浅谈免中涂工艺面涂调试问题及解决措施

浅谈免中涂工艺面涂调试问题及解决措施
李 刚,霍 鹏,陈登阁,郑永帅(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)

0 引言
近年来,汽车涂装技术发展迅速。由于环保法规日趋严格以及人们对环保的重视,汽车涂装材料及涂装技术逐步向低污染甚至无污染的方向发展,汽车行业竞争日趋激烈,迫使企业不得不在保证低污染的前提下提高产品的漆面质量,从而来增加企业的竞争力。
我司某新工厂首次采用免中涂工艺,在新车型PT 调试阶段,面涂线体出现部分典型的调试问题,不但影响整车的漆面质量,而且极易影响顾客对产品的感知效果。针对存在的典型问题制定对策并进行现场验证,总结解决问题的方法,为同行提供解决类似问题的思路。

1 工厂面涂线体基本信息
1.1 工艺路线
工厂现有两条面涂线体,其工艺路线及工位排布相同,见图1。线体的工艺路线:吹擦净→鸵鸟毛离子风→色漆BC1 外板→色漆BC2 内板→色漆BC2外板→水分预烘干→清漆内板喷涂→清漆外板喷涂→烘干。在免中涂工艺中,色漆BC1 替代了传统3C2B 工艺中的中涂层,具有抗紫外线功能,防止电泳漆在紫外线的作用下氧化分解和粉化,色漆BC1为实色漆,一般有白和灰2 种颜色;色漆BC2 和清漆层与传统3C2B 工艺中的色漆层和清漆层作用相同。
线体布局图
1.2 工艺设备
面涂线体无论外板还是内板皆采用机器人喷涂工艺,采用DURR 喷涂机器人。色漆BC1 外板喷涂有4 台喷涂机器人;色漆BC2 内板喷涂共有11 台机器人,其中包含5 台喷涂机器人和6 台开门机器人;色漆BC2 外板喷涂共有8 台喷涂机器人,采用两站喷涂的形式,第一站、第二站均采用4+4 的喷涂形式。一般第一站喷涂底色漆(金属漆),第二站喷涂珠光漆(金属漆),也有厂家的个别颜色先喷涂珠光漆然后再喷涂底色漆,具体的喷涂顺序和厂家的产品有直接关系;清漆内板喷涂共有9 台机器人,其中包含4台喷涂机器人和5 台开门机器人;清漆外板喷涂共有6 台喷涂机器人,和色漆BC2 外板喷涂一样均采用两站式喷涂。第一站、第二站采用3+3 的喷涂形式。

2 调试问题以及解决措施
由于工厂首次采用免中涂的喷涂工艺,在面涂调试过程中难免会出现一些问题,根据调试问题的对策进行总结分类,主要分为4 类,具体明细如表1 所示。
免中涂面涂调试中常见问题类型
2.1 调整喷涂参数类问题
机器人喷涂参数调整的基本原则如下:
喷漆流量:采用合适的喷涂流量来实现要求的膜厚;电压/ 电流:通过静电效应来实现不同部位合适的上漆量;成型空气:调整适当的喷涂扇幅来获得需要的重叠率和上漆量;旋杯转速:依据不同涂料的膜厚要求及自身特性,设置对应的旋杯转速来达到适当的雾化效果和扇幅大小。
问题1 :A 车型上边梁(炫晶黑)露底且桔皮大。
原因分析:上边梁与行李架搭接处色漆膜厚不足导致露底,整体清漆膜厚不足导致桔皮大。
问题真因:因A 车型上边梁外露面天窗版仅上边梁一道喷涂轨迹,喷漆重叠率不足。
问题对策:增加天窗版大顶两侧喷涂轨迹,同时增加REEL(上边梁)和ROOF_S(顶盖)轨迹色漆和清漆喷涂流量,并适当增大成型空气量,减小扇幅,提升膜厚,解决露底及桔皮大的问题。
问题2 :B 车型上边梁(艾尔斯灰)发花且露底。
原因分析:(1)上边梁处膜厚经过整车多轮色差调整后喷涂参数设置过低,色漆单层膜厚不能满足标准要求;(2)上边梁后端喷涂轨迹交接处重叠率不足,膜厚不均匀。
问题对策:增加此位置BC1 和BC2 喷涂流量,并适当减小扇幅,提升膜厚 。
问题3 :C 车型内板(西伯利亚银)暗印(发花)。
原因分析:(1)内板色漆膜厚偏高,出现流挂;(2)棱线部位色漆被BC2 和CC 内板成型空气吹皱。
问题对策:降低BC2 膜厚,同时减少BC2 和CC内板站成型空气量。
2.2 调整喷涂轨迹类问题
喷涂轨迹调整原则如下:
喷涂角度:尽量与被涂面保持垂直,保证膜厚的均匀性;旋杯移动速度:内板喷涂机器人速度尽量≤ 600 mm/s,避免与车身相撞;开关枪点设置:尽量设置在被涂物之外,避免管路内少量残留的空气及涂料喷到车身上,形成漆点;增减刷子数目(断枪):在结构限制下通过不同参数的调整,达到膜厚均匀的品质要求;增加喷涂轨迹:在满足生产节拍的情况下,通过细化(增加)仿形轨迹,使车身漆膜喷涂完全。
问题1 :A 车型前门内板下部封胶处左侧露底,右侧流漆,如图2 所示。
左前门露底、右前门流漆
原因分析:内喷机器人喷涂受喷涂角度限制,无法喷涂到前门最下部,单纯调整喷涂参数无法同时解决2 个问题。
问题对策:对现场内板机器人喷涂轨迹与参数进行左右分拆,不再镜像,可以单独调整分别解决问题,但后期工艺维护工作量大幅增加。
问题2 :A 车型翼子板尖角、后侧围尖角及侧围油箱口处漆泡问题,如图3 所示。
漆泡问题部位
原因分析:免中涂工艺采用BC1+BC2 湿碰湿喷涂,BC1 膜厚为10~20 μm,BC2 一站膜厚为10~20 μm,二站膜厚为6~10 μm,静电喷涂导致尖角处容易积漆,预烘干脱水不完全,形成漆泡。
问题对策:(1)翼子板部位调整好机舱内板机器人仿形及参数,减少机舱内板色漆雾漆;(2)后侧围尖角及侧围油箱口等部位需减少外板边缘涂层的厚度。
问题3 :塑料加油口盖采用分体喷涂的形式,即根据加油口盖的结构设计专用喷漆工装,安装在车身固定位置上进行喷漆,在喷涂过程中发现加油口盖下边沿存在漆泡问题。
原因分析:喷涂后背门外板时,雾漆至加油口盖上,使其下边沿上膜厚度变厚,产生漆泡现象。
问题对策:(1)后背门区域为外露面,需断枪优化轨迹并单独设置刷子,在保证漆膜外观的情况下,减小扇幅,如图4 所示。
设置单独刷子点
(2)延长加油口盖喷漆工装长度,加大加油口盖与后背门之间的距离,减少雾漆量,如图5 所示。
延长工装长度
2.3 调整色差类问题
问题描述:C 车型后门边(马尔斯红)发花,如图6 所示。
后门边缘发花
原因分析:内板机器人喷涂后门包边遮挡部位时喷涂到外板,如图7 所示,使该部位色漆涂层膜厚偏厚,造成色差。25°L 值超标,呈现“发白”的现象。
后门边雾漆严重
问题对策:调整该部位喷涂轨迹点,沿X 轴前移(表2),减少车门外板的雾漆量。
轨迹调整方案
结论:将该部位内板喷涂轨迹点沿X 轴前移20 mm 后,涂层膜厚及25°L 值均满足标准范围,且目视无“发白”现象。
2.4 内喷机器人报警类问题
问题描述:机器人喷涂过程中开门、开盖机器人会报警,需线体人员对机器人复位后才能恢复生产,导致停线影响线体可动率。
原因分析:(1)开盖报警为开启过程X 向检测力消失及Y 向过载报警;工装在车身上的固定点到机器人钩取位距离与设计值差异较大(>5 mm),各车型均存在报警问题。(2)工装安装后在背门抬起过程中工装以图8 中a 为轴发生旋转,与机器人钩子瞬间脱离导致报警。
问题对策:调整工装结构,增加固定结构防止工装在开盖过程中旋转,见图9。
报警原理图示,增加固定结构
结论:通过优化工装结构,提高工装精度,同时增加固定结构,减少开门、开盖机器人的报警次数,从而提高车间的设备可动率。

3 结语
B1B2 水性免中涂工艺与传统的3C2B 工艺相比,具有绿色环保、节能减排等优势,符合国家提倡的“绿色制造”的理念。但是免中涂工艺在调试及品质提升等方面仍然有很大的发展空间,对前期调试工作中的问题解决方案进行总结,供同行参考,相信在不久的将来,水性免中涂工艺定会完全取代传统的3C2B 工艺。