汽車噴塗技術及系統集成

緒論  001
第1章  噴塗技術在汽車製造中的應用  004
1.1  噴塗技術在汽車塗裝線中的應用  004
1.1.1  車身油漆  005
1.1.2  車身塗膠  007
1.1.3  空腔保護  010
1.2  噴塗技術在汽車焊裝線的應用  011
1.3  噴塗技術在汽車總裝線的應用  013

第2章  流體和塗料的基礎知識  016
2.1  流體的基礎知識  016
2.1.1  流體的黏度和剪切  016
2.1.2  牛頓流體和非牛頓流體  018
2.1.3  流體在管道中的流態  019
2.1.4  流體運動的壓力損失和計算  020
2.1.5  液體的壓縮和溫度體積膨脹  023
2.2  噴塗材料的一般知識  025
2.2.1  汽車噴塗材料家族  025
2.2.2  油漆  026
2.2.3  膠  028
2.2.4  蠟和聚氨酯發泡材料  029
2.2.5  溶劑  029
2.2.6  固化劑  030
2.3  塗料的理化特性  030
2.3.1  塗料的黏度和剪切特性  030
2.3.2  塗料的管路流態  031
2.3.3  塗料的流變特性曲線  032
2.4  噴塗材料黏度的測量  033
2.5  噴塗材料的輸送  034

第3章  噴塗的基礎知識  036
3.1  汽車塗裝的工藝流程  036
3.1.1  前處理、電泳  037
3.1.2  車身塗膠  038
3.1.3  車身油漆  038
3.1.4  空腔加注  041
3.2  噴塗的作業方式  042
3.3  噴塗系統的構成和運行模式  044
3.3.1  噴塗系統的構成  044
3.3.2  工位供給和集中供給模式  045
3.3.3  塗料輸送  049
3.3.4  塗料循環系統的運行模式  053
3.4  塗料系統的臨時生產和換色  054
3.4.1  小系統  054
3.4.2  油漆系統的換色  055
3.4.3  走珠式快速換色系統  055

第4章  通用噴塗機具設備  057
4.1  噴具  057
4.1.1  空氣噴槍  058
4.1.2  無氣噴槍  059
4.1.3  混氣噴槍  060
4.1.4  靜電噴槍  061
4.1.5  雙組分噴槍  062
4.1.6  擠膠槍  062
4.1.7  熱熔膠槍  062
4.1.8  專用噴槍  063
4.1.9  旋杯  065
4.2  塗料泵  070
4.2.1  柱塞泵  072
4.2.2  容積泵  093
4.2.3  隔膜泵  095
4.2.4  齒輪泵  097
4.2.5  螺杆泵  098
4.3  流體處理元件  098
4.3.1  攪拌器  098
4.3.2  塗料穩壓器  099
4.3.3  塗料過濾器  099
4.3.4  塗料調壓器  101
4.3.5  塗料背壓器  103
4.3.6  空氣處理元件  105
4.4  流體測量和控制元件  106
4.4.1  溫度傳感器  106
4.4.2  壓力傳感器  108
4.4.3  流量計  108
4.4.4  液位計  110
4.4.5  儀器儀錶  111
4.4.6  電氣驅動元件  112
4.4.7  氣控元件  113
4.5  噴塗設備  115
4.5.1  換色器  115
4.5.2  雙組分配比器  116
4.5.3  膠體流量控制器  117
4.5.4  高壓雙組分配比設備  118
4.6  噴塗機器人  120
4.6.1  油漆噴塗機器人  120
4.6.2  膠蠟噴塗機器人  122
4.6.3  噴塗機器人的控制  122
4.7  其他噴塗設備  122

第5章  噴塗系統非標設備的設計與製作  124
5.1  塗料桶  124
5.1.1  油漆桶  124
5.1.2  溶劑、固化劑桶  126
5.1.3  廢溶劑桶  127
5.1.4  中轉膠桶  128
5.1.5  水套桶  129
5.2  攪拌器  129
5.2.1  油漆攪拌器  129
5.2.2  高黏度材料攪拌器  130
5.3  塗料溫控設備  131
5.3.1  管中管式換熱器  131
5.3.2  管中管溫度控制器總成  132
5.3.3  管中管模組  133
5.3.4  媒質供給單元  135
5.4  液壓站  138
5.4.1  液壓油箱  141
5.4.2  液壓主泵  141
5.4.3  控制元件  141
5.4.4  冷卻系統  142
5.4.5  液壓油  142
5.5  其他配套機具  142

第6章  油漆噴塗系統的設計和集成  144
6.1  噴塗系統的設計要求  144
6.1.1  生產綱領和技術要求  144
6.1.2  設計大綱和設計任務書  145
6.1.3  項目設計流程  145
6.1.4  項目設計內容  145
6.2  油漆供給系統的設計  146
6.2.1  油漆供給系統的結構設計  146
6.2.2  油漆供給系統的流量設計  152
6.2.3  油漆輸送管路的設計  156
6.3  油漆供給單元的集成  164
6.3.1  主泵模組  165
6.3.2  油漆桶模組  166
6.3.3  流體處理模組  168
6.3.4  溶劑、固化劑供給單元  170
6.4  塗料輸送管路和槍站  170
6.4.1  油漆輸送管路  170
6.4.2  槍站  172
6.4.3  壓縮空氣供給單元  174
6.5  油漆溫控單元  175
6.6  廢溶劑回收、反沖洗單元  179
6.6.1  洗槍盒  179
6.6.2  反沖洗  179
6.6.3  廢溶劑中轉站  179
6.6.4  廢溶劑回收和反沖洗管道  181
6.6.5  廢溶劑回收  183
6.7  小系統  184
6.8  走珠式換色系統  184
6.8.1  走珠式換色系統的原理  185
6.8.2  走珠式換色系統的結構模式  188
6.8.3  簡易走珠模式  188
6.8.4  主、支管走珠模式  193
6.8.5  單通道矩陣走珠模式  194
6.8.6  多通道矩陣模式  197
6.8.7  支管選色模式  199
6.8.8  供漆單元  200
6.8.9  溶劑供給和廢溶劑回收系統  202
6.8.10  中壓空氣站  202
6.8.11  控制中心  202
6.9  油漆噴塗系統的安全和環境要求  202
6.9.1  調漆間、儲漆間的安全要求  202
6.9.2  調漆間、儲漆間的環境要求  203

第7章  膠、蠟、發泡系統的設計和集成  204
7.1  膠蠟系統的結構和管線設計  204
7.1.1  膠蠟系統與油漆系統的異同  204
7.1.2  單級和雙級供給系統  205
7.1.3  供給系統的循環  208
7.1.4  供膠輸送管路的設計  208
7.1.5  系統工作壓力計算和主泵選取  213
7.1.6  管路溫控設計  214
7.2  供膠系統的集成  216
7.2.1  供膠系統的基本配置  216
7.2.2  各膠種系統配置  219
7.3  注蠟系統的設計與集成  223
7.3.1  供蠟單元  223
7.3.2  定量注蠟  224
7.3.3  定量注蠟槍  224
7.3.4  注蠟槍站  226
7.3.5  車型識別裝置  226
7.3.6  控制單元  227
7.4  聚氨酯發泡空腔灌注系統的設計與集成  227
7.4.1  材料供給單元  227
7.4.2  主機單元  228
7.4.3  發泡主機  229
7.4.4  槍站單元  234
7.4.5  系統的循環狀態  238
7.4.6  乾燥空氣模組  239
7.4.7  機器人加注的位置識別  239
7.5  焊裝線和總裝線的塗膠  242
7.5.1  點焊膠塗膠系統  242
7.5.2  熱熔膠塗膠系統  243
7.5.3  窗玻璃膠塗膠系統  243

第8章  電氣控制系統的設計和集成  245
8.1  工業現場的PLC控制系統  245
8.1.1  工業現場總線  245
8.1.2  PLC主控單元硬件結構  246
8.1.3  PLC工控系統的總線網絡結構  249
8.1.4  CPU的工作方式  254
8.1.5  PLC系統的人機界面  255
8.1.6  變量控制  257
8.1.7  系統軟件和用戶程序  258
8.2  油漆噴塗系統的控制單元  259
8.2.1  油漆供給單元的控制  259
8.2.2  油漆溫控單元的控制  262
8.2.3  廢溶劑回收單元的控制  264
8.2.4  走珠式換色系統的控制  266
8.2.5  油漆供給系統的中控界面  267
8.3  打膠系統的控制單元  275
8.3.1  供膠單元的控制  276
8.3.2  供膠系統的溫度控制  276
8.3.3  供膠系統的主控單元  276
8.4  注蠟系統的控制單元  281
8.4.1  供蠟單元的控制  281
8.4.2  定量注蠟的控制  281
8.5  聚氨酯雙組分發泡系統的控制單元  285
8.6  控制單元的製作  290
8.6.1  主站中控櫃  290
8.6.2  工位控制箱  292

第9章  噴塗系統的安裝施工、流道處理、系統調試  293
9.1  設備安裝和管路架設  293
9.1.1  設備安裝  293
9.1.2  管路架設  293
9.1.3  管路連接  294
9.1.4  管路加熱  296
9.1.5  管路保溫  297
9.1.6  電氣設備佈線  297
9.2  塗料管路的檢漏和耐壓試驗  298
9.2.1  氣體檢漏和保壓試驗  298
9.2.2  液體保壓和耐壓試驗  299
9.3  管路的酸洗鈍化和系統的清洗  300
9.3.1  不銹鋼管路的酸洗鈍化  300
9.3.2  系統的清洗  302
9.4  噴塗系統的調試  304
9.4.1  設備、傳感器、儀錶的定標  306
9.4.2  系統初始化  307
9.4.3  系統調試  308
9.4.4  人員培訓  311
9.5  試生產  311
9.6  噴塗系統的停機和再開機  311
9.7  噴塗系統的操作和維護  312
9.7.1  更換濾袋、濾芯  313
9.7.2  穩壓器和儲能器充氣  314
9.7.3  電動機和主泵維護  314

第10章  汽車漆膜及外觀檢測  315
10.1  外觀檢測  316
10.1.1  光澤儀  318
10.1.2  霧影儀  319
10.1.3  橘皮儀  320
10.1.4  雲霧儀  323
10.2  顏色檢測  325
10.2.1  顏色系統和檢測原理  326
10.2.2  顏色的測量  330
10.2.3  分光色彩紋理儀  332
10.3  物理測試儀器  333
10.3.1  漆膜測試儀器  333
10.3.2  濕膜及油漆測試儀器  337
10.3.3  塗料參數測試  339
10.3.4  烘烤測試  340
10.4  機器人檢測  342
參考文獻  343

附錄  344
附錄1  常用噴塗術語簡明漢英對照表  344
附錄2  噴塗技術常用物理單位對照表  351

臧齊安，北京瑞科恒業噴塗技術有限公司總工程師，在汽車噴塗專業從事設計、技術工作30餘年，參加過數百個汽車廠噴塗生產線設計建造（包括TESLA、吉利、比亞迪、奇瑞、長城等），開發過塗料流體壓力平衡仿真軟件等，主持開發過國內首個軍事裝備迷彩數碼噴塗系統。