點(diǎn)膠,英文稱(chēng)Dispensing,是一種工藝,也稱(chēng)打膠、施膠、涂膠、灌膠、滴膠等,是把膠水、油或者其他液體涂抹、灌封、點(diǎn)滴到產(chǎn)品上,讓產(chǎn)品起到黏貼、灌封、絕緣、固定、表面光滑等作用。這種工藝應用范圍非常廣,在汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中,也是不可缺少的一部分。
點(diǎn)膠工藝可以是人工操作,也可以用自動(dòng)化機器人。一般情況下,在汽車(chē)生產(chǎn)中,由于產(chǎn)量大、節拍高,基本都選擇機器人自動(dòng)點(diǎn)膠。這項工藝效率高,但是成本也較高,同時(shí)技術(shù)難度也很大。自動(dòng)點(diǎn)膠一般來(lái)說(shuō)是用氣壓控制的,在設定時(shí)間內把膠液推出。由儀表控制每次注滴時(shí)間,理論上,確保每次注滴量一樣。調節好氣壓、時(shí)間和選擇適當的針嘴,便可控制每次的注滴量。但在實(shí)際生產(chǎn)中,可能發(fā)生的問(wèn)題層出不窮,是一項關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。
調研發(fā)現,以下幾點(diǎn)是他們認為在點(diǎn)膠過(guò)程中最容易出現問(wèn)題的因素:
·點(diǎn)膠的一致性;
·點(diǎn)膠的準確性;
·設備維護;
·如何加快節拍;
·膠的浪費;
·操作員培訓;
·返工和維修;
·點(diǎn)膠的一致性

進(jìn)行小批量生產(chǎn)時(shí),這個(gè)問(wèn)題最為常見(jiàn)和棘手。約44%的受訪(fǎng)者表示,由于是小批量生產(chǎn),往往采用手工操作,而非自動(dòng)化機器人。而使用手工方法時(shí),每個(gè)工件之間的一致性是最大的挑戰。由于操作人員隨時(shí)會(huì )變動(dòng),能夠有一致性才是奇怪的事情。
而當制造商使用更先進(jìn)的自動(dòng)化設備進(jìn)行點(diǎn)膠時(shí),一致性問(wèn)題稍有改善。使用氣動(dòng)臺式點(diǎn)膠機(air-powered benchtop dispenser)的采訪(fǎng)者中有37%認為,一致性問(wèn)題是一個(gè)挑戰。使用氣動(dòng)閥系統(pneumatic valves systems)的受訪(fǎng)者中有32%認為一致性問(wèn)題是一個(gè)挑戰,而使用容積式點(diǎn)膠系統(positive-displacement dispensing system)的受訪(fǎng)者中只有26%表示這是一個(gè)挑戰。
當然,我們不能把所有復雜問(wèn)題都用自動(dòng)化設備替代手工操作來(lái)解決,盡管改善點(diǎn)膠設備可以改善一致性的問(wèn)題,但是遵循一些簡(jiǎn)單的準則也可以有所進(jìn)步,例如氣泡問(wèn)題。因為氣泡是破壞膠水性能和一致性的罪魁禍首之一,我們可以想辦法減少流體中的氣泡。比如,在點(diǎn)膠之前,使用離心機將流體中的空氣清除;或者盡量避免解凍凍結的膠水,以防止膠水凍結后解凍而出現大量的凍融空隙。
點(diǎn)膠精度
點(diǎn)膠精度也是一個(gè)容易出現問(wèn)題的點(diǎn)。與點(diǎn)膠一致性非常類(lèi)似,41%的手工操作受訪(fǎng)者和35%的氣動(dòng)點(diǎn)膠使用者認為點(diǎn)膠精度是一個(gè)難點(diǎn);
使用氣動(dòng)閥系統(例如隔膜閥和針頭分配閥)時(shí),精度問(wèn)題就比較不明顯了。部分制造商使用了先進(jìn)的噴射系統,例如電子氣動(dòng)噴射閥和壓電噴射閥,精度也得到大大地提高。
氣動(dòng)點(diǎn)膠機的最新進(jìn)展也有助于提高精度。軟件的改進(jìn),讓現在許多機器可以進(jìn)行多點(diǎn)點(diǎn)膠功能的操作,還可以幫助加快生產(chǎn)速度。
膠水里的氣泡也會(huì )影響每次點(diǎn)膠的準確性。使用前從流體中清除空氣是準確點(diǎn)膠的關(guān)鍵。
設備維護
設備維護一直都是一個(gè)難點(diǎn)。它主要包括設備的拆卸、清洗、潤滑,還有停機保養。和上述兩點(diǎn)不同的是,自動(dòng)化點(diǎn)膠的方式反而增加了設備維護的難度。
2017年和2018年,分別有46%和45%的受訪(fǎng)者對容積式點(diǎn)膠系統的維護視為頭號難題。
與此同時(shí),對氣動(dòng)閥系統,2017年和2018年分別有39%和33%的受訪(fǎng)者將其同樣視為難題。
另外,2018年有35%的受訪(fǎng)者認為在氣動(dòng)噴射閥系統設備維護上困難很大。
與氣動(dòng)閥和噴射閥系統相比,更多的受訪(fǎng)者將容積式點(diǎn)膠系統視為問(wèn)題一點(diǎn)也不奇怪。正排量點(diǎn)膠設備(例如容積泵)通常具有更復雜的零件,需要更多的時(shí)間來(lái)拆卸和清潔。正排量系統的優(yōu)勢在于,無(wú)論流體粘度或粘度隨時(shí)間的變化如何,它們都可提供連續,可重復的點(diǎn)膠。相比于其它類(lèi)型的點(diǎn)膠系統,其好處大于花費更長(cháng)的時(shí)間進(jìn)行清理的弊端。
點(diǎn)膠技術(shù)的最新進(jìn)展,包括氣動(dòng)閥和壓電噴射閥,通過(guò)創(chuàng )新的產(chǎn)品設計減少了維護時(shí)間。集成在閥門(mén)設計中的快速釋放扣使操作員可以在將閥門(mén)安裝到自動(dòng)化系統的同時(shí)快速移除流體,不必拆卸閥門(mén)即可將其清洗再恢復使用,從而節省了大量的維護時(shí)間。實(shí)際上,如果制造商提前準備了一種以上的流體,是可以做到無(wú)縫切換的,從而將停機時(shí)間降至最少,只需幾分鐘。
如何加快生產(chǎn)節拍
對于某些零件供應商來(lái)說(shuō),由于產(chǎn)品供不應求,生產(chǎn)出來(lái)就一定能賣(mài)掉,所以提高生產(chǎn)速度是頭等大事,沒(méi)有之一。任何的停線(xiàn)、停工都相當于在燒錢(qián)。2018年約有44%的受訪(fǎng)者表示加快生產(chǎn)節拍是他們心中的第一挑戰。使用臺式自動(dòng)化系統的受訪(fǎng)者中有43%表示急迫需要加快生產(chǎn)速度。
通常,當需要更高的生產(chǎn)量時(shí),如果我們適用臺式自動(dòng)化系統,機器人可以通過(guò)分配流體的方式實(shí)現批量的點(diǎn)膠,從而取代一對一的模式,從而大大提高了生產(chǎn)速度。
受訪(fǎng)者認為生產(chǎn)速度是自動(dòng)點(diǎn)膠系統的一個(gè)痛點(diǎn),原因之一可能是點(diǎn)膠系統的制造商有意將機器人的移動(dòng)速度設計為慢速,由此不超過(guò)安全閾值,從而不需要將其封閉在安全保護系統中。
最新式的臺式點(diǎn)膠機器人是專(zhuān)門(mén)為縮短點(diǎn)膠周期而設計的。這些新型機器人采用滾珠絲杠驅動(dòng)而不是皮帶驅動(dòng),可以更快,更精確地定位。某些型號可以實(shí)現±0.003毫米的位置重復精度。
浪費和培訓
最后值得一提的就是是膠水的浪費,操作員培訓以及返工和報廢。
廢液廢膠貌似是一點(diǎn)點(diǎn)浪費,但日積月累下來(lái)花費不小。減少膠水浪費的一種常見(jiàn)方法是使用一次性點(diǎn)膠部件,類(lèi)似注射器筒和活塞,其設計為防止點(diǎn)膠后在筒中留下任何膠水。還有一些零件是專(zhuān)門(mén)設計為可以減少浪費的結構。儲液罐和分配閥之間采用較短的供料管也可以幫助減少浪費。使用特殊的分配閥也可以幫助合理分配膠水,從而將浪費降至最低。
工人培訓在任何設備或工藝的應用上一直是難題,點(diǎn)膠當然也不例外,對于復雜的噴射系統和臺式機器人來(lái)說(shuō)尤其如此??朔@一問(wèn)題的一種方法是與點(diǎn)膠設備供應商合作,在供貨、測試、調試設備時(shí)幫助進(jìn)行員工培訓,并在測試設備時(shí)生成文檔化的參數,以在培訓操作員時(shí)用作指導文件。軟件的升級也可以大大減少培訓操作員的時(shí)間。一些設備供應商投入了大量資金來(lái)開(kāi)發(fā)直觀(guān)的軟件界面,以簡(jiǎn)化點(diǎn)膠機器人的設置和編程,從而減少操作員培訓的需求。