喷涂机器人喷涂模型与离线编程关键技术之研究高压静电喷涂原理

由第一章绪论中论述可知，目前喷涂机器人在乘用车涂装喷涂环节总广泛采用高压静电喷涂来替代传统的空气喷涂。高压静电喷涂的工艺原理如图2.3所示。

从图2.3中易见，涂料和空气经过管路进入喷枪。空气加压后成为高压成形空气在喷枪的末端与涂料混合。喷枪末端拥有雾化器，一般采用高速旋转的旋杯来作为雾化装置。旋杯高速旋转(一般转速不低于20000r/m)产生离心力与高压空气的压力一起作用于涂料，使其在离开旋杯时破碎为细小的雾滴。在旋杯的中心一般有静电极针与高压发生装置相连。静电极针在高压发生装置的作用下在旋杯末端一定的空间区域中形成高压静电场。从旋杯离散出来的涂料雾滴在经过高压电场时带上电荷，而待喷涂车身则带上与涂料雾滴极性相反的电荷。在库仑力和洛仑磁力的复杂作用下，涂料雾滴最终牢牢吸附在车身表面。这一点使得静电喷涂较传统空气喷涂而言拥有更高的涂料转移率和涂料附着率。

另一方面，随着喷涂的进行，待喷涂工件表面的电荷分布情况也在发生着变化。己经附着了涂料的车身区域，由于涂料所带异性电荷与车身表面电荷的中和，对后续涂料雾滴的库仑力吸引渐弱。而未喷涂区域对涂料雾滴的库仑力吸引较强。这样使得在静电场空间涂料雾滴能“自发的”向未喷涂的车身表面运动。这一特点也让静电喷涂的漆膜效果更佳均匀。

当然，喷涂机器人静电喷涂工艺也不是全然没有问题。如高压静电装置偶尔产生的电火花极易引起爆炸。同时在喷涂表面存在大量凹凸结构的工件时，由于工件的凹凸处电场分布会产生局部的法拉第电磁感应屏蔽现象，从而导致静电喷涂的“盲区”。另外为了保证生产安全，机器人和其他设备都应采取防爆措施。同时为了防止喷涂车身电荷集聚而引发高压放电，车身应良好接地。