塗裝是制造業中一項非常重要的工序，它能有效地防止工件受外界環境侵蝕，提高工件壽命，而且能美化工件外觀。目前在國內塗裝工序主要還是靠人工完成，塗裝的質量受工人的技術熟練程度、環境等因素的影響很大。同時，噴漆過程費時、費力、費料，油漆的大量消耗亦加重了環境汙染，也使工人始終處於有害的環境中。隨著生產力的不斷提高和技術的不斷革新，自動化的需求成為了一種趨勢，特別是在對人體危害較為嚴重的塗裝作業環境內設備的自動化顯得尤為突出。往復噴塗機[1-2]是一種可進行自動噴漆或噴塗其他塗料的自動噴塗設備，其可在工業生產中代替工人完成繁重、單調重復的勞動，提高勞動生產率，保證工件的噴塗質量，同時不受噴塗車間有害氣體環境的影響[3-5]。

    噴塗自動化設備在國外早已廣泛應用於塗裝生產線，如往復噴塗機噴塗在汽車、家電、鐵路貨車等行業已發揮了重要作用[6-10]。但是，就高壓電器產品的油漆塗裝來說，使用自動噴塗機器來完成工件表面油漆的塗裝作業目前鮮有報道。因此，本文以母線用導體為對象，從工藝布局、輸送方式及噴塗方式三個方面來闡述導體自動塗裝生產線的設計特點和使用效果。

    1 方案設計原則

    塗裝是高電壓等級產品用母線導體制造工藝中的重要工序，表面著漆的導體便於在裝配前更好地清理，防止粉塵、金屬屑的吸附。在調研了部分工程機械廠家的塗裝線後，結合本公司導體塗裝的特點，本著保證質量、滿足產能需求、追求先進性和實用性相統一的原則，從工藝布局、作業方式等方面規劃設計了新產業園的導體自動化塗裝生產線。

    生產綱領：年加工數量約24000件；

    產品特點：工件直徑為φ90mm-φ260mm，長度為500mm-7500mm，質量重，需噴塗的外表面主要為圓柱結構，噴塗時需要旋轉；

    工件質量範圍為：8kg-300kg；

    班制、節拍：2班制，全年工作日240天，每天生產16h。
  2 工藝布局

    從合理利用空間、減少物流交叉等方面考慮，設備分單層布置，分別為噴塗作業區、流平區、烘幹區（雙層布置）等；為更好地節約場地，送、排風裝置均布置在廠房外部。見圖1。

    工藝流程及布局為：空中自動輸送上線---前處理除油---噴底漆---底漆流平烘幹(4個工位)---打磨清理---噴面漆2道----面漆流平烘幹(4個工位)---下線。

    塗裝線成環形布局，采用自動輸送，各工序間輸送和配合的自動程度很高，避免了轉運過程中的磕碰。該生產線設計為全自動化、全封閉、高潔凈度設備。

    3 各非標環節設計方案淺析

    3.1輸送方式

    由於導體為圓柱結構，噴塗時需旋轉，因此選定穩定、靈活、故障率低的全自動滑撬輸送方式(見圖2)。導體在滑撬上進行混裝，滑撬上部設置4條與撬體長度方向一致的導體支撐卡槽，即不同尺寸的導體可裝載在一臺滑撬上部。卡槽采用優質冷軋鍍鋅鋼板折制並采用螺栓與滑撬撬體連接，其作用可使人工放置的支撐架及導體始終保持在一條直線上。

    該滑撬輸送流程為：(1)在上件位利用行車將導體吊裝至滑撬小車上，啟動確定吊裝到位按鈕；(2)噴漆室移行機自動將導體從上件位轉移至噴漆室內噴塗區域，進行塗裝作業；(3)作業完畢後，導體由移行機上部的電機驅動滑撬小車並轉移至流平室滑撬系統，待完成流平作業；(4)完成設定流平時間後，流平室滑撬系統自動將導體轉移到烘幹室進行烘幹作業；(5)完成烘幹作業的導體依次被烘幹室滑撬系統自動轉移出烘爐，並轉移至導體下件位，再利用行車吊到成品存放區；如此反復完成了導體的全自動輸送循環作業。

    3.2噴塗方式

    在目前高壓開關領域，由於某些結構件比較復雜，一般采用人工噴塗方式，但母線用導體的結構相對簡單，沒有死角，非常適合自動化噴塗。

    導體自動噴塗裝置主要組成有：智能長度檢測裝置、噴塗往復機、智能三軸機器人等組成(見圖3)。噴塗往復機采用低壓大流量自動噴槍，智能機械手抓取導體的距離可自動調整。

    當導體進入噴漆室後，首先由安裝在支架頂部的智能長度檢測裝置檢測導體的長度後調整抓取位置及噴塗位置；確定位置後，由機械手抓取導體至噴塗位；導體放置到位後，啟動夾具兩端的旋轉機構，同時啟動噴塗往復機，完成噴塗工作；完成噴漆後再由機械手將導體放置回原位，再由機械手抓取下一件導體，依次往復完成小車上的導體噴塗作業。
    4 使用效果分析

    該導體自動塗裝線從精益制造角度出發，實現了工藝布局緊湊合理、物流自動化轉運銜接順暢及生產節拍均衡的目標，並具有以下3個方面的顯著特點。

    4.1產品塗裝質量方面

    使用往復噴塗機最大的優勢是柔性大，重復精度好，導體塗層均勻，表面漆膜好。通過編寫程序指令來實現噴塗的整個流程，它完全解決了人工噴塗所帶來的負面影響，有效保證了導體表面漆膜的光潔度、均勻性以及一致性，杜絕了流掛、虛噴、漏噴等人工操作的弊端。

    4.2改善作業環境方面

    采用自動噴塗作業後，操作者只需在噴漆房外操作往復噴塗機即可完成導體大面積的噴塗作業，這樣以來大大減少了油漆噴塗對人體的傷害。

    4.3生產效率方面

    采用往復噴塗機進行自動噴塗作業，可減少噴漆作業工人數量及工作強度，工作時間明顯縮短，全自動噴塗可達到15min/件(這是針對長度為7500mm的導體)，與原人工作業相比效率提高了一倍以上。同時塗料利用率得到提高，另外自動噴塗可減少VOC的排放量，達到了節能和環保的雙重目的。

    5 結論

    高壓電器產品自動化塗裝工程設計本身就是一個量體裁衣的非標設計工作，根據被塗工件的結構特點、塗裝要求來設計工藝流程，根據廠房條件及上下工序的銜接需求來進行工藝布局，工裝的設計、輸送方式的選擇、噴塗方式的選擇都要綜合考慮。通過反復探索、改進，不斷提高實用性和可靠性來滿足工件的自動化塗裝要求