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机器人喷涂裙边胶回收再利用方案,伴随着工厂自动化程度越来越高,车身裙边多采用机器人自动喷涂设备,中国机器人网,vrovro.com
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机器人喷涂裙边胶回收再利用方案,伴随着工厂自动化程度越来越高,车身裙边多采用机器人自动喷涂设备
2020年03月14日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

0 引言

目前,全球各大汽车企业越来越关注车身底部的防腐性能,通过市场反馈的锈蚀问题来看,车身裙边是锈蚀问题的高发部位,导致车企纷纷采用裙边胶喷涂工艺来解决该部位的锈蚀问题,但此工艺增加了单台车的生产制造成本。


现今各大汽车制造厂商对裙边胶喷涂主要采用两种工艺:一种是采用人工遮蔽,手工或机器人喷涂,即车身到达指定静止工位后,人工对裙边胶非喷涂面用胶带纸粘贴遮蔽,然后对车身上需喷涂裙边胶的区域,通过人工手持手动喷枪或机器人自动喷涂裙边胶,该方法存在废胶无法回收再利用的问题,同时会产生遮蔽纸等废弃物;


另一种是对于静止状态的车身,采用机器人自带遮蔽系统进行自动喷涂,该方法自动化程度较高,但投入成本高且裙边胶材料的利用率不高。


1 裙边胶材料利用率

以某公司某工厂喷涂实际为例,采用机器人高压雾化喷涂+剪胶桶,在保证胶体能雾化均匀、满足裙边喷涂状态均匀平整及产品膜厚要求的情况下,现场实际测得喷涂量、浪费量数据见表1中国机器人网vrovro.com

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各车型喷涂量、浪费量对比

由表1 可见,机器人喷涂裙边胶材料利用率仅有40% 左右,且废胶无法回收再利用,过程中收集的废胶全部被报废处理,造成大量的材料成本浪费,因此解决裙边胶回收再利用问题迫在眉睫。


2 裙边胶回收再利用

首先,将生产过程中喷涂裙边胶时出现的常见问题作一简单介绍。

2.1 常见问题

2.1.1 雾胶

裙边胶经雾化后喷涂至车身下边梁部位,由于裙边胶雾化后扇幅较大且为扩散状态,若直接喷涂至车身,则会发生严重的雾胶、甩胶问题,故当前裙边胶喷涂技术需设置剪胶设备,剪除裙边胶多余的扩散扇幅,以达到产品要求的喷涂状态。


剪胶筒剪除的扩散扇幅统一进行收集,作为废胶处理。由于剪胶技术本身的特性,造成经机器喷涂出来的裙边胶大部分成为废胶排出,无法喷涂到车身。剪胶桶剪胶原理图见图1。

剪胶桶剪胶原理图

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2.1.2 堵枪

裙边胶经喷枪雾化后排出时可能会存在杂质颗粒,在进行机器人喷涂时发生堵枪问题,造成区域喷涂不良,严重时甚至会造成停线,需人工进行清理作业,影响车间正常生产。

2.1.3 炸枪

生产人员更换胶桶时,在泵盘压下后,会对胶桶中的空气进行排出,确认连续出胶且没有气体排出的情况下,通过胶泵将胶打入管路供给机器人。若过程中胶桶内有空气残留则会造成供胶不连续,在机器人喷涂时出现炸枪问题(图2),造成喷涂区域喷涂不良及车身部位存在胶渣。

炸枪原理图

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为了解决裙边胶无法回收再利用的问题,首先验证回收材料的各方面性能是否满足工艺要求,工艺上主要解决上述裙边胶喷涂过程中产生的堵枪、炸枪问题,引发这些问题的主要原因还是回收胶体内存在杂质颗粒及空气。


2.2 裙边胶杂质颗粒、气泡问题的解决

裙边胶中的杂质颗粒可以通过过滤器进行处理,本研究主要针对裙边胶喷涂时产生的废胶中的气泡问题进行解决,以实现裙边胶的回收再利用。


经过验证发现,可以通过逐层堆积法消除裙边胶废胶中的气泡,且在回收过程中能够避免空气再次混入胶桶内。其主要过程原理为:使用胶泵将废胶抽出,经过滤器过滤掉废胶中的颗粒杂质,之后在出口位置。


废胶中的大气泡通过炸枪破裂,再经过逐层堆积法专用回收漏斗,使废胶中残留的大气泡在漏斗出口位置经连续拉扯破碎,最终回收的裙边胶在生产用胶桶中一层层连续扩散堆积(类似于水中投入石子引起的波纹),实现裙边胶的回收再利用。


2.3 裙边胶回收设备及原理

主要设备及回收原理见图3。

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主要设备回收原理图

(1) 回收用胶桶、回收胶泵:此两项设备无特定要求,需保证胶泵压盘与胶桶能够配套使用,且可靠性良好。建议使用25 kg 无缝桶或与生产用胶桶相同的胶桶。若回收用胶桶与生产用胶桶大小差异较大,则必须使用2 套回收胶桶与胶泵,用以保证逐层堆积法的连续使用,防止中间断开时封入空气。例如:正常生产用胶桶为250 kg,回收用胶桶为25 kg,则必须使用2 个回收胶泵进行回收。

(2) 过滤器:由于裙边胶废胶中可能混有杂质、颗粒等,故在回收过程中需在管路系统中增加过滤装置,依据实际需求,可设置1~2 道过滤。为避免机器人在喷涂回收裙边胶过程中发生堵枪问题,最后一道过滤精度不得低于机器人管路过滤精度。如:机器人管路过滤精度为60 目,则最后一道过滤精度必须不低于60 目。

(3) 逐层堆积法专用回收漏斗:该漏斗需保证可将回收的裙边胶从桶中间位置流入生产用胶桶中。且漏斗需足够长,出口宽度在5~10 cm 之间,以保证稍大的气泡在裙边胶流入生产用胶桶时在出口处经拉扯后破裂,避免大气泡混入回收的裙边胶中。漏斗具体形式不限,只需保证最终效果即可。

(4) 生产用胶桶:该胶桶用于存放回收的裙边胶,内壁需干净、整洁,无裙边胶残胶附着、无干胶,且桶内无其他杂物。

回收效果图见图4。回收过程中裙边胶经过不间断的一层层堆积,直至回收完成。

回收效果图

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2.4 其它注意问题

(1) 胶泵配套的原装管路以外的其他管路,需与原装管路配套,若不配套可使用变径管路连接。整体管路要求与焊缝密封胶、PVC 底涂胶管路要求相同;

(2) 管路出口与专用回收漏斗连接位置需留有约5 cm 高度差,用以保证废胶中的大气泡在此处炸枪排出。该处可设置透明盖板,避免炸枪后裙边胶分散至周围环境造成污染;

(3) 整套系统安装位置:理想的安装位置为供胶间内,优势如下:①供胶间可提供胶存贮的最佳环境要求;②生产用的胶泵设置在供胶间内,裙边胶经回收后直接存放在供胶间内,便于换胶作业。

(4) 逐层堆积法回收状态:使用逐层堆积法时,必须保证裙边胶从专用回收漏斗连续流入胶桶,逐层堆积。落入桶中的点要在桶中心位置附近,且回收过程中落入点呈现轻微的凸起状态。

(5) 每次回收裙边胶过程中必须保证流入生产用胶桶的裙边胶连续,不可中断。若过程中发生中断,需停止回收作业,更换生产用胶桶后再继续进行回收。已回收的裙边胶可直接用于生产。

(6) 回收用胶桶、裙边胶回收完成后的生产用胶桶均需进行封盖处理,建议使用原装桶盖进行密封,防止裙边胶中溶剂等物质大量挥发,或裙边胶黏度增大,甚至表干,影响裙边胶的正常回收使用。


3 裙边胶回收后的材料利用率

某公司某工厂应用裙边胶回收再利用装置后,裙边胶的材料利用率大幅度提升,大大降低了生产成本。现场实际测得的喷涂量、浪费量数据如表2 所示。

各车型喷涂量、浪费量对比

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由表2 可以看出,应用裙边胶回收设备之后,裙边胶材料的利用率由原来的40% 提升至95%。


4 结语

通过采用裙边胶回收设备,解决了裙边胶由于工艺设备等原因造成的材料利用率低的问题,节省了单车生产制造成本。希望籍此文为同行在裙边胶回收再利用方面提供一些经验及参考。

张 磊,张 扬,井龙卿,苗天浩(长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心,河北保定 071000)

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