一种内饰件喷涂降噪剂自动化设备的研制

刘佰林，于 海

（沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁 沈阳 110168）

引言

汽车行驶过程中车内的内饰件与所接触的车体本身的金属件会产生相对的微小位移，因而容易发出“吱吱”的摩擦噪音。目前解决该问题的办法是人工用刷子在内饰件上涂上一层降噪剂，表面会很光滑，从而降低了滑动摩擦阻力，这样就降低了汽车在行驶中产生的噪音。但这种人工涂抹的工艺无法满足产量和涂抹质量的要求，涂抹层往往会比较厚，材料成本高。因而，研发一种能提高喷涂质量、提高产量和降低材料成本的喷涂自动化的设备具有深远意义。

1 设备的工作原理

该设备主要通过内循环使托盘流转至自动喷涂工位，利用机器人进行自动喷涂降噪剂。托盘作为周转载体，通过自动喷涂工位两侧的分层提升机进行托盘的换层输送，喷涂完成前后，利用输送机进行传输和缓存，最大限度地利用空间，达到工件的周转。另外，为了保证工艺温度和湿度的要求，在出料口后方设置烘干系统。

2 设备的机构组成

该设备主要利用机器人代替人工进行喷涂降噪剂，以托盘作为内饰件的载体，通过传输机构进行输送转运，主要包括自动喷涂系统1、托盘2、托盘传输机3、分层升降机4、喷涂位传输机构5、缓存位传输机构6 和烘干系统7，见图1。人工将内饰件放入托盘2 内，托盘传输机3（右侧）将托盘2 输送进分层升降机4（右侧）内，分层升降机4（右侧）输送托盘2上升到最高处，喷涂位传输机构5 再按照箭头所以方向将托盘2 输送到自动喷涂系统1的上方精确定位，机器人进行喷涂完成后，托盘2 进入到分层升降机4（左侧）内，分层升降机4（左侧）下降将托盘2 输送到托盘传输机3（左侧）内，人工将喷涂完成的内饰件取出，托盘传输机3（左侧）将托盘2 送回分层升降机4（左侧）内，分层升降机4（左侧）将托盘2 输送到最低位，缓存位传输机构6 将托盘2 输送到托盘缓存位，缓存位传输机构6 再将托盘2 输送到分层升降机4（右侧）内，托盘2 再进入托盘传输机3，人工继续上内饰件，整个系统托盘有多套，托盘2 无限循环。

图1 设备机构组成图

2.1 自动喷涂系统

系统主要由工业自动机器人、喷枪、物料存储小罐、备用物料大罐以及控制系统组成。如下页图2 自动喷涂系统结构所示，自动喷涂工艺采用由下向上喷涂，喷枪安装在工业机器人上，对喷涂工位上方的托盘内的内饰件进行自动化喷涂作业。小罐里面的降噪剂直接供给喷枪使用，采用对密闭的物料小罐施加压力的方式，用喷枪将降噪剂喷出。备用物料的大罐给小罐补料使用，放置在设备外，在设备不停机的状态下，小罐物料低液位传感器报警后，密闭的大罐也是采用施加压力的方式对小罐进行补充物料物料。大罐带有搅拌装置对物料大罐里的物料进行搅拌，防止物料沉淀。

图2 自动喷涂系统结构

2.2 托盘

托盘主要由托盘框架、行走滚轮、工件定位夹具、托盘传输定位套、托盘喷涂定位套，托盘识别电子标签等构成。托盘在设备内移动采用滚动的方式，托盘在设备内循环运行。多种工件的托盘与系统的接口一致，结构如图3 所示。

图3 托盘结构

2.3 托盘传输机

托盘传输机主要由托盘传输轨道、托盘移动机构、更换托盘机构、工件检测传感器等结构件组成。托盘移动机构带动托盘在托盘操作工位与分层提升机之间进出。当托盘移动到操作工位时，可上件。托盘传输机更换托盘的时侯，更换托盘机构的托盘抱紧气缸压臂打开，定位销从托盘定位套里抽出，更换托盘机构下降，低于托盘，打开上件工位侧面的安全门，托盘可从上料工位侧面滑出，更换托盘。

2.4 分层升降机

主要由链条、动力输送系统、托盘输送轨道、托盘挡停机构、层位零点矫正传感器等结构框架组成。托盘分层升降机使用等节距链条，其中每一层的托盘输送轨道的间距均相同，托盘进出升降机后，都有相应的托盘挡停机构定位托盘，防止托盘下降过程中滑出。分层下降机一层一层地向一个方向转动，有误差矫正的功能。衔接的托盘输送轨道高度差过多时，层位零点矫正传感器发出信号，PLC 控制分层提升机执行自动校零点功能，让托盘输送轨道回到原始的层位高度，机构如图4 结构所示。

图4 分层升降机结构

2.5 喷涂位传输机构

该机构具有双抓手的功能，可同时带动两个托盘移动，主要由托盘传输轨道、气缸穿销机构、齿轮齿条、导轨滑块、电机驱动机构、喷涂位托盘穿销定位机构等组成。喷涂位托盘穿销定位机构对托盘进行精确定位，保证托盘位置的准确，实现对内饰件精确位置的喷涂。当分层提升机顶层有托盘，分层下降机顶层没有托盘，且喷涂工位喷涂作业完成，喷涂位托盘双抓手的气缸穿销机构动作定位两个托盘；喷涂位托盘穿销定位机构释放托盘，分层提升、下降机的顶层托盘挡停机构回原位，喷涂位托盘双抓手带动两个托盘同时移动。分层提升机里的托盘进入喷涂工位，喷涂工位的托盘进入分层下降机的顶层。在喷涂位托盘穿销定位机构定位托盘；在分层下降机顶层的托盘定位机构定位进入的托盘。喷涂位托盘双抓手的气缸穿销机构动作释放两个托盘，而后回原位等待下一次循环动作。

缓存位传输机构结构特点与其相同。

2.6 烘干系统

托盘进入分层下降机，采用吹热风的方式对降噪剂进行烘干，热风可以在封闭烘干区域进行循环，起到节能的效果。干燥后的工件不会因人工下料对喷涂表面产生不良影响。

3 运行效果

1）使用自动化设备后产品质量更加稳定。由于人工参与导致产品的质量控制难，易出现不合格产品，喷涂降噪剂自动化设备使产品质量稳定，鲜有不合格品出现。

2）降低了降噪剂的使用量，从而降低了生产成本。原来人工涂抹不均匀，厚度为0.1～0.2 mm，比较厚；喷涂降噪剂自动化设备使喷涂厚度被控制在5～20μm，不仅薄而且均匀。该此设备实现了全自动化喷涂，效率高。人工涂抹一套车内饰件需要120 s，现在设备中一套托盘放置一套内饰件，一套车所需内饰件需要2 个托盘，每个托盘运行节拍45 s，自动喷涂一套车节拍45×2=90 s，人工涂抹一套车节拍120 s，每套车节省时间120-90=30 s，生产效率大幅提高。

4 结语

通过上述介绍可以看出，该内饰件喷涂降噪剂自动化设备通过机器人来进行喷涂，使产品质量稳定性得到了很大的提高，同时，该设备加快了喷涂速度，减少了机器人待机时间和托盘周转时间，进而提高了生产效率。该设备将机器人喷涂技术应用在汽车内饰件降噪领域，为汽车内饰件的加工工艺提供了新思路。另外，该设备具有低碳，环保，生产率高，质量可控的特点，大大降低了生产成本，适用于产业化集成批量制造。该设备的研发成功使我国汽车内饰件加工制造领域进入了全新的发展阶段。