一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法与流程

本发明涉及汽车涂装行业的高压静电自动喷涂领域，尤其涉及一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法。

背景技术：

汽车车身表面的涂装工艺用来满足人们对汽车耐腐蚀性、防锈性、耐候性、耐划伤性、耐污染性以及装饰性等多方面的要求，在人们对汽车产品个性化、多样化的定制需求日益剧增的今天，显得尤其重要。车身油漆自动喷涂新车型扩充的设计方法，用于汽车涂装行业的高压静电自动喷涂领域。现有自动喷涂机的新车型仿形工艺设计方法，包括新车型仿形、工艺设计等，采用手工方式测量实车车身关键尺寸来进行车身定位，并需反复高密度试错修订，工作量大、效率低，容易出错，精度低，并存在安全隐患，整个工程工期长，对生产影响比较大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的工作量大、难度高、安全可靠性低、容易出错、精度低、工期长的缺陷与问题，提供一种工作量小、难度低、安全可靠性高、不易出错、精度高、工期短的新车型自动喷涂仿形工艺设计方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法，包括以下步骤：

s1、仿形轨迹设计

s11、获取新车型仿形原始数据模型图片；

s12、对仿形原始数据模型图片进行标准化；

s13、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

s14、在离线仿真软件中进行侧喷仿形轨迹设计；

s15、在离线仿真软件中进行顶喷仿形轨迹设计；

s16、在不放置实际车身情况下，利用离线仿真软件的单步仿真测试功能，对仿形轨迹程序中的每一条轨迹程序进行逐个测试并修正；

s17、在不放置实际车身情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s18、在喷房输送链上放置实际车身，不开启喷涂功能的情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s19、对仿形轨迹进行优化；

s2、工艺参数设计

s21、获取新车型工艺原始数据模型图片；

s22、对工艺原始数据模型图片进行标准化；

s23、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

s24、划分车身顶部、侧面的喷涂区域；

s25、设定车身顶部、侧面的静电高压值；

s26、设定车身顶部、侧面的喷涂流量值；

s27、设定车身顶部、侧面的成型空气压力值；

s28、开启喷涂功能，在不放置实际车身情况下，对工艺参数进行测试并修正；

s29、在喷房输送链上放置实际车身，并开启喷涂功能的情况下，利用工艺参数，对实际车身进行喷涂，喷完烘干后，检查实际车身的油漆质量并修正工艺参数；

s210、对工艺参数进行优化。

步骤s12中，采用phtoshop软件对仿形原始数据模型图片进行标准化处理，标准化要求为：图片画布像素要求前后围为260*260，侧围为260*720，并按照1pixel＝1cm进行放缩。

步骤s13中，在面漆传输链上放置一台带撬体的车身，由带撬体车身在面漆传输链上的实际位置，相对于伺服控制系统的坐标体系中的坐标值，来确定数据模型图片在离线仿真软件中的坐标值。

步骤s14中，先对车身侧围面进行区域划分，然后每一个区域确定一条仿形轨迹；

确定仿形轨迹时，先指定目标仿形轨迹曲线的初始位置和目标位置，再在初始位置和目标位置之间沿时间轴插入一个控制设定点，然后根据三点成圆弧的规则，来生成一条仿形轨迹。

步骤s15中，在视图环境下的侧视图中，先根据车身外部轮廓确定各仿形控制点及坐标，然后根据各仿形控制点生成仿形轨迹。

步骤s14、s15中，旋杯与车身之间的距离为230mm～280mm。

步骤s24中，喷涂区域的划分个数小于等于18个。

步骤s25中，静电高压值为60kv～80kv。

步骤s26中，喷涂流量值为50ml/min～120ml/min。

步骤s27中，成型空气压力值为50bar～120bar。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法中，通过车身仿形、工艺设计、综合调试的流程及开发过程，实现车身涂装仿形技术、工艺参数设计与综合调试等关键技术可视化、标准化、流程化，具有工作量小、难度低、安全可靠、不易出错、精度高、工期短等特点，为新车型自动喷涂的开发与量产，提供可靠的基础与技术支持，具有很好的实用价值。因此，本发明工作量小、难度低、安全可靠性高、不易出错、精度高、工期短。

附图说明

图1是本发明中仿形轨迹设计流程图。

图2是本发明中工艺参数设计流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2，一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法，包括以下步骤：

s1、仿形轨迹设计

s11、获取新车型仿形原始数据模型图片；

s12、对仿形原始数据模型图片进行标准化；

s13、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

s14、在离线仿真软件中进行侧喷仿形轨迹设计；

s15、在离线仿真软件中进行顶喷仿形轨迹设计；

s16、在不放置实际车身情况下，利用离线仿真软件的单步仿真测试功能，对仿形轨迹程序中的每一条轨迹程序进行逐个测试并修正；

s17、在不放置实际车身情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s18、在喷房输送链上放置实际车身，不开启喷涂功能的情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s19、对仿形轨迹进行优化；

s2、工艺参数设计

s21、获取新车型工艺原始数据模型图片；

s22、对工艺原始数据模型图片进行标准化；

s23、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

s24、划分车身顶部、侧面的喷涂区域；

s25、设定车身顶部、侧面的静电高压值；

s26、设定车身顶部、侧面的喷涂流量值；

s27、设定车身顶部、侧面的成型空气压力值；

s28、开启喷涂功能，在不放置实际车身情况下，对工艺参数进行测试并修正；

s29、在喷房输送链上放置实际车身，并开启喷涂功能的情况下，利用工艺参数，对实际车身进行喷涂，喷完烘干后，检查实际车身的油漆质量并修正工艺参数；

s210、对工艺参数进行优化。

步骤s12中，采用phtoshop软件对仿形原始数据模型图片进行标准化处理，标准化要求为：图片画布像素要求前后围为260*260，侧围为260*720，并按照1pixel＝1cm进行放缩。

步骤s13中，在面漆传输链上放置一台带撬体的车身，由带撬体车身在面漆传输链上的实际位置，相对于伺服控制系统的坐标体系中的坐标值，来确定数据模型图片在离线仿真软件中的坐标值。

步骤s14中，先对车身侧围面进行区域划分，然后每一个区域确定一条仿形轨迹；

确定仿形轨迹时，先指定目标仿形轨迹曲线的初始位置和目标位置，再在初始位置和目标位置之间沿时间轴插入一个控制设定点，然后根据三点成圆弧的规则，来生成一条仿形轨迹。

步骤s15中，在视图环境下的侧视图中，先根据车身外部轮廓确定各仿形控制点及坐标，然后根据各仿形控制点生成仿形轨迹。

步骤s14、s15中，旋杯与车身之间的距离为230mm～280mm。

步骤s24中，喷涂区域的划分个数小于等于18个。

步骤s25中，静电高压值为60kv～80kv。

步骤s26中，喷涂流量值为50ml/min～120ml/min。

步骤s27中，成型空气压力值为50bar～120bar。

本发明的原理说明如下：

从工艺设计的车身3d数模里导出车身模型图片。在离线仿真软件中对新车型进行定义，包括车型代号，仿形程序编码，车身长、宽、高，开始位置，偏移量等。在离线仿真软件中，根据车身在喷涂机相对位置，设置车身模型图片在仿真编程环境视图里的前视图、俯视图、后视图的起始限位边界坐标。仿形数据模型图片在离线仿真软件中坐标值，实际上是要以伺服控制系统的坐标体系作为参考基准，此坐标参数将直接影响伺服仿形运动精度、可靠性以及安全性。

因车身各个部位的差异，最终会引起喷涂后各区域膜厚间的差异可能较大，要使各区的膜厚均匀，仿形轨迹与仿形运动速度分别可调，这就需要对车身喷涂面进行划块，使不同的喷涂区域采取不同的仿形轨迹与仿形运动速度，并随时可调。首先要对车身侧围面进行区域划分，然后每一个区域确定一条仿形轨迹，根据轨迹规划原理，要确定一条仿形轨迹，首先要指定目标仿形轨迹曲线的初始位置和目标位置，然后在初始位置和目标位置之间沿时间轴插入一个“控制设定点”，根据三点成圆弧的规则，来生成一条仿形轨迹。为了使仿形轨迹更精确，需要在起始两点a、c之间插入一系列“控制设定点b”，来使之更精确地逼近目标路径。这样，在特定周期内，内置仿形算法会自动计算并规划仿形喷涂轨迹，不断进行插补计算，就会自动生成一条拟合曲线，即一条圆弧的仿形轨迹。若要规划与车身外形曲面更逼近、更贴近、更精确的仿形轨迹，那需要增加更多的特征点来对运动路径进行约束，而且还需要优化更先进、效率更高的插补算法，这样，才能规划生成一条位置和速度都连续的平滑运动轨迹，使旋杯的运动轨迹连续平滑，满足精确的仿形要求。根据分区的大小与宽度，从而确定不同长度的仿形轨迹，在一定时间内，不同的长度的轨迹，就确定了不同速度。

在顶喷仿形设计时，特别要注意前围与后围的轨迹规划，x轴与z轴，以及传输链的同步脉冲之间的配合，否则极有可能会造成旋杯与车身相撞，造成设备损坏，或在生产时频繁报警，导致无法生产。

旋杯尽量与被喷工件任意表面保持垂直，并相对于被喷工件匀速运动的条件下，完成对被喷工件表面轮廓的仿形，太近容易造成高压报警以及影响喷涂质量，太远浪费油漆以及影响喷涂质量。

对仿形轨迹程序中的每一条轨迹程序进行逐个测试，检测是否合理、平滑，有无报警等问题点；如果有异常，则需要按照前面所述轨迹规划设计的方法与步骤，对仿形轨迹程序进行修改，并调整每条异常轨迹程序的控制点的坐标、轨迹的速度等，以上反复，直到每条轨迹无异常为止。

对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试，检测前后各条轨迹之间仿形运行过渡与衔接是否平滑、是否有无报警等问题点；若有异常，则需要按照前面所述轨迹规划设计的方法与步骤，对仿形轨迹程序衔接处异常的控制点进行修改，调整控制点的坐标、轨迹的速度等，以上反复，直到所有轨迹无异常为止。

实车全流程调试：检测并实物观察喷头旋杯与车身之间的距离，是否过近、过远，是否有干涉或撞旋杯，各轨迹程序之间仿形运行过渡与衔接是否平滑，是否有无报警等问题点；若有异常，则需要按照前面所述轨迹规划设计的方法与步骤，对仿形轨迹程序异常的控制点进行修改，调整控制点的坐标、轨迹的速度等，以上反复，直到所有轨迹无异常为止。为达到更好的喷涂效果与保证安全(防止撞车与防止高压报警安全)，进一步根据实车，对仿形轨迹控制点、速度等，进行优化修改。

仿形数据模型图片在离线仿真软件中坐标确定，工程化；因为仿形数据模型图片坐标定位，实际上是旋杯仿形运动的参考基础，需要根据带撬体车身实际位置尺寸来确定，此坐标参数将影响旋杯喷涂区域定位、雾幅覆盖的准确性。

一般情况下，因车身各个部位的差异，最终会引起喷涂后各区域膜厚间的差异可能较大，要使各区的膜厚均匀，各区域内高压、流量、成型空气分别可调，这就需要对车身喷涂面进行划块，使不同的喷涂区域采取不同的喷涂工艺参数，并随时可调，以提高喷涂质量；根据现场调试、试验经验，不同的车身外形、不同的曲面，进行区域划分，一个车身，最多区域划分，不得超过18个。

一方面实现静电雾化，另一方面形成加速电场，是提高涂料利用率的关键参数；过高的电压会导致高压报警故障，频繁停机；或造成打火、火灾等安全事故。

喷涂流量是油漆膜厚及均匀性的直接反映，通过区域划块来调整流量，是解决漆膜均匀性最行之有效的方法，并有效防止流挂问题、薄喷等质量问题的发生。

成型空气压力是控制旋杯漆雾扇面大小的参数，针对不同大小喷涂区域，通过设定不同压力成型空气，可以有效控制喷涂扇幅大小，以适应面积大小不同的喷涂区域，也可以控制漆膜厚度，提高涂料利用率，也能一定程度防止流挂、薄喷等质量问题的发生。

仿真测试时，对旋杯、油漆阀、主针、喷涂参数进行测试，观察旋杯旋转动作、转速，油漆阀、主针开启关闭是否异常或报警，喷涂参数是否正常，若不正常，则需要对物理部件检查、排除故障，以及按照前面参数设计的方法与步骤，对喷漆流量、静电高压值、成型空气压力、旋杯转速等喷涂工艺参数进行修改、调整，以上反复，直到所有轨迹无异常为止。

检查车身喷涂的油漆质量时，如发现漏喷、薄喷、厚喷、膜厚不聚云、流挂、缩孔、橘皮、无光泽等问题，则需要对喷漆流量、静电高压值、成型空气压力、旋杯转速等各工艺参数，进行反复调整、反复优化，直到油漆质量无异常、合格、达到质量标准为止。

在工艺参数调试过程中，影响车身油漆品质的因素如下：仿形轨迹、运动速度、喷涂距离、静电电压、喷涂流量、成型空气压力、旋杯转速、分区划块，这些参数需要根据其各自对喷涂质量影响的特性，分别或综合进行考虑、调整，并通过现场反复的实车喷涂，反复调试，来获得最佳的喷涂效果。相关工艺参数设置如下表。

实施例：

参见图1、图2，一种新车型自动喷涂仿形工艺设计方法，包括以下步骤：

s1、仿形轨迹设计

s11、获取新车型仿形原始数据模型图片；

s12、对仿形原始数据模型图片进行标准化；

采用phtoshop软件对仿形原始数据模型图片进行标准化处理，标准化要求为：图片画布像素要求前后围为260*260，侧围为260*720，并按照1pixel＝1cm进行放缩；

s13、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

在面漆传输链上放置一台带撬体的车身，由带撬体车身在面漆传输链上的实际位置，相对于伺服控制系统的坐标体系中的坐标值，来确定数据模型图片在离线仿真软件中的坐标值；

s14、在离线仿真软件中进行侧喷仿形轨迹设计；

先对车身侧围面进行区域划分，然后每一个区域确定一条仿形轨迹；

确定仿形轨迹时，先指定目标仿形轨迹曲线的初始位置和目标位置，再在初始位置和目标位置之间沿时间轴插入一个控制设定点，然后根据三点成圆弧的规则，来生成一条仿形轨迹；

旋杯与车身之间的距离为230mm～280mm；

s15、在离线仿真软件中进行顶喷仿形轨迹设计；

在视图环境下的侧视图中，先根据车身外部轮廓确定各仿形控制点及坐标，然后根据各仿形控制点生成仿形轨迹；

旋杯与车身之间的距离为230mm～280mm；

s16、在不放置实际车身情况下，利用离线仿真软件的单步仿真测试功能，对仿形轨迹程序中的每一条轨迹程序进行逐个测试并修正；

s17、在不放置实际车身情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s18、在喷房输送链上放置实际车身，不开启喷涂功能的情况下，在离线仿真软件中，对全部仿形轨迹程序中的所有条轨迹程序进行连续执行测试并修正；

s19、对仿形轨迹进行优化；

s2、工艺参数设计

s21、获取新车型工艺原始数据模型图片；

s22、对工艺原始数据模型图片进行标准化；

s23、确定标准化后的数据模型图片在离线仿真软件中的坐标；

s24、划分车身顶部、侧面的喷涂区域；

喷涂区域的划分个数小于等于18个；

s25、设定车身顶部、侧面的静电高压值；

静电高压值为60kv～80kv；

s26、设定车身顶部、侧面的喷涂流量值；

喷涂流量值为50ml/min～120ml/min；

s27、设定车身顶部、侧面的成型空气压力值；

成型空气压力值为50bar～120bar；

s28、开启喷涂功能，在不放置实际车身情况下，对工艺参数进行测试并修正；

s29、在喷房输送链上放置实际车身，并开启喷涂功能的情况下，利用工艺参数，对实际车身进行喷涂，喷完烘干后，检查实际车身的油漆质量并修正工艺参数；

s210、对工艺参数进行优化。