自動化噴涂在開關設備長導體涂裝過程中的應用

　　摘要：噴涂自動化設備在國外早已廣泛應用于涂裝生產(chǎn)線，如往復噴涂機噴涂在汽車、家電、鐵路貨車等行業(yè)已發(fā)揮了重要作用。但是，就高壓電器產(chǎn)品的油漆涂裝來說，使用自動噴涂機器來完成工件表面油漆的涂裝作業(yè)目前鮮有報道。

　　關鍵詞：開關設備；母線導體；往復噴涂機；滑橇輸送

　　涂裝是高壓電器制造業(yè)中一項非常重要的工序，它能有效地防止工件受外界環(huán)境侵蝕，提高工件壽命，而且能美化工件外觀。目前國內(nèi)電器涂裝工序主要還是靠人工完成，涂裝的質(zhì)量受工人的技術熟練程度、環(huán)境等因素的影響很大。同時，噴漆過程費時、費力、費料，油漆的大量消耗加重了環(huán)境污染，也使工人始終處于有害的環(huán)境中。隨著生產(chǎn)力的不斷提高和技術的不斷革新，自動化的需求成為了一種趨勢，特別是在對人體危害較為嚴重的涂裝作業(yè)環(huán)境內(nèi)設備的自動化顯得尤為突出。往復噴涂機[1-2]是一種可進行自動噴漆或噴涂其他涂料的設備，其可在工業(yè)生產(chǎn)中代替工人完成繁重、單調(diào)、重復的勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證工件的噴涂質(zhì)量，同時不受噴涂車間有害氣體環(huán)境的影響。

　　1方案設計原則

　　涂裝是高電壓等級產(chǎn)品用母線導體制造工藝中的重要工序，表面著漆的導體便于在裝配前更好地清理，防止粉塵、金屬屑的吸附。在調(diào)研了部分工程機械廠家的涂裝線后，結合本公司導體涂裝的特點，本著保證質(zhì)量、滿足產(chǎn)能需求、追求先進性和實用性相統(tǒng)一的原則，從工藝布局、作業(yè)方式等方面規(guī)劃設計了新產(chǎn)業(yè)園的導體自動化涂裝生產(chǎn)線。

　　生產(chǎn)綱領：加工數(shù)量約24000件/a；

　　產(chǎn)品特點：工件直徑為φ90～260mm，長度為500～7500mm，需噴涂的外表面主要為圓柱結構，噴涂時需要旋轉。

　　工件質(zhì)量范圍：8～300kg；

　　班制、節(jié)拍：2班制，全年工作日240d，每天生產(chǎn)16h。

　　2工藝布局

　　從合理利用空間、減少物流交叉等方面考慮，設備分單層布置，分別為噴涂作業(yè)區(qū)、流平區(qū)、烘干區(qū)（雙層布置）等；為更好地節(jié)約場地，送、排風裝置均布置在廠房外部。工藝流程及布局為：空中自動輸送上線→前處理除油→噴底漆→底漆流平烘干（4個工位）→打磨清理→噴面漆2道→面漆流平烘干（4個工位）→下線。涂裝線成環(huán)形布局，采用自動輸送，各工序間輸送和配合的自動程度很高，避免了轉運過程中的磕碰。該生產(chǎn)線設計為全自動化、全封閉、高潔凈度設備。

　　3各非標環(huán)節(jié)設計方案淺析

　　3.1輸送方式

　　由于導體為圓柱結構，噴涂時需旋轉，因此選用穩(wěn)定、靈活、故障率低的全自動滑橇輸送方式。導體在滑橇上進行混裝，滑橇上部設置4條與橇體長度方向一致的導體支撐卡槽，即不同尺寸的導體可裝載在一臺滑橇上部?？ú鄄捎脙?yōu)質(zhì)冷軋鍍鋅鋼板折制并采用螺栓與滑橇橇體連接，其作用可使人工放置的支撐架及導體始終保持在一條直線上。該滑橇輸送流程為：1）在上件位利用行車將導體吊裝至滑橇小車上，啟動確定吊裝到位按鈕；2）噴漆室移行機自動將導體從上件位轉移至噴漆室內(nèi)噴涂區(qū)域，進行涂裝作業(yè)；3）作業(yè)完畢后，導體由移行機上部的電機驅動滑橇小車并轉移至流平室滑橇系統(tǒng)，待完成流平作業(yè)；4）完成設定流平時間后，流平室滑橇系統(tǒng)自動將導體轉移到烘干室進行烘干作業(yè)；5）完成烘干作業(yè)的導體依次被烘干室滑橇系統(tǒng)自動轉移出烘爐，并轉移至導體下件位，再利用行車吊到成品存放區(qū)；如此反復完成了導體的全自動輸送循環(huán)作業(yè)。

　　3.2噴涂方式

　　在目前高壓開關領域，由于某些結構件比較復雜，一般采用人工噴涂方式，但母線用導體的結構相對簡單，沒有死角，非常適合自動化噴涂。導體自動噴涂裝置主要組成有：智能長度檢測裝置、噴涂往復機、智能三軸機器人等。噴涂往復機采用低壓大流量自動噴槍，智能機械手抓取導體的距離可自動調(diào)整。當導體進入噴漆室后，首先由安裝在支架頂部的智能長度檢測裝置檢測導體的長度后調(diào)整抓取位置及噴涂位置；確定位置后，由機械手抓取導體至噴涂位；導體放置到位后，啟動夾具兩端的旋轉機構，同時啟動噴涂往復機，完成噴涂工作；完成噴漆后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，依次往復完成小車上的導體噴涂作業(yè)。

　　4使用效果分析

　　該導體自動涂裝線從精益制造角度出發(fā)，實現(xiàn)了工藝布局緊湊合理、物流自動化轉運銜接順暢及生產(chǎn)節(jié)拍均衡的目標，并在涂裝質(zhì)量、作業(yè)環(huán)境、生產(chǎn)效率方面具有顯著特點。

　　4.1產(chǎn)品涂裝質(zhì)量方面

　　使用往復噴涂機最大的優(yōu)勢是柔性大，重復精度好，導體涂層均勻，表面漆膜好。通過編寫程序指令來實現(xiàn)噴涂的整個流程，它完全解決了人工噴涂所帶來的負面影響，有效保證了導體表面漆膜的光潔度、均勻性以及一致性，杜絕了流掛、虛噴、漏噴等人工操作的弊端。

　　4.2改善作業(yè)環(huán)境方面

　　采用自動噴涂作業(yè)后，操作者只需在噴漆房外操作往復噴涂機即可完成導體大面積的噴涂作業(yè)，可大大減少油漆噴涂對人體的傷害。

　　4.3生產(chǎn)效率方面

　　采用往復噴涂機進行自動噴涂作業(yè)，可減少噴漆作業(yè)工人數(shù)量及工作強度，工作時間明顯縮短，全自動噴涂可達到15min/件（這是針對長度為7500mm的導體），與原人工作業(yè)相比效率提高了1倍以上。同時涂料利用率得到提高，另外自動噴涂可減少VOC的排放量，達到了節(jié)能和環(huán)保的雙重目的。

　　5結語

　　高壓電器產(chǎn)品自動化涂裝工程設計本身就是一個量體裁衣的非標設計工作，根據(jù)被涂工件的結構特點、涂裝要求來設計工藝流程，根據(jù)廠房條件及上下工序的銜接需求來進行工藝布局，工裝的設計、輸送方式的選擇、噴涂方式的選擇都要綜合考慮。通過反復探索、改進，不斷提高實用性和可靠性來滿足工件的自動化涂裝要求。

　　參考文獻

　　[1]郭武.噴漆機器人的功能、選型及應用[J].機器人，1990，12（6）:54-59.

　　[2]李剛.德國bergerlahr噴涂機器人[J].機電一體化,2003（2）：86.

　　作者劉中華戴金鑫顧寶珊

　　

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