隨著客車產(chǎn)品批量的增加及人們對環(huán)保意識的不斷增強，涂裝生產(chǎn)線工作環(huán)境差、勞動強度大的工序?qū)⒅鸩矫媾R用工緊張、成本居高的雙重困難境地，因此其作業(yè)方式被自動化技術(shù)所取代成為時代發(fā)展的必然選擇。繼整車電泳漆技術(shù)在客車涂裝中的風靡，在乘用車領(lǐng)域應用日漸成熟的機器人噴涂技術(shù)也開始在客車涂裝領(lǐng)域嶄露頭角，并有大顯身手之勢。例如行業(yè)先鋒宇通客車，早已與德國杜爾(Dürr)公司合作，率先在中涂、面漆及二遍清漆中成功采用機器人噴涂，開創(chuàng)了客車涂裝新紀元；籌備建設(shè)之中的亞星新能源客車生產(chǎn)基地中涂噴漆室也完全按照機器人噴涂進行設(shè)置與規(guī)劃，目前機器人項目已確定與國際知名公司發(fā)那科(fanuc)合作，其設(shè)備正在做安裝前的加工與組裝。機器人噴涂的主要優(yōu)勢涂裝機器人能模仿人的手、手腕和手臂完成復雜動作，并且具備行走功能，其運行軌跡程序通過在線或離線示教功能進行編制，不同車型運行軌跡及油漆品種/顏色的切換可通過車體識別系統(tǒng)自動完成或通過操作機器人控制軟件手動完成，非常方便迅速，涂膜厚度可通過調(diào)整油漆施工固含、噴涂流量、噴槍速度、扇面搭接、噴幅大小等進行控制。
采用涂裝機器人噴涂的主要優(yōu)勢如下：
(1)替代人工在高污染環(huán)境操作，解放勞動力，改善用工條件，且至少提高效率1倍，節(jié)拍時間可壓縮至20min以內(nèi)。
(2)由于采用超高速旋杯靜電噴涂，油漆利用率超過75%，較空氣噴涂提高近1倍，不僅大幅節(jié)約涂裝材料成本，還減少了環(huán)境污染及污水處理、廢氣排放、漆渣處理、濾棉更換等治污綜合費用。
(3)涂裝機器人噴涂工藝所配備的集中輸調(diào)漆系統(tǒng)對涂料輸送提供恒溫控制，同時對油漆黏度(稀釋比)進行自動化調(diào)控，確保油漆霧化效果及涂膜流平性。
(4)噴幅大小可根據(jù)不同部位的需求進行適時調(diào)節(jié)，有效減少“空噴”現(xiàn)象，槍距及槍速、扇面重疊能做到均衡控制，從而確保涂膜厚度的均一性。
(5)由于采用機器人噴涂受人為不穩(wěn)定因素的影響制約較小，可有效避免手工機器人噴涂技術(shù)。
在客車涂裝中的應用
繼整車電泳漆技術(shù)在客車涂裝中的風靡，在乘用車領(lǐng)域應用日漸成熟的機器人噴涂技術(shù)也開始在客車涂裝領(lǐng)域嶄露頭角，并有大顯身手之勢。
噴涂常出現(xiàn)的涂膜厚薄不一、漏底、流掛、“桔皮”等問題，可大幅提升涂裝質(zhì)量。
噴漆室的基本設(shè)置
(1)需設(shè)置人工補噴室、機器手操作室及流平室，一般為三連體設(shè)置，中間隔離采用快速升降門。補噴室主要完成對磨穿至基材的部位補噴免磨耐蝕底漆，以及機器人所無法觸及的門體周邊及內(nèi)里子等部位提前進行預噴；設(shè)置流平室的目的主要是防止因烘烤過急而出現(xiàn)溶劑泡等涂膜缺陷，若節(jié)拍時間允許也可在機器手操作室內(nèi)進行短時間流平；另外，中涂漆噴涂流平時間較短，且外觀性能要求相對于面漆較低，可不設(shè)置流平室，因此流平室的設(shè)置可依據(jù)具體需求而定。
(2)噴涂室壁板設(shè)置成全景玻璃式，便于機器人運行過程中的監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常便于及時發(fā)現(xiàn)而采取相應措施。
(3)噴漆室內(nèi)取消手工噴涂所采用的框式升降操作平臺或三維小車，同時可在一定程度上削減室內(nèi)光照度，但需設(shè)置人員出入禁止光電管、車位校驗裝置、噴涂系統(tǒng)誤碰自停裝置等，以提高操作安全性。
(4)隔離門開啟、輥床輸送、機器人運行及消防滅火裝置間應設(shè)置互鎖控制機構(gòu)，并有緊急調(diào)停按鈕。
(5)機器手為壁掛式設(shè)置，每側(cè)1臺，應考慮噴漆室側(cè)骨架的承重需求。
(6)由于采用靜電旋杯噴涂，漆霧飄逸減少，噴漆室風速及風壓降低，車身進出通道完全可以采用軟體卷式快速升降門，便于布置且體現(xiàn)生產(chǎn)的高效化。
(7)機器人的布置尺寸需參照噴漆室尺寸、車體尺寸及車身下底邊的離地尺寸、各運動軸自由度等，行走軸采用防爆結(jié)構(gòu)。
靜電旋杯對油漆材料的要求
(1)客車涂裝一般采用雙組分溶劑涂料，需增強涂料的導電性，一般通過添加靜電稀釋劑(二丙酮醇、乳酸丁酯、低碳醇類、酮類)，控制電阻率保持在15～40MΩ。
(2)為避免因刮膩子部位產(chǎn)生電屏蔽而影響油漆吸附效果，膩子應采用導電膩子(烘干2～3mm/2MΩ以下)。另外，目前噴涂機器人主要品牌有杜爾、abb、發(fā)那科、安川(MOTOMAN)、川崎(KAWASAKI)等。旋杯主要品牌有薩麥斯(SAMES)、ITW蘭氏等。機器人噴涂系統(tǒng)主要組成包括6軸機器人、行走軌道(第7軸)、機器人控制柜、示教盤、旋杯、集中輸調(diào)漆、噴涂電控柜、軟件控制系統(tǒng)?？蛙噰娡繖C器人根據(jù)不同配置，單體噴漆室總預算約在600萬～800萬元(配備2臺機器人)，其中行走軌道約1萬美元/m，機器人約25萬美元/臺。
投入及產(chǎn)出經(jīng)濟效益分析
按中涂漆測算，設(shè)備投入及產(chǎn)出經(jīng)濟效益如下。
(1)中涂漆價格為45元/kg(包含固化劑及稀釋劑綜合費用)。
(2)若現(xiàn)有空氣噴槍油漆利用率40%，靜電旋杯油漆利用率為80%，按10m大客車計算，目前單車油漆消耗平均約為15kg/車，改用靜電旋杯油漆利用率提高近1倍，油漆消耗減少15×0.4/0.8＝7.5kg/車。按產(chǎn)能1萬輛/年計算，年油漆消耗量減少7.5kg/車×1萬=75t，折算成人民幣為75t×45元/kg＝337.5萬元。
若單體噴漆室機器人投資700萬元，預計2年左右即可完全收回總投資。
表1 設(shè)置中涂機器人需依據(jù)的參數(shù)及要求
車型尺寸/m13.7×2.6×4.0最大噴涂面積/m270～90噴漆室凈尺寸(依據(jù)車型最低尺寸)/m16.5×5.5×6.0輸送方式及節(jié)拍滑撬，步進式，節(jié)拍時間≤20min車身距地尺寸/mm≥360油漆種類≥2種，雙組分溶劑油漆中涂漆膜厚/μm≥50
