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1簡介

噴涂機器人又叫噴漆機器人（spray painting robot）， 是可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的工業機器人，1969年由挪威Trallfa公司（后并入ABB集團）發明。噴漆機器人主要由機器人本體、計算機和相應的控制系統組成，液壓驅動的噴漆機器人還包括液壓油源，如油泵、油箱和電機等。多采用5或6自由度關節式結構，手臂有較大的運動空間，并可做復雜的軌跡運動，其腕部一般有2～3個自由度，可靈活運動。較*的噴漆機器人腕部采用柔性手腕，既可向各個方向彎曲，又可轉動，其動作類似人的手腕，能方便地通過較小的孔伸入工件內部，噴涂其內表面。噴漆機器人一般采用液壓驅動，具有動作速度快、防爆性能好等特點，可通過手把手示教或點位示數來實現示教。噴漆機器人廣泛用于汽車、儀表、電器、搪瓷等工藝生產部門。

2優點

一、柔性大。

（1）工作范圍大，審計可能性大。

（2）可實現內表面及外表面的噴涂。

（3）可實現多種車型的混線生產，如轎車、旅行車、皮卡車等車身混線生產。

二、提高噴涂質量和材料使用率。

（1）仿形噴涂軌跡，提高涂膜的均勻性等外觀噴涂質量。

（2）降低過噴涂量和清洗溶劑的用量，提高材料利用率。

三、易操作和維護。

（1）可離線編程，大大縮短現場調試時間。

（2）可插件結構和模塊化設計，可實現快速安裝和更換元器件，極大的縮短維修時間。

（3）所有部件的維護可接近性好，便于維護保養。

四、設備利用率高。

（1）往復式自動噴涂機利用率一般僅為40%-60%，噴涂機器人的利用率可達90%-95%。

3專用術語

（1）涂裝效率、涂著效率和涂裝有效率

涂裝效率是噴涂作業效率，包含單位時間的噴涂面積、涂料和噴涂面積的有效利用率。涂著效率是噴涂過程中涂著在被涂物上的涂料量與實際噴出涂料總量之比值，或被涂物面上的實測厚膜與由噴出涂料量計算的涂膜厚度之比，也就是涂料的傳輸效率（transfer efficency 簡稱TE）或涂料利用率。涂裝有效率是指實際噴涂被涂物的表面積與噴槍運行的覆蓋面積之比；為使被涂物的邊斷部位的涂膜完整，一般噴槍運行的覆蓋面積應大于被涂物的面積。涂裝效率、涂著效率和涂裝有效率三者之間的關系及概念如圖1、2所示

（2）噴涂軌跡

噴涂軌跡指在噴涂過程中噴槍運行的順序和行程，采用噴涂機器人可模仿熟練噴漆工的噴涂軌跡。日本某汽車公司采用往復式自動靜電噴涂機和噴涂機器人噴涂轎車車身，并對兩者的噴涂軌跡和涂裝效率進行對比如下圖3所示

（3）旋杯轉速

旋杯轉速是對高轉速旋杯霧化細度影響大的因素。當其他工藝參數不變時，旋杯的轉速越大，涂料滴的直徑越小。在稍低速范圍內，轉速對霧化細度的影響比在高速范圍內明顯地增大。

旋杯轉速會對膜厚有影響，其關系曲線見圖4。 當轉速過低會導致涂膜粗糙；而霧化過細會導致漆霧損失（引起過噴），使涂膜厚度有波動；同事當霧化超細時，則對噴漆室內任何氣流均十分敏感。

旋杯的過高轉速除引起過噴外，還會導致透平軸承的過量磨損，增加清晰用壓縮空氣的消耗和降低涂膜所含溶劑量。佳的旋杯轉速可按所用涂料的流率特性而定，因而對于表面張力打的水性涂料、高黏度的雙組分涂料的旋杯轉速比普通溶劑型涂料的要高。

一般情況下，空載旋杯轉速為6X10^4 r/min，負載時設定的轉速范圍為（1.0~4.2）X10^4 r/min誤差±500r/min.

（4）涂料流率

它是單位時間內輸給每個旋杯的涂料量，又稱噴涂流量、出漆量（率）。

除旋杯轉速外，涂料流率是第二個影響霧化顆粒細度的因素。當其他參數不變的情況下，涂料流率越低，其霧化顆粒越細，但同時也會導致漆霧中溶劑揮發量增大。

涂料流率高會形成波紋狀的涂膜，同事當涂料流量過大使旋杯過載時，旋杯邊緣的涂膜增厚至一定程度，導致旋杯上的溝槽紋路不能使涂料分流，并出現層狀漆皮，這會產生氣泡或涂料滴大小不均勻的不良現象。

每支噴槍的大涂料流率與高速旋杯的口徑、轉速涂料的密度有關，其上限由霧化的細度和靜電涂裝的效果來決定。實踐經驗表明，涂料應在恒定的速度下輸入，在小范圍內的波動不會影響涂膜質量。

在實際的噴涂過程中每個旋杯所噴涂的區域不同，其涂料的流率等也不相同，另外由于被涂物外形變化的原因，旋杯的涂料流率也要發生變化。以噴涂汽車車身為例，當噴涂門板等大面積時，吐出的涂料量要大，噴涂門立柱、窗立柱時，吐出的涂料量要小，并在噴涂過程中自動、地控制吐出的涂料量，才能保證涂層質量及涂膜厚度的均一，這也是提高涂料利用率的重要措施之一。