机器人可行性分析1

高转速杯式静电喷涂（ESTA）的优点：
一.装饰性好，质量稳定：
人工喷涂时，受人员的熟练程度、体质状况、情绪、疲劳程度等影响 ，无法始终保持最佳工艺条件和每日正确地反复进行涂装工作。ESTA 可将试涂装获得的最佳结果存储在电子计算机中，能使机器的动作，喷 涂距离，角度，涂料喷涂量，喷涂面形成的膜厚误差可保持在±5μm范 围内。
烘干温度，涂 膜干燥程度
测烘干温度—时间曲 线用溶剂擦拭法测干
燥程度
电泳涂装车间照片
面漆涂装：
面漆涂装采用机器人和人工结合方式涂装，因 为是素色漆，仅需喷一道，故需要两台机器人，机 器人预计完成80％的喷涂任务，机器人涂装不到的 位置需要人工涂装。
涂装方法: ESTA – 用高效率的旋杯
涂料技术: 溶剂型 – 水性: 膜厚 30 – 40 µm 粉末: 膜厚 50 – 60 µm
机器人应用参数：
●枪到被涂物距离
250~350 mm (260-280mm较好,
＞ 4300V / cm 产生火花放电)
●到被涂物的角度
90°
源自文库
●油漆的流量
50~250 ml/min
●旋杯转速 30000~45000 r / min)
25000~50000r/min(一般
●成形空气
50~200 NL/MIN
二.涂着效率高，节省涂料：
ESTA的涂着效率，溶剂、水性涂料可达到70％以上，粉末涂料可达 90％以上，漆雾飞散少，可大幅度地节省涂料。ESTA的工作电压为9 万~12万伏，提高了环抱效应。
三.节能省力，环保效果好：
ESTA能大幅度提高涂着效率，喷涂同一台车身的消耗漆量相对减少， 面漆涂层的质量非常稳定，可大幅度减少不合格的补修工作。随着涂着 效率的提高，能大幅度地降低每平方米涂漆面的溶剂散发量。因此， ESTA已成为车身涂装线环保达标，减轻公害的主要措施之一。
由于车型变化较多，数量较少， 不利于自动化 生产。
解决方法：将相似车型进行归类，在前期编程 时进行细微调整，生产排产时将相似车型集中生 产。同时建议保留一条砂漆线，应对车型较为复 杂，数量较少的产品。同时当机器人需要维修、 保养时对生产进行补充。
结论：
目前公司每年油漆消耗成本为3000~4000万元，以 3000万元为例，静电机器人涂装采用溶剂、水性涂料 每年节约油漆成本858万元，采用粉末涂料每年节约油 漆成本1333万元。
焊缝的焊渣、焊烟、氧化皮通过打砂可以彻底清洗， 酸洗对焊渣无法完全清除。
前处理的方式和各工序的概念
工序名称 1.热水于清洗 2.预脱脂
3.脱脂
4.酸洗 5.水洗NO.1
处理功能
除去车身附作物 车身加热 除去车身外板油 污车身加热
处理方式
喷射方式
浸渍方式
时间/s 温度/℃ 时间/s 温度/℃
60 60~70 60（喷) 60~70
3~4min
28~29℃
（NV）、PH值、 20μm±2μm；在采 温度、电泳电 用厚膜电泳涂料场合
度的电泳涂膜
压等
可达到35μm
洗净车体表面的浮
1.UF液逆工序补加最
2.电泳后清洗 a.0次UF液洗 b.1次UF液洗 c.2次UF液洗 d.新鲜UF液洗 e.循环纯水洗 f.新鲜纯水洗
漆，提高涂膜外观 质量，回收电泳涂 料。浸洗消除缝隙 间的二次留痕。溢 流槽上的“0”次UF 液洗，对回收电泳 涂料和防止表干有
漆膜平均厚度： 18 – 25 µm 施加的电压决定漆膜的厚度
烘烤平均温度： 180 ℃ 时间：30~40min
阴极电泳涂装工艺一览：
工序名称
处理功能
工序处理内容
控制管理要点
备注
方式
时间
温度
在前处理过的车体
槽液固体份 电泳涂膜厚度一般为
1.用阴极电泳涂装 内、外表面泳涂上 浸（通直
法涂底漆
一层均匀的规定厚 流电）
60 45~50 60（喷) 45~50
备注
使用70~80℃的热 水 可以使用预脱脂液 和由第1水洗补给 的水
除去油污
120 50~60 120
45~50
使用由硅酸钠，磷 酸钠，表面活性剂 等配制清洗液，除 去整个车身的油污
除去钢铁表面上
使用10%~20%（体
的氧化皮和锈蚀 120 室温 120
室温 积）硫酸溶液中酸
时间/s 温度/℃ 时间/s 温度/℃
除去脱脂清洗剂， 冷去车身
20~30
室温（偏 低较好）
20~30 （浸入 即出）
室温（偏低 较好）
连续补给自来水 （出口喷）保车身 温度40℃以下
调整微碱性活化、 形成磷化膜
60
室温（低 60（出 于RT） 槽喷）
室温（低于 RT）
使用钛酸盐，磷酸 钠等表调剂、调整 钢板表面呈微碱性
a.喷 b.喷 c.浸 d.喷 e.浸 f.喷雾
通过 20~30S 全浸没即 出 通过 全浸没即 出 通过
室温 室温 室温 室温 室温 室温
终返到电泳主槽中2.
工序f用RO-UF液替代
各工序清洗液 的NV或电导率
纯水，实现全封闭清 洗，向d工序补加， 大大减少电泳污水的
排放量3.出电泳槽至
UF液洗时间不能大于
物
洗
除去脱脂清洗剂， 冷去车身
20~30
室温（偏 20~30 低较好） （喷）
室温（偏低 较好）
自来水，由水洗 NO.2通过溢流或预 洗法补给
续表：
工序名称 6.水洗NO.2 7.表面调整
8.磷化
9.水洗NO.3 10.水洗NO.4 11.纯水洗 12.新鲜纯水洗
处理方式
处理功能
喷射方式
浸渍方式
备注
使用“三元”锌盐
生成磷化膜
120
50~60
120（出 槽喷）
40~50
磷化液加促进剂， 由化学反应在金属 表面上生成磷酸盐
结晶膜
自来水，由水洗
除去磷化液
20~30
室温
20~30 （喷）
室温
NO.4通过溢流或预 洗法补给.特别要
除去磷化渣
20~30
自来水，或由工序
除去磷化液
20~30 室温 （浸入 室温 11纯水水洗通过溢
石艳超
目录
一、概要说明 二、机器人涂装方案 三、机器人应用参数 四、技术难点 五、结论
概要说明： 公司涂装现状：
目前公司方式采用喷砂和手工喷涂方式。 优势：①涂装灵活，适合喷涂车型复杂的产品。
②省去了前期调试过程。 缺点：①工时较长增加生产成本。
②产品受人为因素影响较大，喷涂质 量较难控制。
③生产节拍较长，影响生产产量。 ④油漆利用率低。 ⑤现场操作环境较差。
烤炉采用梯度烤炉，工件进入烤炉时温度慢慢 升高，出烤炉时温度慢慢降低，避免温度陡然升 高影响油漆的固化效果，同时减少燃气的用量， 达到节能的效果。
技术难点：
Ⅰ、输送方式： 目前采用的输送方式，机器人很难涂装车底部分。 解决方法：采用悬挂式输送，同时由原来的水平 输送为垂直输送。如下图所示：
Ⅱ、车型原因：
即出）
流或预洗法补给
除去杂质离子
10~20
室温
（浸入 即出）
室温 补给纯水
10~20 室温 10~20
室温
洗后车身的滴水电 导率≤30μS/cm
电泳漆喷涂：
主要目的： 锈蚀防护
涂装方法：
汽车、卡车主要采用阴极电泳底漆，以环氧聚酰 胺为主。 涂层以电沉积的方法涂装在车身上：
车身： 负极 (Kathode) – 涂料： 正极
ESTA(静电机器人）喷涂原理：
ESTA 静电喷涂的整个工艺可以划分为四大部分：
◆ 漆料的雾化 ◆ 静电的加压 ◆ 将雾化后的漆粒从雾化装置喷射到被涂物体， ◆ 成膜
直接加压 与间接加压，“涂料雾化”和“高压” 这两个步骤实施的先 后次序有所不同。
如果设备采用的是间接加压，那么涂料必须先进行雾化，然后通过在 电极上产生的静电高压使涂料带电。如果采用直接加压，那么涂料的雾 化和加压过程都在喷杯的边缘位置上同步完成。
益
1min
3.除尘（防尘、吹 车体倾斜倒掉积水 自动倾斜
30~40℃的热风或预 和吹掉车身表面的 和自动或
加热60~100min
水珠
人工吹风
2~3min
室温可吹 热风
检查涂膜表面消除电泳涂膜的水斑、
积水和水珠状 二次流痕等缺陷，提
况
高电泳涂膜的外观
4.烘干
使涂膜固化
热风或辐 射加热
30~40min
160~180 ℃
机器人涂装方案
目前的工艺流程 打砂 清砂 底漆 烘干 预涂 面漆 烘干 补漆
改进后的工艺流程：
前处理
电泳漆涂装
烘烤
面漆涂装
烘烤
前处理： 预脱脂 主脱脂 打砂
磷化 静置 冲洗
酸洗 水洗
清洁 在从车身车间来的车身上进行彻底的清洁和去油
污以消除车身上所有的污渍。 打砂
热轧钢板表面氧化皮会降低油漆的附着力，氧化皮 可以采用打砂和酸洗两种方法清除。
工艺方式
成本
油漆利用率 油漆成本 万/年 降低成本万/年
目前涂装工艺
50%
溶剂、水性涂料
70%
机器人涂装
粉末涂料
90%
3000 2142 1667
0 858 1333
工艺改进后需要4台机器人，每台机器人价格约为200 万，总成本为800万。 运行一年涂料节约的成本即可收 回机器人一次性投入的成本。同时机器人使用寿命较长 ，可达10年以上。采用机器人涂装解决了环保问题，特 别是粉末油漆，几乎可以达到零排放。综上所述，机器 人自动化涂装方案可行性较高。
●电压
50 ~ 90 KV.
●喷房条件 垂直风 0.2~0.3m/s
温度20~28℃，湿度55~75% ，
涂装机器人图片展示：
涂装线的节能环保方案：
涂装车间采用风循环和水循环，循环水中添加 化学药剂，漆雾落入水中聚集成漆渣，经刮渣间 刮渣后水循环利用，循环风经过过滤分离，废气 进行燃烧对烤炉热量进行补充。