噴塗自動化設備工（gōng）作原理

0 引言

塗裝是製（zhì）造業中一項非常重要（yào）的工序，它能有（yǒu）效（xiào）地防止工件受外界環境侵蝕，提高工件壽命，而且能美化工件外觀。目前在國內塗裝工序主要還是靠人工完成，塗裝（zhuāng）的質（zhì）量受工人的技術熟練程度、環境等因素的影響（xiǎng）很（hěn）大（dà）。同時，噴漆過程（chéng）費時、費力（lì）、費料，油漆的大量消耗亦加重了環境汙（wū）染，也使工人始終處於有害（hài）的環境中。隨（suí）著生產力的不斷提高和技術的不斷革新（xīn），自動化的需求（qiú）成為了一（yī）種趨勢（shì），特別是在對人體危害較為（wéi）嚴重的塗裝作業環境（jìng）內設備的自動化顯得尤為突出。往複噴塗機是一種（zhǒng）可進行自動噴（pēn）漆或噴塗其他塗料（liào）的自動噴塗設備，其可在工業生產中代（dài）替（tì）工人完成（chéng）繁重、單調重（chóng）複的（de）勞動，提（tí）高勞動生產率，保證工件的噴（pēn）塗（tú）質量，同時不受噴塗車間有害氣體環境（jìng）的影響（xiǎng）。

噴塗自（zì）動（dòng）化設備在國外早已（yǐ）廣泛應用於塗裝生（shēng）產線，如往（wǎng）複（fù）噴塗機噴（pēn）塗在汽車、家電、鐵路貨車等行業已發揮了重要（yào）作用。但是，就高壓（yā）電器產品（pǐn）的油漆塗裝來說，使用自動噴塗機器來完成（chéng）工件表麵油漆的塗裝作業目前鮮有報道。因此，本（běn）文以母線用導體為（wéi）對象，從工藝布局、輸送方式（shì）及噴塗方式三（sān）個方麵來闡述導體自動塗裝生產線的（de）設計特點和使用效（xiào）果（guǒ）。

1 方案設計原（yuán）則

塗裝是高電壓等級產品用母線（xiàn）導體製造工藝中（zhōng）的重要工序，表（biǎo）麵著漆的導體（tǐ）便於在裝配前更好地清理，防止（zhǐ）粉塵、金屬屑的吸附。在調研了部分工程機械廠家的塗裝線後，結合本公司導體塗裝的特點，本著保證質（zhì）量、滿足產能需求、追求先進性和實用性相統一的原則，從工藝布局、作業方式等方（fāng）麵規劃設計了新產業園的導體自動化塗裝（zhuāng）生產線。

生產綱領：年加工數量約24000件；

產品特點（diǎn）：工件直（zhí）徑為φ90mm-φ260mm，長度為500mm-7500mm，質量重，需噴塗的外（wài）表麵主要為圓柱（zhù）結構，噴塗時需要旋轉；

工件質量範圍為：8kg-300kg；

班製、節拍（pāi）：2班製，全年工作日240天，每（měi）天生產16h。

2 工藝布局

從（cóng）合理利用空間、減少物流交叉等方麵考慮，設備（bèi）分單層布置，分別為噴塗作業區、流平區、烘幹區（雙層布置）等；為更（gèng）好地節約場地，送、排風裝置均布置在（zài）廠房外部。

工藝（yì）流程（chéng）及（jí）布局為：空中自動輸送上線---前處理除油---噴底漆---底漆流平烘幹 (4個工位)---打磨清理（lǐ）---噴麵（miàn）漆2道----麵（miàn）漆流平烘幹(4個工位)---下線（xiàn）。

塗裝（zhuāng）線成環形布局，采用自動輸送，各工序（xù）間輸（shū）送和配合的自動程度（dù）很高，避免（miǎn）了轉運過程中的磕碰。該生產（chǎn）線設計為全自動（dòng）化、全（quán）封閉、高潔淨度設備。

3 各非標環節設（shè）計方案淺（qiǎn）析（xī）

3.1 輸送方式

由於導體為（wéi）圓柱結構，噴塗時需旋轉，因此選定穩定、靈活、故障率低的全自動滑撬輸送方式。導體在滑撬上進行混裝，滑撬上部設置4條與（yǔ）撬體（tǐ）長度方向一致的導體支撐卡槽，即不同尺（chǐ）寸的（de）導體可（kě）裝載在（zài）一台滑撬（qiào）上部。卡槽采用（yòng）優質冷軋（zhá）鍍鋅鋼板折製並采用螺栓與滑撬撬體連接，其作用可使人工放置的支撐架及導體始終保持在一條直（zhí）線上。

該滑撬輸送流程為：(1) 在上件位利用行車將導體吊裝至滑撬小車上，啟動確定吊裝到位按鈕；(2) 噴漆室移行機（jī）自動將（jiāng）導體從上件位轉移（yí）至噴漆室內噴塗區域，進行塗裝作業；(3)作業完畢後（hòu），導體由移行機上部的電機驅（qū）動滑（huá）撬小車並轉移（yí）至流平室滑撬係統（tǒng），待完成流平作業；(4) 完成設定流平時間後，流平室滑撬係統自動將導體轉移（yí）到烘幹室進行烘幹作業（yè）；(5)完成烘（hōng）幹作業的導體依（yī）次（cì）被烘幹室滑撬係統自動轉移出烘爐，並轉移至（zhì）導體下件位，再利用行車吊到成品存（cún）放區；如此反複完（wán）成了導體的全自動輸送循環作業。

3.2噴塗方式

在目前高（gāo）壓開關領域，由於某（mǒu）些結構件比較複（fù）雜，一般采用人（rén）工噴塗方式，但（dàn）母線用導（dǎo）體的結（jié）構相對簡單，沒有死角，非（fēi）常適合自動化噴塗。

導體自動噴塗裝置主要組成有：智能長度檢測裝置、噴塗往複機、智能三軸機器人等組成(見圖3)。噴塗往（wǎng）複機采（cǎi）用低壓大流量自（zì）動（dòng）噴槍，智能機（jī）械手抓取導（dǎo）體（tǐ）的距離可自動調整。

當導體（tǐ）進入噴漆室後，首先由安裝在支架頂部的智能長度（dù）檢測裝置檢測導體（tǐ）的長度後調（diào）整抓取位置及噴塗位置；確定位置後，由機械手抓取導體至噴塗位；導體放置到位後，啟動夾具（jù）兩端的旋轉機構，同（tóng）時（shí）啟動噴塗往複（fù）機，完成噴塗工作；完成噴漆後再由機械手將導體放置回原位，再由機械手抓取下一件導體，依次往複完成小車上的導體噴塗作業。

4 使用效果分析

該導體自動塗裝線從精益製（zhì）造角度出發，實現了工藝布局緊湊合理、物流自動（dòng）化轉運銜接順暢及生產節拍均衡的目標，並具有以下3個方麵的顯著特點。

4.1 產品塗（tú）裝質量方麵（miàn）

使用往複噴塗機最大的優勢是柔性大，重複精度好，導體塗層均勻，表麵（miàn）漆膜好。通過（guò）編寫程序（xù）指令來（lái）實現噴塗的（de）整個流程，它完全解（jiě）決了（le）人工噴塗所帶來的負麵影響，有效保證了導（dǎo）體表麵漆膜的光潔度（dù）、均勻性以及一致性（xìng），杜絕了流掛、虛噴、漏噴等人工操作（zuò）的弊（bì）端。

4.2 改善作業環境方（fāng）麵

采用自動噴塗作業後，操作者隻需在噴漆房（fáng）外操作往複噴塗機即可完成導體大麵積的（de）噴塗作業，這樣以（yǐ）來大（dà）大減少了油（yóu）漆噴塗對人體的傷害（hài）。

4.3 生產（chǎn）效率方麵

采用往複噴塗機進行自動噴塗作業，可減少噴漆作業工人數量及（jí）工（gōng）作強度，工作時間明顯縮短，全自動噴塗（tú）可達到15min/件(這是針對長度為7500mm的導體)，與原人工作業相比效率提高了一倍以上。同時塗料（liào）利用率得到提高，另外自（zì）動（dòng）噴塗可減少VOC的排放量，達到了節能和環保的雙重目的。

5 結論

高壓電（diàn）器（qì）產品（pǐn）自動化塗裝工程設計本身就是一個量體裁衣的非（fēi）標設計工作，根據（jù）被塗工（gōng）件的結構特點（diǎn）、塗裝要求（qiú）來設計（jì）工藝流程，根（gēn）據廠房條件及（jí）上下工序的銜接需求來進行工藝布局，工裝的設計（jì）、輸送方（fāng）式的選擇、噴塗方式（shì）的選擇都要綜合考慮。通過反複探索、改進，不斷提高實用性和可靠性來滿足工件的自動化塗裝要求。