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聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题,中国机械网,okmao.com
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聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题
2019年07月10日    阅读量:168    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿


汽车在行驶过程中,底板、轮罩和车身门槛等部位容易被飞溅的石子击伤,造成漆膜脱落,使裸露的钢板很快生锈,从而缩短汽车的使用寿命。为此,通常在底板和轮罩表面喷涂抗石击PVC底涂层防止上述问题的发生,但PVC底涂层表面粗糙,不适合用于对外观质量要求较高的车身门槛部位。为了同时满足抗石击性能和表面装饰性的要求,采用了在轿车门边及门槛部位喷涂聚氨酯抗石击汽车防护涂料的工艺中国机械网okmao.com



1 聚氨酯涂料的主要成分

聚氨酯汽车裙边涂料是一种以带有封闭基团的聚氨酯树脂为主体,并添加了各种填料、颜料、助剂和有溶剂的抗石击防护材料。



2 聚氨酯涂膜的性能

聚氨酯涂料形成的涂膜具有良好的抗石击性、耐腐蚀性、耐化学药品性和耐磨性等特点,且涂膜表面平整、光滑,能够满足车身门槛等部位漆膜对表面美观和抗石击的双重要求。



3 聚氨酯涂料的施工条件

聚氨酯涂料的施工条件见表1。


聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题 中国机械网,okmao.com


4 聚氨酯喷涂设备

一般采用两台机器人分别同时对车身左、右两侧的门槛部位进行聚氨酯涂料的自动喷涂,以保证涂装质量的稳定性。我公司采用的聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂设备主要包括涂料自动供应系统、工件输送系统、机器人自动喷涂系统和喷涂室送/排风系统。



4.1 涂料自动供应系统

聚氨酯涂料的供应采用高压方式供料,由气动加压泵直接将聚氨酯涂料输送到机器人枪站,采用GRACO公司K20:1(即压缩比为20:1)的加压泵。聚氨酯涂料供应系统管路原理图见图1。


聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题 中国机械网,okmao.com


聚氨酯涂料供应系统采用冷水循环方式控制涂料的温度。该涂料供应系统与机器人手臂上装有的自动喷枪和阀门组件联锁,当喷涂量超出理论值范围时,涂料供应控制系统会显示错误信息。聚氨酯涂料供应系统的循环管路采用了焊接高压无缝钢管,以满足高压操作要求。供应室内的输料系统采用电子控制盘自动控制涂料的供应量。



4.2 车身输送系统

车身输送系统采用机械辊床输送机连续输送车身。在喷涂室体入口处的输送辊床上配备有读写装置,能够识别车型信息(包括车型代码、车身序列号和车身颜色等信息)并由传感器传递给机器人自动喷涂的控制系统,以选择不同的程序对多种车型进行自动喷涂。在喷涂室体内的输送辊床上安装的旋转变压器与机器人程序中的Conv_teck技术包联锁,两者相结合可以计算出相应辊床的运动速度及被跟踪车身在喷涂室内所处的位置,这样就可以在车身与机器人均匀运动的情况下对车身门槛等部位进行聚氨酯的喷涂,以获得均匀的涂膜。


4.3 机器人自动喷涂系统

我公司喷涂聚氨酯防护涂料的生产线采用两台德国KUKA公司的KUKA KR16型机器人。喷枪装在机器人机械手的前端,由程序自动控制机械手的行走路径和涂料的喷涂状态,机器人的自动喷涂功能通过其机械部分和电控部分来实现。



4.3.1 机器人的机械部分

该机器人的机械部分是1个能实现6个自由度的机械手,其6个旋转轴如图2所示,旋转轴的旋转角度和角速度见表2。


聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题 中国机械网,okmao.com


4.3.2 机器人的电控部分

喷涂机器人的电控部分主要由工业计算机、机器人轴电机驱动模组、外部电源和外部数据线组成,且大部分都装在机器人控制柜(见图3)中。

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工业计算机的硬件组成如下。

( 1 ) 标准的P C 硬件已包括奔腾处理器、≥32MB的内存(RAM)、≥850MB的硬盘驱动器(HD)、3.5寸软盘驱动器(FD)和光盘驱动器(CD-ROM)。

(2)KUKA机器人控制面板(KCP)(见图4)是人机对话的输入/输出单元,可以通过KCP控制机器人的动作、更改机器人动作的程序。


聚氨酯抗石击防护涂料的喷涂工艺及设备,对有一定装饰性要求的轿车门槛等部位喷涂聚氨酯抗石击防护涂料,可以防止这些部位出现因在汽车行驶过程中被飞溅的石子击伤而导致的早期锈蚀问题 中国机械网,okmao.com


( 3 ) 图像卡和液晶显示屏K U K A 图像卡(K-VGA)、KCP的液晶显示屏(640×480分辨率、256种颜色)安装在机器人的控制面板上。

(4)多功能卡(MFC)已包括机器人自动喷涂系统和用户的输入/输出端、CAN Bus总线接口以及以太网控制器,同时MFC也是KCP和PC之间的接口。

(5)数字式伺服电子电路板(DSEAT)已插在MFC上,自带1个数字信号处理器(DSP),DSEAT负责最多8个轴的数字调节并且控制一个带相电流设定值和参数数据的伺服驱动模块。

 


4.3.3 机器人自动喷涂过程

在机器人自动喷涂过程中,通过车身输送系统的读写装置识别车型信息并传给机器人自动喷涂控制系统,据此选择相应的喷涂程序。当车身行进到相应位置时,传感器和旋转变压器将车身的位置和速度等信息传给机器人自动喷涂控制系统,控制系统运行Conv_tech程序对车身位置进行跟踪。当车身到达下一个相应位置时,根据相应的机器人自动控制程序,控制系统给机器人伺服驱动模块相应的数字驱动信号,机器人被驱动开始动作,同时喷枪也根据相应程序开始自动喷涂;喷涂完成后,机器人的机械手回到原始位置,完成喷涂的车身被送出工作室,新车身进入,开始下一个循环。



4.4 喷涂室送/排风系统

喷涂室设有送/排风系统,以排除喷涂时挥发的有毒气体,尽量使喷涂室内的有害气体不外溢到车间内。聚氨酯喷涂工作室室内的供风管布置在室体内的顶部两侧,出风口采用可调节风量和风向的风口,要求出风口的风向吹向工件两侧,调节风向后能锁牢,风口调节的的结构形式应便于操作工操作,供风来自于空调设备;排风口设在喷涂室体下面,排风口上设有可调节风量的多层除胶滤板,排风管道在室体的右前侧,排风管出口安装有镀锌防护网将排风由排风机直接排到厂房外,风机底部安装有减振器,风机进/出口处设有软连接,以降低振动对相关设备的影响。喷涂室的风速为0.1 m/s,送风量为55 440 m3/h,排风量为55 440 m3/h。



5 聚氨酯喷涂工艺中的常见问题及防治措施

5.1 针孔、气孔

(1)产生原因

a.烘干炉升温区的温度高或升温速度过快,漆膜表层先固化,导致漆膜内部的溶剂挥发不出去,随着烘干的继续,漆膜内部的溶剂受热气化、膨胀,冲破表层漆膜从而产生针孔、气孔。

b.聚氨酯涂料的粘度过大,涂料的流平性变差,喷涂后漆膜表干较快,阻碍漆膜内部溶剂挥发进而产生针孔。

c.喷房湿度低,溶剂挥发较快,使聚氨酯漆膜表干快,烘干后产生针孔、气孔。

d.如果聚氨酯涂料中混入油污等杂质或车身门槛表面有污物时,因聚氨酯涂料与杂质的表面张力不同也会导致针孔的产生。

(2)防治措施

a.通过随行测温仪对车身门槛位置的升温速度进行检测,控制烘干炉升温区在合适的温度并减缓升温速度,以便聚氨酯漆膜内的溶剂充分挥发。

b.聚氨酯涂料搅拌罐应封闭良好,同时还要注意将聚氨酯涂料保存在阴冷的环境中并及时使用,以免因溶剂挥发而导致涂料粘度变大。

c.通过调整空调送风的湿度来调整喷房内的湿度,减缓溶剂挥发速度。

d.在聚氨酯换料、供料时,避免将杂质混入供料罐中,同时要确保车身喷涂区的洁净度。



5.2 流挂

(1)产生原因

a.涂膜过厚。当喷枪距离喷涂面太近、喷枪移动速度相对较慢时,会导致涂膜过厚,涂料因自身重力而产生流挂。

b.聚氨酯涂料粘度过低。聚氨酯涂料因受重力容易在被涂面流动,从而产生流挂。

(2)防治措施

a.设定合适的喷涂距离和相对移动速度。

b.控制聚氨酯涂料的粘度在3.5~3.9 Pa·s之间,因聚氨酯涂料的施工粘度低于3.5 Pa·s容易产生流挂。



5.3 漆膜边缘发虚

(1)原因

a.喷房温度太低,聚氨酯涂料的粘度变大、喷枪的喷幅较小,使安放于车身下部的挡板和遮蔽纸部分区域失去遮挡喷涂缺陷的作用,导致漆膜边缘出现发虚缺陷,显现在聚氨酯涂膜边缘。

b.喷涂压力太低、喷枪的喷幅较小,同样会导致聚氨酯涂膜边缘发虚。

(2)防治措施

增大喷涂压力,调整喷枪喷幅,确保挡板和遮蔽纸能遮挡缺陷。



5.4 涂膜边缘有较多颗粒

(1)原因

a.喷涂压力过大,导致涂料容易飞溅,所形成的干漆雾在涂膜边缘呈现颗粒状态,使打磨工作量增加,同时也影响该部位中涂层涂膜的表面状态。

b.喷房温度过高,导致涂料粘度太低、溶剂挥发过快,喷涂后也会使干漆雾在涂膜边缘形成颗粒。

(2)防治措施

a.调整喷涂压力。

b.通过循环水换热系统保证涂料有合适的温度和粘度。


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