【技术简讯】虚拟仿真在喷涂工艺调试中的应用

工艺现状：

    ●车型漆膜厚度均一性不足，生产过程中间接性出现漆面缺陷；

    ●喷涂轨迹区域膜厚控制性不足，无法实现精准喷涂控制；

    ●部分区域漆面厚度过剩，造成涂料浪费；

优化方向：

    ●通过对喷涂轨迹的调整优化，对轨迹刷子进行准准分区控制，调节喷涂参数，提高膜厚的均一性，从而提高车辆生产的稳定性，同时减少涂料多喷浪费。

工艺优化面临困难：

    ●传统的轨迹调试只能通过经验试错来改善漆面质量，无法对喷涂轨迹的合理性进行有效评估；

    ●无法对车辆每个部分进行膜厚测量，可能存在未识别的风险区域；

    ●在量产线实车上进行调试，有质量风险、车辆资源少、周期长。

工艺优化解决方案：

    ●通过虚拟仿真软件耦合求解流场、电场和漆滴在喷涂过程的状态，通过分析车辆的膜厚云图分步，对漆面风险进行精准识别，并进行轨迹刷子分区控制；通过仿真模拟优化，通过虚拟仿真调试减少现场施工周期及资源需求，喷涂参数优化仿真能提高漆膜厚度的均一性，并在满足质量要求的前提下降低油漆消耗。

1、建立涂料数据库

    现场喷板测试、数据库建立及矫正

2、喷涂仿真膜厚精准度确认

    喷涂膜厚仿真、现场单层膜厚数据采集、仿真膜厚精准度对比分析

3、喷涂轨迹可行性评估及优化

    轨迹评估、轨迹及刷子优化、轨迹输出

4、喷涂优化仿真计算及参数输出

    喷涂优化仿真计算及输出喷涂参数

5、现场实施及量产验证

    将优化后的轨迹及参数导入现场，并确认改善效果，待批量量产确认后将机器人程序固化。

建立涂料数据库

1、采集涂料施工信息。

2、现场喷涂试板进行雾幅状态确认。

3、数据库喷涂膜厚矫正

喷涂仿真膜厚精准度确认

1.采集车辆膜厚信息

2.厚仿真结果与实测对比

     对仿真结果与实车单层膜厚进行膜厚对比，确保仿真刷子数据库的准确性：

备注：全文出现的膜厚数值均为与优化目标值之差

膜厚匹配度分析

1、膜厚趋势走向匹配   

2、膜厚误差10%（±1.5um）匹配度84%

喷涂轨迹可行性评估及优化

1、喷涂轨迹重叠率及风险区域评估

2、轨迹优化

      结合仿真膜厚分布云图及考虑边缘效应等情况，对原机器人轨迹刷子重新设定，进行车身局部膜厚精准性控制，对易积漆、缺漆部分单独流量分区，有利于膜厚均一性的调试及生产的稳定性，其中侧面喷涂轨迹刷子分区从10组增加至了50组。

3、轨迹输出

喷涂优化仿真计算及参数输出

      根据优化后的喷涂路径及刷子分区进行优化仿真调试，通过喷涂参数调试膜厚的均一性

现场实施及量产验证

1、优化仿真膜厚结果与现场实测对比

     使用优化后轨迹及喷涂参数后，现场对单层膜厚状态进行确认，并与仿真预估状态进行对比，基本一致

2、实车膜厚均一性优化前后对比

     优化后的膜厚均一性在±2um的合格率有很大提升，且更集中在±1um之间，膜厚的整体波动范围更小。

3、批量生产过程膜厚及外观质量监控

4、油漆消耗优化前后对比分析