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为提高汽车涂装的品质和涂料的利用率，减少汽车喷涂过程中涂料对人的伤害，现在汽车涂装普遍采用喷涂机器人进行喷涂，涂装生产线基本实现了无人化自动喷涂。伴随着人们对汽车产品需求的多样化，单条生产线多车型、多颜色喷涂的混流化程度不断提高，在一定的生产节拍内，需要尽可能减少机器人换色和清洗的时间，为保证喷涂质量，对于机器人换色和清洗的要求也越来越高。
1 喷涂机器人换色及清洗原理
1.1 喷涂机器人换色块结构
喷涂机器人换色是通过换色阀组实现的，换色阀组安装在机器人的大臂内，比较靠近机器人的雾化器。换色阀组是由一块块换色块集成的，每一个换色块可转换2种颜色，可根据现场需要来增减换色块数目，每种颜色的涂料通过单独的供漆管路连接到换色块上。换色块结构如图1所示，A为油漆管路接口，C为压缩空气管路接口，D为换色块上微阀，E为换色块的公共通道。微阀D是换色块上的重要组成部件，作用是控制油漆的走向，类似于开关的作用，其结构如图2所示，在压缩空气作用下，微阀内弹簧向B方向运动，此时顶针打开，油漆可以从管路流入到公共管道。
1.2 喷涂机器人换色原理
当喷涂某一颜色时，控制C处压缩空气的电磁阀接收信号，此时气控柜内两位三通阀打开，释放压缩空气由C处进入，微阀D在压缩空气作用下开启，此颜色油漆由A处流入E处通道，经过稳压器进入到齿轮泵，在高压静电及整形空气的作用下，通过旋杯的离心力作用，使油漆雾化附着在车身表面。若此颜色不进行喷涂时，微阀不进行开启，油漆在A处进入后，从一个接口流入到循环管路进行循环。每次喷涂完成后，E通道都需要用溶剂和压缩空气进行吹洗。
1.3 喷涂机器人清洗原理
对于多色种喷涂作业，机器人采用自动换色系统，这种系统包括自动清洗和吹扫功能。换色块一般安装在离雾化器较近的位置，这样可减少换色时间，满足生产节拍需求。清洗时浪费涂料也较少。自动换色系统由机器人控制，对于被喷车身的色种指令，则由总控系统给出。喷涂机器人在喷涂完一台车身后需要对旋杯进行清洗和填充，且完成一定台数车型喷涂（一般同色5台，异色1台）时进行管路清洗和填充，防止涂料附着在管壁上，或油漆由于晾干变成漆渣堵塞旋杯出漆孔，影响下一台车的喷涂效果。一个完整的清洗程序应该包括循环管路清洗、旋杯清洗、循环管路填充、旋杯填充。
1.3.1 循环管路清洗
循环管路清洗主要是清洗换色阀组的公共腔、齿轮泵和换色阀组到雾化器之间的这段公共管路。循环管路清洗时主要开启S1PVS（溶剂阀）、BYP1（齿轮泵旁通阀）等阀门，管路清洗完毕后清洗溶剂经过排放管路流回调漆间废漆回收罐内，此时排放管路上的TRIGDUMP、TPVD等微阀是开启状态。其中BYP1是齿轮泵的旁通阀，因为齿轮泵的流量总是有限的，打开旁通，会使溶剂或油漆快速流动，达到快速清洗、快速填充的目的。
1.3.2 旋杯清洗
旋杯清洗主要是清洗雾化器部分，清洗溶剂不经过公共管路直接对旋杯内外进行清洗，此时TRIG SP1、TRIG EB、TRIGIB、TRIGP1等微阀开启。杯头清洗时，清洗溶剂直接排放掉。管路清洗和旋杯清洗完成后都需要用压缩空气进行吹扫，以期将管路和雾化器内的清洗溶剂吹扫干净。由于微阀开启一次少需要0.2s，在设定清洗和吹扫时间时，每一个过程不能低于200 ms，清洗过程中只有相应的微阀打开，其余微阀均处于关闭状态。
1.3.3 颜色填充
循环管路填充就是对换色阀组的公共腔和换色阀组到雾化器之间的公共管路用将要喷涂的颜色涂料进行填充。循环管路填充时，S1PVx、BYP1、TRIG P1阀门开启。旋杯填充主要是对雾化器部分进行涂料填充，此时S1 PVx、TRIGP1阀门开启。填充不仅要求能夹带出管路和旋杯内残留的溶剂，还要求机器人在喷涂下一台车身起枪处喷涂出合格的油漆。
2 换色和清洗引起的问题
2.1 机器人喷涂时混色
混色是指机器人在喷涂当前颜色时喷出的漆里含有其他颜色涂料，喷涂部位出现色差，车身前盖在喷涂珠光白颜色时混入红油漆。造成混色的原因可以分为两类，一类是清洗程序设置问题，一类是设备故障。
2.1.1 因清洗程序设置引起的混色问题
1）长清洗程序引起的混色
从程序上对机器人进行设定：换色时，机器人进行循环管路清洗、旋杯清洗；喷涂下一台车身前进行管路填充、旋杯填充，即我们常说的长清洗。如果清洗换色程序设定机器人在换色时管路清洗或填充时间不够，管路中就会残留上一台车身的油漆，在填充下一台车身颜色时不能把管路中的废漆都排出来，喷涂时就会发生混色。珠光白颜色对设备和施工环境很敏感，极易受施工条件影响而发生变化，喷涂时易发生混色现象。尤其前面车身为经典红、珠光黑等深颜色车身时，混色更易发生。通过调节循环管路清洗时间、清洗溶剂流量、压缩空气吹扫时间，在生产节拍内增加清洗和吹扫时间，可有效缓解珠光白混色。
