噴涂機器人混色問(wèn)題分析及解決

摘要：主要介紹了噴涂機器人發(fā)生混色對車(chē)身色差的影響，并根據工作經(jīng)驗，結合工廠(chǎng)實(shí)例分析了混色產(chǎn)生原因，針對各種混色問(wèn)題制定相應解決措施，避免后續混色發(fā)生。

0   引言

隨著(zhù)涂料開(kāi)發(fā)和噴涂技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)噴涂的顏色種類(lèi)越來(lái)越多。同時(shí)為滿(mǎn)足人們對于轎車(chē)外觀(guān)的需求，各種高鮮艷性、高金屬粉、高閃爍的顏色投入生產(chǎn)，噴涂工藝出現多樣化，與之相配套的中涂、罩光漆種類(lèi)越來(lái)越多。噴涂機器人換色頻次越來(lái)越高，噴涂過(guò)程中出現的混色問(wèn)題也日益突出，嚴重影響涂裝車(chē)間的一次交檢合格率，增加返修成本及工時(shí)。

1   混色定義

混色一般指噴涂機器人在噴涂當前顏色的車(chē)身時(shí)夾帶有別的顏色涂料一同噴涂在車(chē)身表面，導致車(chē)身表面顏色發(fā)生變化，產(chǎn)生色差，影響目視感官效果及車(chē)身與保險杠等外協(xié)件的匹配效果。

2   混色對車(chē)身色差的影響

混色多發(fā)生在噴涂機器人的起槍位置，其嚴重程度與所噴涂的當前顏色種類(lèi)、混入的顏色種類(lèi)及所發(fā)生的涂層等有很大關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，不同色系的油漆涂料噴涂混色后，目視明顯；同色系或顏色相近的油漆涂料噴涂混色目視不易發(fā)現，需要借助儀器測量或采用和標準板對比來(lái)判定是否混色。

混色一般發(fā)生在色漆層，但隨著(zhù)噴涂工藝的變更，中涂、清漆也會(huì )發(fā)生混色，混色發(fā)生的涂層不同，對車(chē)身色差的影響亦不相同。

2.1 中涂層混色

中涂層介于電泳層和色漆層中間，若中涂層發(fā)生混色，對高遮蓋力涂料影響不大，但對低遮蓋力的涂料有較大影響，如白顏色。

白色采用淺灰中涂，若在淺灰中涂噴涂過(guò)程中混入深灰中涂，對混色部位不作處理，直接噴涂白色后，由于白色遮蓋力差，不能達到完全遮蓋，混入的深灰中涂就會(huì )影響白色色差，如表1所示，其色差L、b值向負向有較大波動(dòng)。

表1 中涂混色對白色色差影響

2.2 色漆層混色

色漆種類(lèi)繁多，機器人換色頻率高，噴涂過(guò)程中易受機器人換色單元、清洗單元、供氣單元的影響而發(fā)生混色。色漆層混色后車(chē)身色差波動(dòng)較大，對比標準板，目視會(huì )有差異。

不同的油漆涂料對于同一顏色混色容差程度不同。如白色和灰色，同樣混入紅色后，通過(guò)表2和表3中數據對比，白色色差波動(dòng)遠遠大于灰顏色。白色對于混色容差程度最小，其色差最為敏感，易受其它顏色影響。

同一顏色混入不同的油漆，對車(chē)身的色差影響亦不同，如表3所示，白色混入紅色和藍色后，其色差變化方向完全相反，且混入紅色系涂料對白色的影響程度更大，目視更加明顯。

表2 色漆混色對白色色差影響

表3 灰色混紅色后車(chē)身色差

2.3 清漆層混色

大多數涂裝生產(chǎn)線(xiàn)僅有一種清漆，清漆層不存在混色現象。但若存在某種特殊顏色，噴涂工藝與傳統工藝不同，清漆會(huì )采用帶有顏色的清漆，這樣清漆層也會(huì )存在混色風(fēng)險。

如某轎車(chē)廠(chǎng)的紅色，其清漆就采用透明紅清漆。紅清漆的引入增加了混色幾率，透明清漆和紅清漆若發(fā)生混色，彼此會(huì )對各自車(chē)身產(chǎn)生影響。如表4所示，白色在噴涂罩光時(shí)混入紅清漆，其色差數值會(huì )超出控制范圍，目視不可接受。

表4 清漆混色對白色色差影響

3   混色產(chǎn)生原因

混色是由于噴涂機器人在噴涂當前顏色時(shí)，其噴出的涂料里含有其它顏色的涂料，造成噴涂部位色彩發(fā)生變化所致?；焐喟l(fā)生在噴涂機器人換色后起槍部位。當所噴涂顏色及清洗材料選定、生產(chǎn)線(xiàn)節拍固定后，車(chē)身混色主要是由設備故障和清洗程序設置不合理導致。

3.1設備故障引發(fā)混色

噴涂機器人在噴涂涂料時(shí)，涉及到的機器人部件繁多，若噴涂過(guò)程中，噴涂機器人的換色單元、清洗單元、供氣單元中任一部件發(fā)生故障，均有可能引起噴涂異常，造成混色。由噴涂設備故障引發(fā)的混色發(fā)生頻次最高。

4.1.1 換色單元故障引發(fā)混色

噴涂機器人換色單元主要由換色塊模組、齒輪泵、霧化器等組件構成。每一個(gè)換色塊可轉換2種顏色。機器人噴涂時(shí)，相應顏色塊的微閥打開(kāi)，涂料進(jìn)入換色塊公共腔，經(jīng)齒輪泵進(jìn)入霧化器，霧化后噴涂在車(chē)身表面成膜。顏色種類(lèi)越多，所需換色塊數量越多，任一換色塊或者微閥損壞，均會(huì )導致其它顏色噴涂時(shí)發(fā)生混色。

換色單元故障引發(fā)的混色主要是由于其換色塊上控制涂料供應的微閥關(guān)閉不嚴、閥體密封圈損壞、閥頭磨損或換色塊本體損壞導致其它顏色涂料滲漏進(jìn)入公共腔內，隨當前涂料一塊噴涂在車(chē)身上所致。換色單元故障一般導致該機器人的整個(gè)噴涂區域發(fā)生混色，嚴重者，滲漏的涂料可經(jīng)換色系統循環(huán)到輸漆系統內，造成不同系統間串色，車(chē)身在噴涂時(shí)導致整車(chē)混色。

3.1.2 清洗單元故障引發(fā)混色

機器人在噴涂完當前涂料后，要對管路及霧化器等進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程中涉及到的組件構成了噴涂機器人清洗單元。清洗單元主要由管路清洗單元、霧化器清洗單元、排放管路清洗單元、壓縮空氣吹掃單元組成。其涉及的微閥眾多，, 若TRIG SR1、TRIG AR1、TRIG IB、TRIG EB、TRIG P1、TRIG DUMP、BYP1等其中某個(gè)或某幾個(gè)微閥損壞，導致清洗不凈，在噴涂下一臺車(chē)身時(shí)，容易在機器人起槍位置發(fā)生混色。

如某汽車(chē)廠(chǎng)在噴涂白色顏色時(shí)，發(fā)現有5臺車(chē)身右前翼子板色差超差，其它部位色差合格。其中3臺L、a、b值負向超差，目視發(fā)藍，其前車(chē)為藍色車(chē)身；另外2臺L、b值負向超差a值正向超差，其前車(chē)為紫色車(chē)身。初步判斷為噴涂該部位的4#機器人故障，導致混色。此次混色與前車(chē)顏色有關(guān)，判定可能是清洗單元內某微閥故障所致。經(jīng)檢查發(fā)現，4#機器人油漆排放微閥TRIG DUMP泄漏，如圖3所示，在機器人清洗完畢后，排放管路內殘留的涂料回流進(jìn)入霧化器，在噴涂白色時(shí)，與白色涂料一塊噴出導致。更換排放微閥后，混色現象消失。

3.1.3供氣單元故障引發(fā)混色

噴涂機器人換色單元、清洗單元的正常工作離不開(kāi)壓縮空氣，壓縮空氣可以為微閥提供動(dòng)力。當需要某一微閥或某幾個(gè)微閥開(kāi)啟時(shí)，機器人通過(guò)遠程IO模塊將電信號傳遞給氣控柜內的兩位三通閥，壓縮空氣從氣源經(jīng)兩位三通閥作用到需要開(kāi)啟的微閥，將微閥打開(kāi)。

若機器人供氣單元內兩位三通閥故障，壓縮空氣供應就會(huì )出現異常，導致微閥的開(kāi)啟、閉合異常，無(wú)論是換色單元的微閥故障，還是清洗單元的微閥故障，均會(huì )導致車(chē)身混色。此外若壓縮空氣氣源壓力不足也會(huì )導致微閥開(kāi)啟、閉合異常，造成混色。

3.2 程序設置不合理引發(fā)混色

噴涂機器人在噴涂完當前車(chē)身后，要對管路、齒輪泵、霧化器、排放管路等進(jìn)行清洗、吹掃，若在清洗、吹掃過(guò)程中，機器人執行的清洗程序中設置的微閥開(kāi)啟錯誤、開(kāi)啟順序不當、清洗時(shí)間設置過(guò)短、吹掃時(shí)間過(guò)短或換色時(shí)某一段管路未進(jìn)行清洗等均會(huì )導致清洗不凈，管路內殘留上一臺車(chē)身涂料，在噴涂下一臺車(chē)身時(shí)極易發(fā)生混色。

如某汽車(chē)廠(chǎng)在漆膜檢查工位發(fā)現白色車(chē)身前蓋混色，目視明顯。當前車(chē)顏色為紫色、棕色、紅色時(shí)，白色車(chē)身前蓋混前車(chē)顏色，初步判定為13#機器人換色清洗不凈導致，更換跟清洗相關(guān)的微閥后，混色仍然存在，暫時(shí)采取手工補噴應對。后續發(fā)現，當前車(chē)顏色為藍色、橙色等深顏色時(shí)未發(fā)生混色。查看各顏色對應的電磁閥，發(fā)現紫色、棕色、紅色等在1#換色模組上，藍色、橙色、白色在2#換色模組上。檢查清洗程序發(fā)現，當噴涂完1#換色模組的顏色時(shí)，打開(kāi)的是2#換色組的溶劑閥，對2#換色組進(jìn)行清洗，1#換色組未進(jìn)行清洗，導致管路內殘留油漆涂料。當白色車(chē)身跟在1#換色組上的顏色后面時(shí)，前蓋就會(huì )發(fā)生混色，通過(guò)更改清洗程序，混色消除。

4   車(chē)身混色問(wèn)題解決

車(chē)身混色，首先根據顏色目視狀態(tài)、色差數據變化、前車(chē)顏色等信息判斷車(chē)身在哪一涂層混色，在根據混色部位判斷哪個(gè)機器人導致的混色。首先排查是否設備故障導致，因為清洗程序是設定好的，一般不會(huì )發(fā)生變化，且所有噴涂機器人一般使用相同的清洗程序，清洗程序錯誤引發(fā)的混色概率較低。根據發(fā)生混色的顏色種類(lèi)、混入的涂料種類(lèi)、生產(chǎn)排序等信息推斷機器人換色單元、清洗單元、供氣單元哪部分故障，更換相應微閥、單向閥、兩位三通閥等。確認設備無(wú)故障后，在排查清洗程序是否存在問(wèn)題，這樣能夠比較快速解決混色問(wèn)題。

在日常生產(chǎn)維護中要積累不同混色情況下，各種顏色的色差波動(dòng)趨勢，方便后續快速查找混色原因并解決混色問(wèn)題，后續可通過(guò)設備點(diǎn)檢、清洗程序優(yōu)化等來(lái)防止混色的發(fā)生。

4.1 設備定期點(diǎn)檢

定期對噴涂機器人清洗單元、換色單元、供氣單元等進(jìn)行點(diǎn)檢可預防混色發(fā)生。清洗、換色單元點(diǎn)檢主要是針對相關(guān)的微閥、單向閥等進(jìn)行檢查。微閥開(kāi)啟、關(guān)閉是否異?？赏ㄟ^(guò)微閥上頂針開(kāi)啟高度來(lái)判斷。判斷微閥是否磨損，就需要定期將微閥卸下，查看閥頭及密封圈是否損壞，對有磨損的微閥進(jìn)行更換。供氣系統的點(diǎn)檢需要定期對氣路上的各壓力表等進(jìn)行定期點(diǎn)檢。

4.2 清洗程序優(yōu)化

機器人換色后一定要對所使用的換色模組公共腔、齒輪泵、公共油漆管路、排放管路、霧化器等進(jìn)行清洗。在清洗過(guò)程中一定要形成通路，避免某一微閥未打開(kāi)，造成管路清洗不全或管路憋壓，在噴涂下一臺車(chē)身時(shí)發(fā)生混色。為保證清洗效果，清洗時(shí)間設定不易過(guò)短，清洗過(guò)程可設置清洗和吹掃交替進(jìn)行，清洗完畢后一定要用壓縮空氣吹掃干凈，避免管路內涂料殘留。

4.3 其它預防措施

車(chē)身發(fā)生混色還受清洗材料選用、噴涂涂料種類(lèi)、生產(chǎn)節拍、生產(chǎn)排產(chǎn)等影響。選用清洗效果好的清洗溶劑、日常生產(chǎn)中按顏色進(jìn)行排產(chǎn)、生產(chǎn)節拍內選用合適的清洗吹掃時(shí)間可有效避免混色。此外，在車(chē)身仿形編制中可增加預噴涂，讓機器人噴涂的第一槍噴涂在車(chē)身外，這就相當于變相增加了當前顏色的填充，使管路內殘留涂料充分排出，此種方法在生產(chǎn)節拍限制，無(wú)法增加清洗、填充時(shí)間的情況下非常有效。

5   結語(yǔ)

隨著(zhù)鮮艷多彩的顏色用于汽車(chē)涂裝，混色發(fā)生的幾率增加?；焐l(fā)生的原因多種多樣，要根據實(shí)際發(fā)生情況推斷混色原因。平時(shí)應加強設備點(diǎn)檢、不斷的對清洗程序進(jìn)行優(yōu)化，另外還可以在噴涂前進(jìn)行顏色編組、選用好的清洗材料等措施來(lái)避免混色發(fā)生。