张兴亮
天津大气社涂装系统有限公司 天津 301600
摘要：通过对常见机器人喷幅类型的研究，了解不同类型喷幅的工作特性，分析喷幅状态的影响因素，来制定应对常见问题的解决措施和控制方案，实现对机器人喷涂质量的稳定控制。在喷幅可靠性的预防性检测方面，探索可能的检测方法，通过对喷幅进行提前模拟测试，确保喷幅的可靠，实现喷涂状态的稳定。
关键词：喷幅；机器人；涂装；影响；控制；方法
1前言
喷幅，通常被理解为喷枪喷出的雾化形状的大小，是影响喷涂质量的关键因素之一。对于机器人喷涂工艺而言，喷涂设备并不仅仅局限于空气喷枪，还包含旋转喷杯喷涂等先进的自动喷涂技术，与之对应的，这些喷涂方式也需要相应的喷幅来实现需要的喷涂效果。本文重点对当下汽车涂装行业比较常见的机器人喷幅的类型、影响因素、常见问题解决以及检测方法进行了分析和探究。
2常见的喷幅类型
2.1扇形喷幅
扇形喷幅是最常见的空气喷枪喷幅，宽度通常在20～30cm。扇形喷幅的实现大致可以分为两个部分：一是通过来自空气帽中心雾化孔的空气柱与涂料流互相配合产生涂料的第一级雾化；二是通过来自空气帽侧面的扇面控制孔的气流形成扇形图形。没有这些扇面控制孔的空气流，雾化的气流将是圆形而不是椭圆形。
2.2环形喷幅
环形喷幅是用于旋转喷杯喷涂的一种喷幅，喷幅的形状为规则的圆形，直径通常在10～40cm，主要取决于所应用喷杯的杯面直径和成型空气环的形状。喷杯的直径一般在40～70mm，在实际应用中，喷杯直径和空气环型号确定后，喷幅的调整主要通过成型空气的参数设置来实现。
目前比较常见的环形喷幅有两种：一种是传统的单环喷幅，一般采用直径60～70mm的喷杯来实现涂料的雾化，主要用于车身外表面喷涂。另一种是近些年开始普遍应用的双环喷幅，一般采用50mm左右较小的喷杯，主要用于车身内腔区域的喷涂。其主要的优点是具有双道成型空气独立控制，可以更好地应对车身内腔的一些形状复杂表面的喷涂，确保每一个必要的细节部位都有充分的涂料附着，保障喷涂质量。
3影响喷幅的因素分析
3.1空气供应稳定性的影响
不管是扇形喷幅还是环形喷幅，都是通过空气控制实现的。在具体的应用环节，供应空气的压力一般都能通过厂区内专门的大型空压站得到比较稳定的保障。对于喷幅影响较大的，是空气流量的持续动态控制。目前常见的流量控制手段是借助一种具有集成式电子装置和比例电磁铁的电控气动压力调节阀，通过特定的总线控制方式，接收机器人指令，并将实际值反馈给机器人，从而实现实时、动态控制。该装置可以将电信号要求值转换为气动压力，借助于内部传感器对喷涂参数“空气量”进行调节。
3.2空气参数的影响
（1）雾化空气和扇形空气的设置
雾化空气和扇形空气在空气喷枪喷涂中，是两个相互配合的控制参数，分别实现涂料的雾化和喷涂形状。在一定范围内，雾化空气流量越大，雾化效果越好；扇形空气流量越大，扇面宽度越宽。在实际应用中，空气喷枪通常采用额定调节能力为500NL/min的空气流量控制器，对应的空气流量设置区间一般为50～500NL/min。
（2）成型空气的设置
在实际应用中，采用旋转喷杯喷头的场合通常采用额定调节能力为1000NL/min的空气流量控制器，对应的空气流量设置区间一般为100~600NL/min。
单道成型空气参数的设置比较简单，在应用过程中多用于外表面喷涂，一般不需要做频繁的调整，相关的质量缺陷也比较少，主要根据喷涂过程中的一些局部的质量问题或优化需求进行适当的调整。
双道成型空气参数的控制使用了两个独立的额定调节能力为1000NL/min的空气流量控制器，保证两道空气能够相互独立地进行调节，实现两道独立的成型空气喷幅。这样两道喷幅相互配合，可以根据车身内腔不同部位的细节结构进行动态调整和快速切换使用。
（3）涂料材料的影响
涂料材料本身的特性虽然不是影响喷幅的主要因素，而且往往可以通过调整空气等参数进行优化，但是涂料黏度的变化也会对喷幅产生一定的影响，特别是在底漆喷涂中黏度大的涂料对扇形空气的要求就会更高，如果扇形孔的大小和喷嘴的口径一定，黏度过高的涂料的成型效果会变差。
（4）喷涂部件磨损、脏污的影响
在实际操作中，在相对稳定的硬件设施和作业环境下，喷涂设备中易损部件的磨损是时常发生的，如喷嘴、针阀、空气帽等的磨损，这对喷幅的影响也比较明显。比较常见的做法是对这些易损部件进行预防性地定期检查和更换，保证喷涂的可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，喷涂部件的磨损，不仅会对喷涂效果造成负面的影响，还会加剧设备使用过程中的脏污，甚至造成喷涂部件表面的脏点缺陷等，所以确保使用的喷涂部件的功能和结构完好是保证喷涂质量的前提条件。
4喷幅异常问题的解决措施
4.1扇形空气喷幅的缺陷解决
4.1.1锥形缺陷：
（1）主要原因
①空气帽脏污、堵塞；②喷嘴脏污、部分堵塞。
（2）解决措施
①检查空气帽和喷嘴；②清洗或更换部件。
4.1.2镰刀形缺陷：
（1）主要原因
①空气帽脏污、堵塞；②喷嘴脏污、部分堵塞。
（2）解决措施
①检查空气帽和喷嘴；②清洗或更换部件。
4.1.3中间小，两头大：
（1）主要原因
①雾化空气偏大；②涂料流量偏低；③涂料黏度偏低。
（2）解决措施
①减小雾化空气；②提高涂料流量；③提高涂料黏度。
4.1.4中间大，两头小
（1）主要原因
①雾化空气偏小；②涂料流量偏高；③涂料黏度偏高。
（2）解决措施
①加大雾化空气；②降低涂料流量；③降低涂料黏度。
从上述分析可以发现，空气帽和喷嘴的脏污影响喷幅的情况非常普遍，而且是随着喷涂过程在不断变化的一个因素，所以对空气帽进行充分的清洁非常有必要。定期将空气帽从喷枪上拆下进行彻底清洁，也是保证空气帽正常功能的主要措施之一。使用专用清洗溶剂、软毛刷和专用通针对气帽表面进行清洁，对堵塞脏污的气孔进行疏通。如果脏污较严重，可以将气帽放在溶剂中浸泡一段时间，再进行清洁。
4.2环形空气喷幅的缺陷解决
环形空气喷幅在应用过程中的问题相对简单，主要是在空气环气孔磨损、堵塞时会导致环状喷幅不规则、空气量分布不均匀的情况，进而造成喷涂面局部少漆、流挂、气泡、漆点等质量缺陷。另外，环形空气喷涂的雾化主要依靠高速旋转的喷杯来实现，所以喷杯状态的好坏也会对雾化效果产生影响。
4.2.1局部少漆、流挂
（1）主要原因
①空气环脏污、堵塞；②喷嘴脏污、磨损。
（2）解决措施
①检查空气环和喷嘴；②清洗或更换部件。
4.2.2漆点
（1）主要原因
①空气环脏污、堵塞；②喷嘴脏污、磨损；③喷嘴边缘磨损；④喷杯分配盘脏污、堵塞。
（2）解决措施
①检查空气环和喷嘴；②清洗或更换部件；③更换喷杯；④清洗或更换分配盘
4.2.3边缘气泡
（1）主要原因
①喷杯脏污、堵塞；②喷嘴脏污、磨损；③边缘区域轨迹不合理。
（2）解决措施
①检查空气环和喷嘴；②清洗或更换部件；③优化喷涂轨迹，提高轨迹施工窗口。
5结束语
本文列举分析了常见喷幅类型、常见问题解决方法，旨在对生产过程中遇到的实际问题进行分析，制定解决方案，给现场提供操作指导。同时，也希望在喷漆机器人喷幅控制相关的探讨和交流方面，抛砖引玉，得到同行专家们更多的专业指导和信息分享。
参考文献：
[1]高洪宾.车塑料件涂装工艺探讨[J].现代涂料与涂装，2015（10）
[2]赖毅.浅谈汽车涂装面漆喷漆工离线操作培训[J].装备制造技术，2011（11）
[3]孙海豹.涂装机器人应用介绍[J].汽车实用技术，2016（09）
论文作者:张兴亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/29
标签：空气论文; 脏污论文; 喷嘴论文; 涂料论文; 扇形论文; 部件论文; 黏度论文; 《防护工程》2018年第13期论文;