噴機(jī)器人一般采用RB1000霧化器，配置φ40的杯頭。有些工廠的設(shè)計(jì)帶高壓噴涂(使用較低的高壓，一般設(shè)定為20 kV，以增加上漆率)，不帶高壓噴涂的上漆率較低。當(dāng)然，這因廠而異。

霧化器旋杯的轉(zhuǎn)速直接決定油漆的霧化效果。當(dāng)轉(zhuǎn)速過低時(shí)，油漆未在充分霧化的情況下就開始噴涂，造成油漆霧化效果不好，此時(shí)油漆被直接噴涂到車身內(nèi)板上，車身內(nèi)板表面全是密密麻麻的漆點(diǎn)；在噴涂開關(guān)槍點(diǎn)部位，機(jī)器人開關(guān)槍參數(shù)隨著噴涂硬件的磨損變得與設(shè)定值不匹配，在開槍點(diǎn)區(qū)域的漆膜易形成目視漆點(diǎn)。另外，霧化器轉(zhuǎn)速過低會令霧化后的清漆顆粒相對較大，整形空氣對霧化后油漆顆粒的控制比較弱，不利于通過調(diào)整噴涂參數(shù)來解決流掛、橘皮等問題。

1.1.2 混合單元

對于整車、保險(xiǎn)杠、塑料外飾件噴涂清漆，一般采用雙組分噴涂系統(tǒng)，清漆和固化劑通過換色閥、齒輪泵到達(dá)混合單元處，按照油漆廠家規(guī)定的混合比例進(jìn)行混合，清漆和固化劑的比例通常為 3∶1。機(jī)器人的混合單元長期使用后若對混合部分保養(yǎng)不到位，混合管內(nèi)殘存的大量清漆渣會將混合單元、混合管、霧化器槍針全部污染(見圖1-3)，在機(jī)器人噴涂過程中全部噴涂到車身上。

圖1 混合單元混合管Figure 1 Mixing tube of mixing unit

圖2 霧化器閥組Figure 2 Valve set of atomizer

圖3 霧化器針閥Figure 3 Needle valve of atomizer

需要定期對機(jī)器人混合單元、混合管進(jìn)行保養(yǎng)或更換。

1.1.3 馬桶清洗機(jī)

清漆機(jī)器人馬桶清洗機(jī)是作用于機(jī)器人霧化器整形環(huán)和旋杯外表面的清洗裝置，外接油性清洗溶劑和壓縮空氣兩條管路。在車身內(nèi)噴涂機(jī)器人作業(yè)過程中，清漆漆霧會反濺到整形環(huán)和旋杯外表面上。機(jī)器人每噴涂5輛車就會進(jìn)入馬桶清洗機(jī)內(nèi)清洗。馬桶清洗機(jī)通過打開溶劑閥門對整形環(huán)和旋杯外表面進(jìn)行沖洗，然后用壓縮空氣吹干，兩者交替作業(yè)，最后用壓縮空氣吹干，達(dá)到清除殘漆且無溶劑殘留的目的。

清洗機(jī)內(nèi)部有一圈環(huán)形的孔洞，用于溶劑和壓縮空氣通過。若清洗馬桶機(jī)內(nèi)部圈環(huán)形的孔洞太少且角度不對，則無法完全覆蓋清洗部位，單單通過增加清洗次數(shù)不能徹底清洗整形環(huán)和旋杯頭外表面的油漆。以下原因也能造成整形環(huán)和旋杯頭清洗不凈：(1)清洗馬桶內(nèi)部環(huán)形壓縮空氣吹掃角度不對；(2)環(huán)形壓縮空氣孔洞阻塞；(3)機(jī)器人霧化器進(jìn)入清洗機(jī)內(nèi)的深度和角度不夠；(4)馬桶清洗機(jī)外接清洗溶劑壓力不夠；(5)馬桶清洗機(jī)外接壓縮空氣壓力太低；(6)馬桶內(nèi)部清洗環(huán)角度不對；(7)機(jī)器人霧化器進(jìn)馬桶清洗的程序不合理。針對以上原因加以改進(jìn)，才能徹底杜絕霧化器清洗不凈問題。

1.2 人工噴涂內(nèi)板

目前還有一大部分工廠由于建設(shè)時(shí)間早，車身內(nèi)板仍是人工噴涂，人員技能、設(shè)備配比器(見圖 4)、人工噴槍等因素都會造成車身內(nèi)板出現(xiàn)清漆漆點(diǎn)問題。

圖4 人工槍站配比器Figure 4 Proportioner of manual gun station

目前行業(yè)的多元化，新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及人們扭曲的價(jià)值觀，造成進(jìn)入工廠上班的工人很少，從事噴漆行業(yè)的人更是少之又少。由于新員工技能不足，對手工噴槍不熟悉，導(dǎo)致扇形調(diào)整不合理，因此漆點(diǎn)問題經(jīng)常發(fā)生。應(yīng)通過加強(qiáng)對新員工的技能培訓(xùn)來杜絕此方面的問題。

人工噴涂設(shè)備一般為固瑞克等品牌的清漆和固化劑的配比器(如圖5所示)，每次生產(chǎn)后需要對設(shè)備進(jìn)行清洗，有時(shí)噴漆工著急下班會忘記清洗配比器，于是造成配比器內(nèi)的混合部分固化，再次使用便會出現(xiàn)漆點(diǎn)等問題。因此，配比器在生產(chǎn)結(jié)束后必須馬上清洗，也需要設(shè)備人員定期進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，方能杜絕上述問題。

圖5 人工槍站配比器混合單元Figure 5 Mixing unit of proportioner of manual gun station

人工噴涂一般使用 SATA的噴槍。手工槍帽安裝不正確，或者槍帽長時(shí)間使用后不清洗，會造成槍帽出漆孔堵塞，霧化效果不好，在使用過程中直接產(chǎn)生漆點(diǎn)。另外，人工噴槍長時(shí)間使用后內(nèi)部槍針會磨損，流量不準(zhǔn)，漆霧霧化效果也不好，同樣會形成漆點(diǎn)。噴漆工人定期對人工噴槍進(jìn)行保養(yǎng)可以杜絕此類問題發(fā)生。

2 車身外表面清漆噴涂

機(jī)器人噴涂清漆漆點(diǎn)問題多發(fā)生于外板，而且修復(fù)起來存在諸多困難。發(fā)生問題的部位主要是旋杯頭、霧化器和混合單元，當(dāng)這3個(gè)部位存在殘漆或機(jī)器人噴涂參數(shù)設(shè)定不合理時(shí)，就會出現(xiàn)漆點(diǎn)問題。

2.1 霧化器

外板清漆噴涂機(jī)器人的霧化器采用內(nèi)加電設(shè)計(jì)，清漆在噴出的瞬間帶電，靠靜電吸附到車身上。清漆外板噴涂機(jī)器人每5車進(jìn)一次馬桶，清洗整形環(huán)和旋杯外表面，減少整形環(huán)和旋杯外表面的積漆。整形環(huán)通過內(nèi)外兩個(gè)出氣環(huán)組合來控制扇形，噴涂過程中油漆的反彈和噴涂過程中漆霧的飄落會造成孔堵塞，不能有效形成扇形，于是造成漆點(diǎn)，所以需要馬桶清洗機(jī)來清洗整形出氣孔。旋杯頭的轂(見圖 6)也要定期保養(yǎng)及更換，因?yàn)檫@是清漆經(jīng)過霧化器到達(dá)車身的最后部位，長期生產(chǎn)后容易出現(xiàn)油漆絮凝，其內(nèi)部容易積漆。

圖6 旋杯頭的轂Figure 6 Cup hub

機(jī)器人的ACU(空氣調(diào)整單元)是一個(gè)高靈敏度、高精度的備件，長時(shí)間生產(chǎn)容易發(fā)生偏差，扇形不準(zhǔn)確，需要每3個(gè)月進(jìn)行一次空氣補(bǔ)償值校準(zhǔn)，這樣才能保證扇形的準(zhǔn)確性，減少清漆漆點(diǎn)問題的發(fā)生。

至于混合單元的保養(yǎng)，詳見1.2節(jié)。

2.2 機(jī)器人噴涂參數(shù)設(shè)定不合理

在清漆外板噴涂程序編制的過程中，軌跡間距為100 mm，TCP(工具中心點(diǎn))到車身距離為200 ~ 250 mm，程序覆蓋率為 75%。車身外表面噴涂一般都是一遍成膜，設(shè)定的旋杯轉(zhuǎn)速較高，機(jī)器人吐出量較大，成型空氣數(shù)值較小，形成的扇面噴幅大，因此油漆反彈很大，容易飛濺到霧化器上而形成漆點(diǎn)。通過噴涂參數(shù)的合理設(shè)置，形成綿柔的扇形效果，滿足基本重疊率需求，是保證漆霧穩(wěn)定抱團(tuán)、縱向均勻分布的有效措施。

3 結(jié)語

漆點(diǎn)缺陷是清漆生產(chǎn)過程中常見的問題之一，關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，除上述原因之外，還有其他因素，每個(gè)現(xiàn)場的設(shè)備、環(huán)境、人員也不盡相同。所以，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)條件，逐一進(jìn)行排查才能確定問題真因。