汽車噴漆工藝效果的自動化檢測

1、汽車噴漆工藝效果的自動化檢測班級： 機(jī)自11103班 學(xué)號： 教師： 姓名： 日期： 2014年6月1日 1、引言當(dāng)今時代，汽車已經(jīng)從奢侈品變?yōu)槿藗儚垞P(yáng)個性、追求時尚的最便捷的交通工具之一。于是買車、開車、保養(yǎng)車已成了人們生活中不可缺少的重要主題，伴隨近年來汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車美容也成為一門重要的工藝，其中，汽車噴漆更是一項(xiàng)汽車工藝的藝術(shù)。 2、實(shí)驗(yàn)探究 汽車噴漆一般都是指烘烤漆。車廠里面，車架、車殼焊接完成(有時還會進(jìn)行手工修補(bǔ)) 后，下一道工序就是上漆。一般來說，首先是底漆。將光車殼浸入糖漿般的漆槽，取出烘干底漆；然后送人無塵車間，用靜電噴漆工藝噴上面漆。然后用200度左右的

2、溫度烘干?？季奎c(diǎn)的，還會再上一層清漆。這樣，油漆工藝就大功告成了。一般面漆有幾種：普通漆；金屬漆；珠光漆。 2.1、汽車噴漆的目的汽車車身噴漆是汽車美容和保養(yǎng)的必要手段，也是迄今為止保護(hù)汽車金屬的有效辦法，汽車的噴漆目的主要分以下兩種2.1.1汽車美學(xué)需要現(xiàn)代汽車不但追求線條流暢的外形，也要求外觀的裝飾。而科技的發(fā)展使得色彩艷麗保色性能優(yōu)良的高檔汽車彩色涂料陸續(xù)應(yīng)用，金屬漆的普及，珠光涂料、超細(xì)二氧化鈦的引入，為汽車追求新的色彩提供了前提2.1.2汽車保養(yǎng)需要隨著汽車工業(yè)發(fā)展，我國汽車保有量已有幾千萬倆，車輛運(yùn)行中難免出現(xiàn)漆面老化、破損、劃傷等現(xiàn)象，若不及時處理將加劇鈑金腐蝕，影響車輛使用壽命

3、。所以，當(dāng)遇到下列情況時，汽車必須進(jìn)行噴漆處理：漆面嚴(yán)重老化無法用拋光還原工藝解決時；漆面受透鏡效應(yīng)侵蝕嚴(yán)重失光時；漆面氧化層較厚出現(xiàn)局部腐蝕，無法拋光還原時；漆面出現(xiàn)深度劃傷無法用拋光清除時；漆面出現(xiàn)局部或大部分破損時。2.2、汽車噴漆前的準(zhǔn)備工作 2.2.1凈化施工現(xiàn)場汽車噴漆前，須對施工現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理，保持地面的清潔和壁面衛(wèi)生，若為露天施工場所，則要以水灑地，避免施工中受到外來風(fēng)沙塵土的侵襲而導(dǎo)致漆膜光澤度和耐候性受影響的情形。 2.2.2清潔施工工具，檢查漆前表面質(zhì)量及清潔度汽車噴漆前，對施工中所用的工具，如刷子、噴槍、調(diào)漆桶、攪捧等，必須保持高度的清潔，不得沾有油污、灰塵、水跡以及

4、舊漆瘦等對漆液有污染的物質(zhì)。而汽車噴漆前表面質(zhì)量必須要達(dá)到規(guī)定的工藝標(biāo)準(zhǔn)：整車表面要平整光滑、無鈑金凹凸、無砂紙打磨的紋跡、無膩?zhàn)託埡鄣热毕?、表面無油污水跡灰塵等。2.2.3選擇配套的油漆材料，檢查油漆材料的質(zhì)量選擇汽車噴漆的配套材料時，要從多方面考慮：汽車產(chǎn)品完工后，絕大部分工作時間是在室外，且汽車漆層既要有較高保護(hù)性，又要有較好的裝飾性。因此，要選擇高硬度、高光澤、顏色鮮艷、耐候性、耐濕熱、耐鹽霧、防霉性等性能好。在配套體系選擇上，要隨涂裝的目的的主要要求而不同。各種油漆都有不同的配套要求，考慮時必須符合下列兩個條件： 底漆與面漆間應(yīng)有好的結(jié)合能力底漆與面漆間要適應(yīng)，即彼此間要有兼容性。2

5、.2.4調(diào)配色漆及油漆的調(diào)兌, 稀釋過濾施工前如需調(diào)色，則先試調(diào)少量樣品，待符合標(biāo)準(zhǔn)色板后，再根據(jù)試調(diào)出的比例擴(kuò)大調(diào)配，并應(yīng)憑經(jīng)驗(yàn)，掌握濕樣板和干樣板間的差距。調(diào)兌好的各種油漆要用相應(yīng)的稀釋劑。決不能通用一種來稀釋，以免在稀釋中發(fā)生沉淀，樹脂析出以及給噴漆后形成的漆膜帶來出汗、泛自、不干或慢干等缺陷。2.2.5噴漆設(shè)備的調(diào)試與準(zhǔn)備噴漆前需要從特定位置拿噴槍。依次接好各漆管。對著指定位置進(jìn)行調(diào)試，調(diào)節(jié)其噴霧的扇形面與噴速。一般要求扇形面達(dá)到最大且噴霧均勻。2.2.6遮護(hù)保護(hù)油漆材料中，大都含有對人體有害的各種揮發(fā)性溶劑，這些溶劑的蒸氣在濃度高時，對人體神經(jīng)有嚴(yán)重的刺激和破壞作用，易引起中毒。因此

6、，工作場所必須有良好的通風(fēng)、照明、除塵、防毒設(shè)備，并穿戴好各種防護(hù)用品，如工作服、手套、口罩或防毒面具以及防護(hù)眼鏡等。2.3、汽車車架噴漆過程2.3.1車架進(jìn)入面漆車間TAKE OFF室。需兩名工作人員持特殊紗布對車輛進(jìn)行擦拭，保證進(jìn)入噴房的車身無灰塵油水等2.3.2車輛進(jìn)入色漆噴房。根據(jù)各車輛原始信息其電子設(shè)備會自動顯示本車該噴哪種顏色的漆，工作人員需按照提示選好噴槍。2.3.3左右兩名工作人員各打開左右前門對車輛內(nèi)部指定部位進(jìn)行噴漆。按照工藝規(guī)定保證其厚度在0.4-0.6 mm。另兩名工作人員打開左右后門按同樣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行噴漆。2.3.4車輛進(jìn)入機(jī)器人噴房，由機(jī)器人對車輛表面進(jìn)行噴漆。此過程

7、須有技術(shù)人員進(jìn)行跟蹤檢測。2.3.5車輛進(jìn)入小烘房進(jìn)行烘干。2.3.6車輛進(jìn)入清漆噴房，此內(nèi)有兩名工作人員按標(biāo)準(zhǔn)操作對車輛內(nèi)部噴上清漆。2.3.7車輛進(jìn)入大烘房進(jìn)行烘干。2.4、汽車噴漆作業(yè)中的常見問題及處理2.4.1流掛因噴漆過多引起，表面漆向下流淌形成流掛，形成這種狀況時，須在特定位置將流掛部分打磨掉，重新進(jìn)入噴房噴涂。2.4.2漆薄因噴漆過少引起，表面沒有達(dá)到厚度要求引起色差，形成這種狀況須重新噴涂，以保證達(dá)到工藝要求。2.4.3濕點(diǎn) 這種現(xiàn)象為漆層表面，沿其底層污染區(qū)的輪廓，出現(xiàn)面積不均勻的許多凹點(diǎn)。其補(bǔ)救方法為：將受影響處的漆層磨除，并嚴(yán)格按照工序要求重新噴漆。 2.4.4水斑 此狀

8、況在水平表面區(qū)域處(如引擎蓋、車頂及行李廂蓋)，出現(xiàn)蝕刻狀的斑點(diǎn)，石色彩深暗的油漆表層上，最為顯眼。為防止水斑的產(chǎn)生，在噴涂前可根據(jù)汽車使用地區(qū)的氣候特點(diǎn)選用抗水性優(yōu)良的涂料，必要時試驗(yàn)加入硅烷類助劑。在出現(xiàn)水斑后，可利用粗蠟或拋光劑， 將油漆層表面拋光，若情況嚴(yán)重，則應(yīng)將受影響的區(qū)域用砂紙磨平，并重新噴漆。2.4.5烤漆起皺起皺為面漆噴涂時，漆層表面發(fā)生變形或皺紋現(xiàn)象，或干其干燥過程發(fā)生這種現(xiàn)象。 起皺主要是上下漆層干燥不均勻所致，所以在噴涂時，每層漆膜應(yīng)薄薄的均勻噴涂，并留足5l0分鐘足夠的揮發(fā)、閃干時間，切忌求快而噴涂過厚的漆膜?？酒崞鸢櫤?，應(yīng)磨除起皺的烤漆表面，并重新噴漆。2.4.6剝

9、落 在面漆及底漆之間，或面漆與舊漆層之間，或底漆與金屬表面之問，會出現(xiàn)附著力喪失的現(xiàn)象。就一般而論，附著力喪失，僅限于易受擦刮處，或易受撞擊處，如車門邊。將受影響的區(qū)域及其外圍較大片面積的 漆層磨除，并重新噴涂漆料。噴涂過程要采用勻化修補(bǔ)法，即第二次噴涂底漆的面積比第一次的擴(kuò)大少許，再加入約5倍的稀料進(jìn)行邊緣淡化噴涂。 2.4.7.粉狀脫落 粉狀脫落系漆膜飽受氣候折磨所產(chǎn)生，其特點(diǎn)為油漆表面的顏料粒子脫落或松動，在大多數(shù)情況下，出現(xiàn)一種暗色及粉狀膜層狀況。日光是油漆中各組分發(fā)生化學(xué)變化的誘因，所以，車輛應(yīng)盡量避免長時間停放于強(qiáng)日光的照射下。當(dāng)發(fā)生這種情況時，應(yīng)將油漆層表面上的顏料，“褪色”部份

10、及鱗片部份，予以磨除，磨平后再重新噴涂。2.4.8褪色面漆的褪色為漆膜中色彩受到影響而變色，而漆膜表面不受影響的現(xiàn)象。褪色現(xiàn)象主要是漆膜受化學(xué)物質(zhì)影響所致，所以汽車日常應(yīng)避免長時間停放在空氣污染嚴(yán)重的地方，并注重清潔、上蠟等日常養(yǎng)護(hù)；而在噴涂、烤漆過程中，應(yīng)使用精密過濾器去除空氣輸送管道中的水油霧等微粒；施噴面漆前用清潔布等清除底漆上的微小污染物。對于褪色的面漆，可利用粗蠟或細(xì)蠟，將褪色處拋光。對于情況嚴(yán)重時，使用砂紙研磨到底漆處，然后再重新噴漆。3.噴漆效果的自動化檢測3.1.1 CCD圖像傳感器機(jī)械量測量中有關(guān)形狀和尺寸的信息以圖像方式表達(dá)最為方便。目前較為實(shí)用的圖像傳感器為電荷耦合器件（

11、Charge Couple Device簡稱CCD）。它分為線陣CCD和面陣CCD兩種。前者用于尺寸和位移的測量，后者用于平面圖形、文字的傳遞等。目前面陣CCD已作為固態(tài)攝像器用于可視電話和閉路電視等，在生產(chǎn)過程的監(jiān)視和樓宇安保系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛。這里僅介紹線陣CCD在位移測量中的應(yīng)用。3.1.2基本工作原理和其它大多數(shù)電子器件不同的是，電荷耦合器件CCD是以電荷作為信號，而不是以電流或者電壓作為信號。CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉(zhuǎn)移。因此，CCD工作過程的主要問題是信號電荷的產(chǎn)生、存儲、傳輸和讀出。A 光電轉(zhuǎn)換及電荷的存儲金屬層二氧化硅+圖3. 1.1 CCD基本結(jié)構(gòu)示P型硅

12、勢阱CCD是由許多光敏像元組成的。每一個像元就是一個MOS（金屬氧化物半導(dǎo)體）電容器，參看圖3.1.1。在P型硅襯底上通過氧化形成一層SiO2，再在SiO2表面蒸鍍一金屬層（多晶硅）作為電極。P型硅中的多數(shù)載流子是帶正電荷的空穴，少數(shù)載流子是帶負(fù)電荷的電子。當(dāng)電極上施加正電壓時，其電場能夠透過SiO2絕緣層對這些載流子進(jìn)行排斥或吸引。于是，帶正電荷的空穴被排斥到遠(yuǎn)離電極處，帶負(fù)電荷的電子被吸引到緊靠SiO2層的表面上來。這種現(xiàn)象便形成了對電子而言的陷阱，電子一旦進(jìn)入就不能復(fù)出，故又稱為電子勢阱。當(dāng)一束光線投射到MOS電容上時，光子穿過多晶硅電極及SiO2層，進(jìn)入P型硅襯底，光子的能量被半導(dǎo)體吸

13、收，產(chǎn)生電子空穴對，這時出現(xiàn)的電子被吸引并儲存在勢阱中。射入的光線越強(qiáng)，勢阱中收集的電子就越多，從而實(shí)現(xiàn)了光和電的轉(zhuǎn)換。而勢阱中的電子處于被儲存狀態(tài)，即使停止光照，一定時間內(nèi)也不會損失，這就實(shí)現(xiàn)了對光照的記憶。B 電荷的耦合及轉(zhuǎn)移CCD除了能儲存電荷之外，還具有轉(zhuǎn)換圖像信息電荷的能力，故又稱為動態(tài)移位寄存器。為了實(shí)現(xiàn)信號電荷的轉(zhuǎn)移，首先必須使MOS電容陣列的排列足夠的緊密（間隔小于3mm），以致相鄰MOS電容的勢阱相互溝通，即相互耦合。其次，根據(jù)加在MOS電容上的電壓越高，產(chǎn)生的勢阱越深的原理，通過控制相鄰MOS電容柵極電壓的高低來調(diào)節(jié)勢阱的深淺，使信號電荷由勢阱淺的地方流向勢阱深的地方。此外

14、還必須指出，在CCD中，電荷的轉(zhuǎn)移必須按照確定的方向進(jìn)行。為此，在MOS陣列上所加的各路電壓脈沖（即時鐘脈沖）必須嚴(yán)格滿足相位的要求，使得任何時刻勢阱的變化總是朝著一個方向。例如，電荷是向右轉(zhuǎn)移，則任何時刻當(dāng)存有信號的勢阱抬起時，在它右邊的勢阱總比左邊的深，這樣就保證了電荷始終向右轉(zhuǎn)移。為了實(shí)現(xiàn)這種定向轉(zhuǎn)移，在CCD的MOS陣列上劃分成以幾個相鄰MOS電荷為一單元的無限循環(huán)結(jié)構(gòu)。每一單元稱為一位。將每一位中的電容柵極分別接到各自共同電極上，此共同電極稱為相線。例如，把MOS線陣電容劃分成相鄰三個為一單元，其中第1，4¼等電容的柵極連接到同一根相線上，第2，5¼連接到第二根共

15、同相線上，第3，6¼連接到第三根共同相線上。如圖3.1.2 所示。顯然，一位CCD中含的電容個數(shù)即為CCD的相數(shù)。每相電極連接的電容個數(shù)一般來說即為CCD的位數(shù)。通常CCD有二相、三相、四相等幾種結(jié)構(gòu)，它們所施加的時鐘脈沖也分別為二相、三相、四相。二相脈沖的兩種脈沖相位差為180°；三相脈沖及四相脈沖的相位差分別為120°和90°。當(dāng)這種時序脈沖加到CCD的無限循環(huán)結(jié)構(gòu)上時，將實(shí)現(xiàn)信號電荷的定向轉(zhuǎn)移。t1 t2 t3 t4 t5 t6 13231 2 3(a) 三相轉(zhuǎn)移電壓t = t1t = t2t = t3t = t4t = t5t = t6(b) 電

16、荷轉(zhuǎn)移過程圖3. 1.2 CCD的工作原理123465圖3.1.2所示為三相CCD中的兩位。如果在每一位的三個電極上都加上圖3.1.2（a）所示的脈沖電壓，則可實(shí)現(xiàn)電荷的轉(zhuǎn)移。具體工作過程如圖3.1.2（b）所示。圖中取表面勢增加的方向向下。在t = t1時，1處于高電平，而2、3處于低電平。由于1電極上的柵壓大于開啟電壓，故在1電極下形成勢阱。假設(shè)此時有外來的電荷注入，則電荷將積聚到1電極下；當(dāng)t = t2時，1、2同時處于高電平，3處于低電平。故在1、2電極下都形成勢阱。由于這兩個電極靠得很近，電荷就從1電極下耦合到2電極下；當(dāng)t = t3時，1上的柵壓小于2上的柵壓。故1電極下的勢阱變“

17、淺”，電荷更多地流向2電極下；當(dāng)t = t4時，1、3都處于低電平，只有2處于高電平。故電荷全部聚集到2的電極下，實(shí)現(xiàn)了電荷從電極1到2下的轉(zhuǎn)換；經(jīng)過同樣的過程，當(dāng)t = t5時，電荷包又耦合到3電極下；依次類推。因此，CCD在時鐘脈沖的控制下，勢阱的位置可以定向移動，信號電荷也就隨之轉(zhuǎn)移。C 電荷的讀出通常CCD信號電荷的讀出采用選通電荷積分器結(jié)構(gòu)。以三相CCD為例，其電荷讀出原理如圖3.1.2 所示。信號電荷包在外加驅(qū)動脈沖的作用下，在CCD移位寄存器中按順序傳送到輸出級。當(dāng)電荷包進(jìn)入最后一個勢阱（3下面）中時，復(fù)位脈沖R為正，場效應(yīng)管T1導(dǎo)通，輸出二極管D處于很強(qiáng)的反向偏置之下，其結(jié)電容

18、CS被充電到一個固定的直流電平上，于是源極跟隨器T2的輸出電平被復(fù)位到一個固定的且略低于VCC的電平上，此電平稱為復(fù)位電平。當(dāng)R正脈沖結(jié)束后，T1截止，由于T1存在一定的漏電流，這漏電流在T1上產(chǎn)生一個小的管壓降，使輸出電壓有一個下跳，其下跳值稱為饋通電壓。當(dāng)R為正時，3也處于高電位，信號電荷被轉(zhuǎn)移到3勢阱中，由于輸出柵壓VOG是一個比3低的正電位，因此信號電荷仍被保存在3勢阱中，但隨著R正脈沖結(jié)束，并變得低于VOG時，這時信號電荷進(jìn)入CS后，立即使A點(diǎn)電位下降到一個于信號電荷量成正比的電位上，即信號電荷越多，A點(diǎn)電位下降越多。與此響應(yīng)，T2輸出電平Vo也跟隨下降，其下降幅度才是真正的信號電壓

19、，CCD輸出信號波形如圖3.1.3（b）所示。3.2.電荷耦合攝像器件 電荷耦合攝像器件就是用于攝像或像敏的CCD。它的功能是把光學(xué)圖像信號轉(zhuǎn)變成視頻信號輸出。電荷耦合攝像器件有兩大類：線陣和面陣。對于線陣器件，其光敏單元及移位寄存器排成一維陣列。它的輸出為一維視頻信號。而對于面陣器件，其光敏單元及移位寄存器呈二維排列。因而它的輸出為二維視頻信號。機(jī)械量測量中常常用線陣CCD來測量物體的尺寸和位移。下面我們將介紹線陣CCD，并給出一個應(yīng)用的例子。線陣CCD分為單溝道型和雙溝道型兩種。單溝道型線陣CCD中的轉(zhuǎn)移區(qū)移位寄存器只有一列。它位于光敏單元的一側(cè)。而雙溝道型線陣CCD中的移位寄存器有兩列。

20、它們分別位于光敏單元的兩側(cè)。TCD141C為5000個像元的高靈敏度線陣CCD。是雙路輸出的二相CCD。其像元尺寸為7×7mm，相鄰像元中心距亦為7mm，像元陣列總長為35mm。其結(jié)構(gòu)原理如圖6.28所示。當(dāng)轉(zhuǎn)移脈沖SH為高電平時，驅(qū)動脈沖1亦為高電平，SH使光敏元件所存儲的光生電荷能夠并行地向上、下兩個移位寄存器中的1勢阱里轉(zhuǎn)移。光敏元陣列中的奇數(shù)光敏單元的光生電荷向上面的移位寄存器的1電極轉(zhuǎn)移，偶數(shù)光敏單元的光生電荷向下面的移位寄存器的1電極轉(zhuǎn)移。當(dāng)由高變低時，轉(zhuǎn)移過程很快結(jié)束，此時光敏元件與移位寄存器被SH電極下的勢阱隔開。上、下兩列模擬移位寄存器將、分別在1、2驅(qū)動脈沖的作用

21、下向左轉(zhuǎn)移，并分別經(jīng)輸出單元電路，在復(fù)位脈沖R1和R2的作用下分別由OS1和OS2兩端輸出奇偶數(shù)列光電脈沖信號。如圖所示。R1和R2的高電平交替到來，奇偶數(shù)列信號脈沖也間隔從OS1和OS2輸出端輸出。這樣的信號有利于計算機(jī)采集和處理。3.3 CCD檢測噴涂表面的色度差噴漆表面被測面、平行光中心軸線和CCD 像傳感器的中心點(diǎn)要位于同一直線上。平行光源的作用是產(chǎn)生一束高平行度的光線，以便使棒狀物經(jīng)平行光照射后在CCD上都能形成1:1的高精度成像。平行光源為本系統(tǒng)中一個極其關(guān)鍵的設(shè)備。平行光源采用高亮度白熾燈作為點(diǎn)光源，經(jīng)組合透鏡后形成平行光束。它具有結(jié)構(gòu)簡單、平行度高及亮度均勻等特點(diǎn)。圖3.31 噴漆表面成像系統(tǒng)及CCD輸出波形平行光源噴漆表面ßCCDß