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光熱測(cè)厚技術(shù)助力法國(guó)標(biāo)致雪鐵龍無(wú)底漆涂裝方案

Hophotonix ? 來(lái)源:Hophotonix ? 作者:Hophotonix ? 2022-12-14 11:37 ? 次閱讀
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法國(guó)標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)(PSA Peugeot Citro?n)最開(kāi)始是生產(chǎn)胡椒研磨機(jī),然后將其產(chǎn)品組合擴(kuò)展到自行車等,現(xiàn)在已經(jīng)是歐洲第二大汽車制造商。巴黎郊外的普瓦西(Poissy)工廠安裝了法國(guó)首個(gè)緊湊型水性噴漆工藝,并由ABB機(jī)器人控制以及虹科PS工業(yè)涂層測(cè)厚儀進(jìn)行涂層厚度的檢測(cè)。

“我們?cè)谄胀呶鞯臉?biāo)準(zhǔn)噴漆工藝包括應(yīng)用保護(hù)性電泳涂層、密封膠粘劑、紅色底漆(還可以保護(hù)電泳涂層免受紫外線損壞)、兩層色漆和一層清漆,車身在每層之間進(jìn)行烘烤?!惫S機(jī)器人自動(dòng)化和噴漆經(jīng)理 Philippe Moisan說(shuō), “現(xiàn)在提出了新的緊湊型解決方案,我們?nèi)サ袅吮Wo(hù)性底漆,但在兩層色漆之間添加了一種硬化劑,并稍微延長(zhǎng)烘烤的時(shí)間以提供相同的保護(hù)效果?!?/p>

在工廠里,車身懸掛在緩慢移動(dòng)的傳送帶上,依次到達(dá)噴漆車間以及噴漆房和烘烤間。在上色之前,它們還會(huì)通過(guò)覆蓋有鴕鳥(niǎo)羽毛的巨大滾筒,以在涂漆開(kāi)始之前去除所有最后的灰塵?!巴ㄟ^(guò)從流程中去除底漆階段,我們節(jié)省了大量資金,”Moisan 說(shuō), “我們少了一個(gè)噴房,少了一個(gè)烤箱,我們建造的任何新工廠都可以更小,”他繼續(xù)說(shuō)道。 “由于添加了硬化劑,新的色漆比以前的油漆成本略高,但我們節(jié)省了底漆,而且隨著該工藝在整個(gè)公司的推廣,將規(guī)?;亟档蛢r(jià)格?!?PSA是法國(guó)第一家使用這項(xiàng)技術(shù)的汽車制造商。

在工廠中,車身駛過(guò)各個(gè)噴漆室,首先由身穿全套防護(hù)服、戴著面罩的人手工噴涂?jī)?nèi)部涂層,他們小心翼翼地移動(dòng),熟練地將每一層噴涂到車輛上。機(jī)械臂覆蓋著亮藍(lán)色織物的保護(hù)性包裝,將色漆噴涂在汽車上,以自動(dòng)化的方式將噴嘴浸入油漆儲(chǔ)備中進(jìn)行補(bǔ)足。

由此可見(jiàn),PSA普瓦西自動(dòng)化無(wú)底漆的新方案的實(shí)施,離不開(kāi)靈活的機(jī)器手臂去盡可能減少人工操作,保證高效率和安全。另一方面,對(duì)于汽車涂層高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的滿足也離不開(kāi)快速精確的涂層測(cè)厚設(shè)備,而他們選擇的是一項(xiàng)新技術(shù)——光熱測(cè)厚技術(shù)。

光熱法實(shí)現(xiàn)涂層無(wú)損測(cè)厚

現(xiàn)階段,人工操作已經(jīng)逐漸減少,這也得益于自動(dòng)化機(jī)械臂的推廣使用?;谄噰娡慨a(chǎn)線的自動(dòng)化高要求,PSA選擇了ABB公司的 IRB 5500機(jī)器人?!耙?yàn)樗麄兪俏ㄒ荒軌蛱峁┛扇菁{ 17公斤傳感器的頂級(jí)安裝解決方案的供應(yīng)商。ABB解決方案也是唯一一種足夠靈活的機(jī)器人,可以在車輛周圍進(jìn)行 18種不同的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量檢查,”PSA 標(biāo)致雪鐵龍普瓦西工廠機(jī)器人自動(dòng)化和噴漆經(jīng)理 Philippe Moisan說(shuō)。

除此以外,噴涂涂層的厚度檢測(cè)對(duì)于確保與標(biāo)準(zhǔn)噴漆工藝相同的噴漆質(zhì)量保證至關(guān)重要。Moisan 提到:"新的色漆層必須足夠厚,以確保電泳涂層免受紫外線的傷害——任何厚度小于22um,油漆都可能剝落和剝落。"因此,該方案的實(shí)現(xiàn)需要快速精準(zhǔn)的無(wú)損測(cè)厚設(shè)備。

在涂層測(cè)厚技術(shù)方面,傳統(tǒng)的測(cè)厚技術(shù)并不能夠滿足自動(dòng)化集成的要求。比如破壞性的顯微鏡截面觀察法,需要切割車體,造成樣件損傷,并且測(cè)量步驟繁瑣,需要大量的人工操作;比如接觸式的磁性法、渦流測(cè)厚法,大多是人工手持操作,降低了測(cè)量效率,并且接觸表面檢測(cè)厚度有可能造成涂層損傷,對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化的檢測(cè)場(chǎng)景難適配。因此,針對(duì)普瓦西工廠的汽車涂層厚度測(cè)量要求,需要滿足機(jī)械臂集成要求的高精度無(wú)損測(cè)厚方案。

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針對(duì)于無(wú)損測(cè)厚,虹科測(cè)厚方案基于光熱技術(shù),其原理如下:首先利用調(diào)制后的激光/LED脈沖對(duì)涂層表層進(jìn)行加熱只是加熱1°~2°(所以對(duì)涂層不會(huì)有任何傷害和影響),然后產(chǎn)生的熱量向涂層內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。當(dāng)?shù)竭_(dá)涂層和基材的分界面是,熱輻射會(huì)反射,從而被測(cè)量頭中的傳感器探測(cè)到。而這個(gè)特征時(shí)間取決于涂層的散熱效率,通過(guò)激光信號(hào)紅外傳感器信號(hào)的相位差計(jì)算涂層厚度。

這種方法由于表征涂層厚度(或其他參數(shù))的不是信號(hào)幅度而是信號(hào)相位,即輻射熱波相對(duì)于激發(fā)光的時(shí)間偏移,因此這種測(cè)量方式對(duì)測(cè)量距離或探測(cè)角度的變化不敏感。對(duì)于曲面、粗糙表面以及濕膜,光熱測(cè)厚技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的厚度測(cè)量,而不受涂層表面狀態(tài)的影響。在測(cè)量時(shí)對(duì)于同種涂層只需要一次校準(zhǔn),并且測(cè)量精度可優(yōu)于1um,因此也被認(rèn)為是有機(jī)涂層的最佳測(cè)量方法。

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為了滿足汽車行業(yè)的自動(dòng)化集成的測(cè)厚要求,虹科提供專業(yè)的機(jī)械臂集成版本的PS工業(yè)涂層測(cè)厚儀,采用10.6um的高能量二氧化碳激光器,以及帶集成冷卻器的紅外探測(cè)器和紅外光學(xué)器件。測(cè)厚儀能夠在1~2s之內(nèi)測(cè)量得到優(yōu)于1um精度的涂層厚度數(shù)值,同時(shí)測(cè)量角度±20°,測(cè)量距離公差高達(dá)±50mm,能夠準(zhǔn)確測(cè)量曲面以及粗糙表面的涂層厚度。更重要的是,可選的ATEX 2G防爆版的涂層測(cè)厚儀都經(jīng)過(guò)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的防爆測(cè)試,滿足工業(yè)安全區(qū)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

更高質(zhì)量更緊湊的涂裝工藝

光熱測(cè)厚技術(shù)相較于傳統(tǒng)測(cè)厚技術(shù),具有無(wú)損非接觸、高精度、高穩(wěn)定性、快速測(cè)量、適配基底種類多、操作簡(jiǎn)單以及維護(hù)成本低等多種優(yōu)勢(shì)。這就是為什么 PSA公司為普瓦西工廠的三條生產(chǎn)線中都添加了一臺(tái)集成于ABB機(jī)器人的虹科PS工業(yè)涂層測(cè)厚儀(機(jī)械臂版),可以快速檢查汽車上的 18個(gè)點(diǎn)的厚度數(shù)據(jù),就像一個(gè)巨大的機(jī)器人醫(yī)生對(duì)每輛車進(jìn)行健康檢查。如果涂層厚度不夠,問(wèn)題區(qū)域?qū)⒈凰突卮蚰ィ囓嚿韺⑼ㄟ^(guò)傳送帶系統(tǒng)送回重新噴漆。

經(jīng)過(guò)非常成功的試點(diǎn)后,新的緊湊型涂裝流程已于2008年 11月投入運(yùn)營(yíng)。所有三條噴漆線都配備了ABB機(jī)器人和虹科光熱測(cè)厚儀系統(tǒng),目前只有被噴成紅色的汽車正在接受新的噴涂方案。這將逐漸擴(kuò)展到包括其他顏色,2009年底在普瓦西生產(chǎn)的每輛新車都采用了這種緊湊的油漆工藝。

“一旦我們確保系統(tǒng)在普瓦西的成功,我們將擴(kuò)展到 PSA所有其他使用水性涂料的生產(chǎn)基地的流程,” Moisan繼續(xù)說(shuō),“通過(guò)緊湊涂裝方案,我們可以繼續(xù)提供客戶期望從標(biāo)致雪鐵龍獲得的相同質(zhì)量、外觀和光澤,同時(shí)顯著降低成本,這在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下只會(huì)有所幫助。”

緊湊型涂裝解決方案的優(yōu)勢(shì)包括:不需要底漆意味著材料成本的節(jié)?。浑S著新涂料系統(tǒng)的量產(chǎn),規(guī)模化也將使該系統(tǒng)更加有利可圖;少一個(gè)噴房和少一個(gè)烘烤間意味著需要更少的占地面積,任何新工廠都可以更小。

當(dāng)然,無(wú)底漆方案的完善實(shí)施離不開(kāi)虹科PS工業(yè)涂層測(cè)厚儀(機(jī)械臂版)的輔助,基于光熱測(cè)厚法,能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于1um精度的測(cè)厚質(zhì)量,適配各種表面狀態(tài)的有機(jī)涂層,是汽車制造生產(chǎn)線中厚度測(cè)量的理想選擇。

審核編輯黃昊宇

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