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劉   濤

（北京現代汽車有限公司，北京 101309）來源：現代涂料與涂裝

摘要：以電泳弧形陽極受熱損壞、噴漆室作業人員接觸車身有靜電、罩光噴漆機器人高壓報警3個案例，分別說明了設備絕緣不良誤接地、車身接地不良靜電無法釋放和使用防靜電材料機器人報警等問題，分析了其原因，給出了解決措施。

關鍵詞：涂裝設備；接地；絕緣；弧形陽極；靜電；雙排鏈式輸送機；機器人報高壓故障

0　引言

    接地與絕緣是保證電氣設備安全的重要方法，對于汽車涂裝的特殊環境，更是有著重要意義。正確的接地與絕緣，不僅可有效減少設備故障和火災的發生，還能降低人體受到傷害的可能。同時，錯誤的接地與絕緣也常常造成設備無故報警，甚至造成重大停線故障。特別是對機器人等復雜設備，尋找故障原因往往耗費大量時間，影響了汽車涂裝設備的正常運轉。

1   案例1：電泳弧形陽極受熱損壞

    電泳設備作為汽車涂裝中的重要設備，其運轉率直接影響到涂裝生產線能否正常運行，其一旦發生故障，必然造成大量的生銹報廢車和長時間的停線?，F汽車涂裝電泳設備一般為陰極電泳系統，其陽極一般有管式陽極、板式陽極和弧形陽極（見圖1）。其中弧形陽極由于優越的電泳性和易維修性得到廣泛應用。

     停產更換電泳陽極膜后生產時，電泳設備中弧形陽極罩中部分有受熱融化現象，見圖2。

經拆解檢查，發現弧形陽極罩用螺栓發熱，導致陽極罩損壞。此次設備故障分析見圖3。車身為陰極，處于低電位，電泳槽體接地為零電位（相對于低電位的高電位）。電泳槽壁表面涂玻璃鋼與電泳槽液和吊耳絕緣。電泳直流電源正極接地。陽極應與電泳槽體絕緣，否則電流將經陽極部件流向電泳槽體接地，并發熱導致陽極罩損壞。

檢查所有固定板和螺栓接地狀況，發現部分固定板和螺栓接地，部分未連通，且在接地固定板上的陽極罩均出現不同程度的融化損壞情況。經在固定板與吊耳間增加臨時絕緣橡膠墊，發熱狀況消失?？梢源_認故障原因為停產更換陽極膜，固定板和螺栓與電泳槽壁之間的玻璃鋼涂層因振動、老化等原因，失去絕緣作用。同時，吊耳設為不銹鋼材質，未考慮到絕緣需要。

    管式陽極由于自身質量比較小，一般吊裝固定部件均為絕緣材質，無此問題。板式陽極和弧形陽極由于自身較重，有時將吊耳制成不銹鋼材質，采用電泳槽邊緣表面涂玻璃鋼進行絕緣，如圖4所示。

經試驗，根據“安全第一、易檢測、易發現”原則改善，改善措施是更換所有吊耳材質為改良玻璃鋼或PP（聚丙烯）。這些措施對設計也有一定借鑒意義：考慮多重防錯措施，防止一重失效。對于相關絕緣和接地，應易檢測和發現。

2   案例2：噴漆室作業人員接觸車身時有靜電

    靜電問題一直困擾著涂裝的作業安全。同時涂裝設備中也有利用高壓靜電的，如圖5上涂線布置，入口鴕鳥毛擦凈機后為離子風吹凈。除面漆內板機器人外，其他機器人均加靜電。

     如圖6，當內板修補和修補區域作業人員觸碰車體時，感到車體有靜電。經檢查，離子風和面漆外板機器人均不存在高壓靜電泄漏現象，初步判斷為滑橇與室體鏈接觸不良，導致滑橇和車體接地不良，靜電無法有效傳導釋放，而通過噴涂作業人員接觸釋放，造成安全隱患和健康傷害。

    圖6中室體鏈為雙排鏈式輸送機，鏈輪采用尼龍材質，側面滑塊也采用尼龍材質，每隔14 m設有金屬鏈輪用于接地。使用尼龍鏈輪和滑塊的原因為減小潤滑頻率、減少投資成本和降低噪音。推測經長時間使用，鏈條、鏈輪、滑塊等受漆霧污染，導致接地不良。

      臨時措施：增加鏈條高壓水槍清掃。永久措施：將每隔14 m設置金屬鏈輪縮短為3 m。臨時措施實施后，車體靜電現象減少，但還是存在。永久措施實施后，車體靜電現象消失。

3   案例3：開線時罩光噴漆機器人報高壓故障

    上述上涂線周末停產后開線時，罩光漆外板區域機器人報高壓故障，所有罩光漆外板機器人均為高速旋杯機器人，加電模式為內加電模式。

    單臺機器人報高壓故障，一般為旋杯離車體過近、高壓電源接地或高壓設備損壞。罩光區域所有機器人報高壓故障，必然為普遍性問題，排查共同點。一開始推測為機器人程序參數丟失或損壞，包括電壓、電流和dI/dt極限值設置。經重新上傳程序，高壓報警未消除。對比其他線罩光區域機器人未報警，又了解到對此區域機器人進行了新材質機器人噴漆防護服的更換，經與OEM了解溝通，脫掉此區域所有機器人噴漆防護服后，重新啟動機器人，高壓報警消除。

    機器人噴漆防護服的主要作用是防止漆霧污染機器人，其基本要求為阻燃、無纖維等脫落，具有一定的伸縮性以滿足機器人運動要求等，分為一次性使用和多次循環使用2種。新舊機器人防護服安裝方法一致，不是安裝問題。新舊機器人防護服的差異為材質區別，即防護服的表面電阻率不同。

如圖7，靜電耗散材料是指表面電阻率大于或等于1.0×105 Ω/□，但小于1.0×1011 Ω/□的材料。表面電阻率為表征物體表面導電性能的物理量，單位為Ω/□。注：表面電阻率是材料表面正方形對邊間測得的電阻值，與該物體厚度及正方形大小無關。

一般的觀念認為噴涂機器人衣服應使用靜電耗散材料（防靜電材料），實際使用中發現1.0×105 ~ 1.0×109 Ω/□的材料，易造成噴涂機器人高壓報警。所以實際應用中，噴涂機器人防護服材料應為1.0×1011 Ω/□左右的材料，偏向于絕緣材料。因為材料的表面電阻率與環境濕度有明顯相關性，當空氣相對濕度為30% ~ 50%時，表面電阻率無明顯變化，絕緣材料易產生靜電。當空氣相對濕度大于60%時，材料表面電阻率將下降幾個數量級，靜電不易產生和積聚。而噴漆機器人的作業環境相對濕度為60% ~ 75%，所以使用1.0×1011 Ω/□（GB 12014—2009）左右材料的防護服，不會產生靜電積累問題。同時機器人本體另有接地裝置，無法通過防護服進行防護。另外如果相對濕度過高，產生冷凝水也會造成機器人高壓報警。

4   結語

    隨著涂裝自動化水平的不斷提高，涂裝設備已成為涂裝車間作業和傳輸的主體。同時由于汽車涂裝設備的復雜性和特殊安全性要求，其設計和維護水平也需要提高。接地與絕緣問題雖然很常見，卻無法引起設計者、使用者和維修者的重視。希望以上3個案例，對相關從業人員有所啟發。