FANUCP200E噴涂機(jī)器人擁有完善的油漆顏色更換及霧化器清洗系統(tǒng)，可以對(duì)每一種顏色更改進(jìn)行編程設(shè)置，能適應(yīng)多種不同顏色和流體材料的需求。

　　但這套系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中存在一些小問(wèn)題，當(dāng)噴涂色差較大的車(chē)身時(shí)，如噴完紅色車(chē)身接著噴涂白色車(chē)身時(shí)，會(huì)在白色車(chē)身上出現(xiàn)紅色涂料，造成色差缺陷。出現(xiàn)這種質(zhì)量問(wèn)題時(shí)需要進(jìn)行人工返修，甚至整輛車(chē)要重新上流水線進(jìn)行重噴。

　　本文以FANUC噴涂機(jī)器人P200E配備Sames公司PPH607霧化器為例，探討如何有效避免換色后出現(xiàn)色差的質(zhì)量問(wèn)題，生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品。

　　換色系統(tǒng)的構(gòu)成和原理

　　P200E機(jī)器人的換色系統(tǒng)主要工作部件為一系列氣動(dòng)超微閥，控制這些超微閥的動(dòng)作時(shí)序，配合機(jī)器人的動(dòng)作完成機(jī)器人需要的更換顏色工作。

　　機(jī)器人換色時(shí)主要用到的換色程序包括PushOut（推出）、CleanOut（潔凈）和Fill（填充）。

　　PushOut：在更換顏色之前使用，為的是利用涂料供應(yīng)管路中所有剩余的涂料，將其提供給霧化器。關(guān)閉換色閥，接通凈化氣體閥門(mén)。利用換色閥總管和總管路中剩余的涂料，繼續(xù)完成噴涂路徑。典型情況下，PushOut是在更改顏色或材料之前進(jìn)行的，使涂敷系統(tǒng)基本清空。

　　CleanOut：凈化氣體和凈化溶劑以交替方式循環(huán)通過(guò)換色閥總管、涂敷管線和霧化器，清洗盒內(nèi)部，防止前面顏色的涂料污染其他顏色的涂料。同時(shí)還啟用了調(diào)節(jié)器覆蓋功能，用于將霧化器流量調(diào)節(jié)器維持在全開(kāi)狀態(tài)。

　　Fill：當(dāng)系統(tǒng)空且干凈時(shí)，該程序用于裝填顏色閥門(mén)總管涂料供應(yīng)管線（為霧化器提供涂料），并為霧化器提供所請(qǐng)求顏色的涂料。打開(kāi)相應(yīng)的顏色換色閥，接通觸發(fā)器閥門(mén)，并啟用調(diào)節(jié)器覆蓋功能。典型情況下，當(dāng)霧化器位于清理盒時(shí)，將執(zhí)行裝填循環(huán)，因?yàn)槭褂玫灼峁δ苣軌蚴箯撵F化器排出的涂料量降至最低。在此時(shí)，可以為霧化器傾卸閥門(mén)加電或不加電，提供平行路徑，允許涂料供應(yīng)系統(tǒng)中的氣體輕松地排出。

　　圖1 P200E機(jī)器人的換色系統(tǒng)

　　換色后的色差

　　1.換色過(guò)程

　　P200E機(jī)器人執(zhí)行換色的動(dòng)作依次為：PushOut、CleanOut和Fill。檢查分析這些動(dòng)作程序查找故障起因。

　　PushOut：在機(jī)器人噴某一顏色最后一輛車(chē)時(shí)關(guān)閉換色閥停止該油漆的供應(yīng)，使用換色閥到噴咀這段管路內(nèi)的油漆繼續(xù)噴完這輛車(chē)，時(shí)間為2s。

　　CleanOut：使用溶劑、空氣清洗干凈換色閥到噴咀這段管路內(nèi)的剩余油漆，清空的管路內(nèi)涂料更容易填充，時(shí)間為7.4s。

　　Fill：在換色閥到噴咀這段管路內(nèi)填入對(duì)應(yīng)下輛車(chē)顏色的涂料，為噴涂下輛車(chē)做準(zhǔn)備，時(shí)間為3.1s，有效填充涂料時(shí)間為2.6s。

　　2.機(jī)器人換色色差原因

　　經(jīng)過(guò)手動(dòng)操作機(jī)器人執(zhí)行換色的各個(gè)過(guò)程，拆開(kāi)機(jī)器人管路檢查，發(fā)現(xiàn)換色后色差的原因是換色填充后管路內(nèi)的涂料并不是單一的一種涂料，在流量調(diào)節(jié)閥內(nèi)會(huì)有少量未洗凈的上一種顏色涂料殘存和當(dāng)前顏色的涂料混合在流量調(diào)節(jié)閥處（見(jiàn)圖2），當(dāng)兩種涂料顏色深淺相差太大時(shí)，噴涂出來(lái)的車(chē)身就會(huì)存在明顯的色差質(zhì)量缺陷。

　　圖2 不同顏色的涂料發(fā)生混合

　　計(jì)算出實(shí)際需要置換的涂料容量，根據(jù)涂料流量算出排空及填充所需的時(shí)間，然后合理安排規(guī)劃各段換色程序的進(jìn)程。

　　根據(jù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)計(jì)算管路內(nèi)涂料排出和填充的時(shí)間：換色閥到噴咀這段管路的容量（見(jiàn)圖4）為換色閥內(nèi)公共管路容量、換色閥到霧化器管路容量和霧化器內(nèi)部管路容量三者之和，這段管路由內(nèi)徑約φ5mm，長(zhǎng)1500mm的管路組成，即換色閥到噴咀這段管路的涂料量＝3.14×2.52×1500/1000＝29mL，則P200E機(jī)器人用最大的流量500cc/min的流速填充滿(mǎn)29mL的涂料需要的時(shí)間t＝29÷500×60＝3.5s。原先使用的Fill程序時(shí)間僅為3.1s，有效填充涂料時(shí)間為2.6s，比計(jì)算出的填充涂料所需時(shí)間3.5s短，因此換色后會(huì)出現(xiàn)色差質(zhì)量問(wèn)題。

　　圖3 機(jī)器人涂料輸送管路

　　換色色差解決方案

　　使用的Fill填充程序有效填充涂料時(shí)間只有2.6s，這樣涂料不能有效填充到霧化器噴涂系統(tǒng)中，會(huì)產(chǎn)生換色后色差的質(zhì)量問(wèn)題。為保證生產(chǎn)節(jié)拍，在少量增加換色時(shí)間的基礎(chǔ)上重新優(yōu)化調(diào)整換色程序，使涂料填充能夠達(dá)到生產(chǎn)要求。

　　因?yàn)闄C(jī)器人PushOut動(dòng)作時(shí)的流量為當(dāng)前仿形程序設(shè)定的流量，而這個(gè)流量的設(shè)定不會(huì)大于機(jī)器人的最大流量500cc/min，所以PushOut程序的工作時(shí)間可以改為4s，這樣能比原來(lái)多推出2s管路中的涂料。管路內(nèi)的殘留涂料減少后，可以縮短之后運(yùn)行的CleanOut程序時(shí)間。

　　重新調(diào)整CleanOut程序后，在保證洗凈效果的同時(shí)，讓出更多時(shí)間給Fill填充程序使用。原來(lái)使用的Fill程序僅為3.1s，不能有效完全填充涂料管路。經(jīng)之前計(jì)算，填充滿(mǎn)涂料管路的時(shí)間為3.5s，F(xiàn)ill程序有效填充時(shí)間應(yīng)該大于3.5s。修改后Fill程序時(shí)間為7s，有效填充時(shí)間為3.7s，能夠滿(mǎn)足換色填充要求。此程序還把機(jī)器人原來(lái)在清洗盒外換色，改為在清洗盒內(nèi)換色，這樣也減少了廢溶劑排放，有利于環(huán)境保護(hù)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　為解決機(jī)器人換色后色差這個(gè)問(wèn)題，我們需要對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、控制方法和工藝參數(shù)設(shè)置有細(xì)致的了解。機(jī)器人屬于比較復(fù)雜的設(shè)備，在實(shí)際使用中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，這需要我們?cè)诠ぷ髦胁粩鄬W(xué)習(xí)并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高技術(shù)水平，積極應(yīng)對(duì)遇到的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。