目前自动化涂装生产设备的供应商必须面对一个越来越严重的挑战，就是客户安排给设备拆除、更新和现代化改造的工作时间正在变得越来越短，而这个时间对供应商来讲却是至关重要的。同时各种步骤更简单的新工艺也正在不断地引入涂装生产，这就迫使设备供应商们必须及时推出生产效率更高、单位成本更低的产品，以满足市场的要求。当然这些因素会给供需双方都带来风险，但是客户要求无论在什么条件下，设备的运行必须正常可靠，这也是合理的要求。那么设备供应商如何才能既满足客户的要求，又使项目的风险程度降到最低呢？下面我们举两个最近发生的实例来说明这个问题。 

　　第一个例子是德国萨克森汽车公司。2008年夏天，该公司计划对汽车面漆的涂装设备进行全面的改造。项目包括两条涂装生产线，既要配置旋杯式喷涂设备也要包含部分手工操作，而且要求在技术上是最先进的、全自动化的。我们来看看这个项目的进度吧：整个工程用了87台机器人和几百吨的各类设备，包括金属架构、涂装站设备和传送装置等。订单是2007年12月才签给杜尔公司的，2008年7月11日开始现场安装，8月初就生产出了第一台车体[1]。

　　第二个例子是在2006年，一家日本的OEM生产商决定改造自己的涂装厂，既要增添新的涂装设备为英国客商加工汽车保险杠，还要应用最先进的技术对原有的车体涂装车间进行全面的改造，以便更好地承揽国内外的加工。这家生产商要求采用旋转式雾化器、静电喷涂设备和集成式油漆换色系统，同时对设备的供应和自动化系统的选配都提出了很高的要求。整个项目的施工期却只有夏、冬两个短暂的假期，各有2-3周而已。

　　如何才能实现客户的这些要求呢？怎么才能既保证设备按时投入运行，又符合质量要求呢？采取什么措施才能尽量减少风险呢？实践证明，解决这些问题的要素是多方面的，而且只有互相配合好了才能保证最终的成功。

图1：仅用3周时间，建成了由87台机器人组成的两条面漆涂装生产线，这真是世界纪录。

　　首先，供需双方都需要建立一支训练有素、合格的专业队伍，在工程设计和现场安装阶段都能很好地配合工作。此外，要认真地对各项工作做出计划，包括最细小的环节。项目实施过程中要采用离线的方式，提前对机器人的设计和编程进行检验，同时对关键的涂装工艺要进行模拟试验。这样可以预先发现和解决可能出现的问题，提高项目的安全性。设计阶段的结果出来后先要在技术中心里进行试验，确认选择的工艺流程和参数在现场试车时能达到要求的涂装质量。此外在设备起运前还要对整个机器人系统进行预试车，检验机器人的程序并对各项功能进行详细的试验，提前发现和解决存在的缺陷，确保机器人系统整体的质量。

　　通过以上对项目执行过程的简单叙述我们可以看到，技术中心的试验和验证对提高项目的安全性起到了不可低估的作用。在离线的模拟试验中，要按照标准的工艺参数检查设备的运动程序。预试车时则要用真的汽车车体，采用项目规定的应用技术，使用真的涂料，实际检查加工效果是否符合客户的要求。可以说，技术中心的这种试验是在设备现场安装之前，检验其预期效果的唯一有效的手段。通过前述两个工程的成功实践，我们对在技术中心进行试验的程序和范围也有了更准确的把握。

　　我们需要针对每个项目的特点开展试验工作。在第一个例子中，要求在极短的工期内完成设备的安装和试车，实现从一般的涂装设备向机器人涂装生产线的转变。项目中不仅要减少雾化器的数量，还要引入用机器人进行内部涂装的技术。针对这些特点，我们第一步就对气动雾化器进行了试验。这里有多种雾化器可供选择，我们的标准是在保证质量的前提下，选择涂料转移效率最高的。为此我们用引擎盖、车门内侧和后档板三种不同的工件进行了试验，结果很快就出来了。对于涂装过程复杂的工件，如车门和后档板，选用杜尔公司标准的旋杯式雾化器可以节约10%的涂料，而且漆膜质量最好。第二步，我们针对不同型号的车体，对喷涂的运动程序进行优化。这项工作的最基本的要求是可移植性，就是能够把技术中心的试验结果顺利应用到实际的生产中。因此要求技术中心给出的工艺参数既要有可重复性，又要有相当的灵活性。第三步我们试验了杜尔公司EcoBell 2HD型旋转雾化器加工车门内面的效果，试验结果证明能够节约涂料30%以上。

[DividePage:NextPage]　　第一个例子中，在项目合同签订后不久技术中心就开始了试验工作，全部试验连续进行。而在第二个例子中，整个试验工作被分成了很多步，前后进行了两年多的时间。这个项目试验的最主要的目的是选择最佳的工艺技术。试验工作从2006年中开始，先对保险杠涂装车间的工艺方案进行试验，然后又用了半年的时间，再对车体涂装车间的工艺方案进行试验。客户对每项试验都规定出了详细的要求，我们不仅要给出涂装质量效果的报告，还要给出这项工艺的经济数据，例如涂料利用效率、油漆换色损失和油漆换色时间等。最后，我们还对工艺规范进行了评估，这些对服务和维修是非常重要的。

　　经过试验，杜尔公司的应用技术成功地获得了客户的确认，终于在2007年初签订了增添设备和改造原有涂装车间的合同。此后我们开始分步进行更为细致的试验工作。直到2008年10月，客户总共在技术中心工作了34周。在此期间，保险杠涂装车间于2008年初投产。2009年3月，车体涂装车间改造的四步工作顺利完成。杜尔公司为这两个车间的工程总共交付了50台机器人。

　　实践充分证明，技术中心在提高新工艺的保障性方面发挥了重要的作用。现在行业内正在对无底漆涂装工艺或称3湿法涂装工艺进行探讨，采用这种工艺能够进一步减少工艺步骤，缩短工艺流程。现在已经有一些设备制造商采用了这种工艺，但都有一定的局限性。所以这项工艺还需要经过更全面的试验和验证，以确定工艺的安排、参数设定和加工质量。此外还要验证采用这种工艺后也能很方便地进行生产的调整和材料的更换。当然这些试验只能在技术中心的条件下才能完成。

　　我们的工艺试验和研究是在杜尔公司位于德国比蒂希海姆-比辛根（Bietigheim-Bissingen）的技术中心里进行的。该中心成立于1992年，长期以来在引入新的、创新型的涂装工艺以及保障性研究方面都做出了巨大的贡献，一贯保持着优良的传统。该中心曾为戴姆勒公司在拉施塔特（Rastatt）工厂采用的静电粉浆喷塑工艺和宝马公司采用的粉末涂装工艺都做过大量的工作。

图2：对3 湿法涂装工艺进行保障性的研究。采用这种工艺时，基漆、底漆和面漆在生产线上连续喷涂，不经中间干燥，然后一同固化。

　　在涂装生产中不只是涂覆各种涂料，还包括用高粘性材料密封各种接缝、密封汽车底盘和涂覆隔音层等。和涂装工艺一样，对这些工艺也必须进行试验和保障性研究，杜尔公司为此于2005年建立了新的试验中心。

　　杜尔公司最初仅限于对涂料的应用工艺进行试验，以后逐步扩展到对预处理工艺和其它工艺的研究。现在杜尔公司比蒂希海姆技术中心已经可以进行旋转式浸涂工艺和不沾附喷涂物干式分离工艺的研究[2]。该中心的有效试验面积达5650平方米，是目前世界上同类试验中心中规模最大的。

　　图3：杜尔公司的Ecopaint 涂装试验中心设置有4个涂装站，共12个机器人可以对各种涂装工艺和各类涂料技术进行试验和研究。同时还配备了一台测量机器人，能对湿膜的厚度进行非接触式测量，用于检测涂装的效果。还有两台对流式烤箱，可以按各种温度曲线灵活设置程序，满足不同涂料固化试验的要求。此外还有一个可以设定照明条件的专用工作间，用于对涂装的效果进行视觉检验。该中心拥有最先进的测量技术，对分析试验的结果起到了重要的作用。Ecopaint密封试验中心主要开展对树脂和粘合剂的试验工作，这个中心配备了4台密封机器人和必要的外围设备，还有一个机器人站专用于粘合剂的试验。增加这些新的试验中心后，杜尔公司比蒂希海姆-比辛根技术中心的总试验面积达到了5,650 m²。

　　客户往往要求在极短的工期内建立新的生产线，引入新的涂装工艺、新的材料，生产新的产品。这是我们当前面临的巨大挑战，如果我们在技术手段上不加大投入是无法应对的，这包括建立一个用最先进的技术武装起来的技术中心。此外客户也确实需要技术中心，因为只有通过全面的试验研究才能够为这些工艺提供必要的保障性，使客户能够放心地采用，降低生产成本。可以说，如果无视技术中心提供的对工艺保障性的研究，那就像让盲人开飞机，是没人敢坐的。

参考文献：

[1] Voigtländer, H.: 87 robots for VW Saxony. Two top coat lines converted within three weeks. JOT 11, 2008.
[2] Wieland, D.: Dry scrubbing of paint overspray. Clear energy and cost savings. JOT 3, 2009.