基于Robot Studio的工业机器人汽车喷涂仿真设计-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了基于Robot Studio的工业机器人汽车喷涂仿真设计。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

整篇文章字数有一万四左右，图片太多了，实在是懒得全部放在这上面来，太废时间了。获得完整论文关注可查看主页私信我

摘要

近几年，随着汽车普及程度的提高，消费者对汽车的外形、性能要求也越来越高，各大汽车制造商纷纷对传统的油漆生产线进行改造，以提高生产效率、节约生产成本。喷射机器人的出现和它的使用，在汽车涂装生产线上起着举足轻重的作用。本文利用ABB自主开发的Robot Studio离线模拟软件对涂料生产线进行了模拟，并对其反复定位精度、颜色清洁等方面进行了深入的探讨。
首先，叙述了涂料生产线的功能、历史、工艺流程，并对其发展过程、特点、研究背景、研究意义作了简要的介绍。本文对喷漆机器人着色系统的硬件组成、换色与清洁机理进行了分析，并对其引起的问题及影响因素进行了分析，并进行了预处理软件的设计。对机器人在喷涂过程中容易产生的漆膜问题进行了研究，并对产生的原因进行了分析，并提出了解决办法。并对静电电压、成型空气等各工艺参数的影响进行了分析。
其次，对机器人的姿态重复度和姿态精度进行了分析，提出了用雅可比矩阵表达机器人各个关节轴线的角速度与速度的关系；本文对离线编程技术的发展状况进行了分析，并对离线程序的各模块及界面的作用进行了详细的说明，并给出了离线编程的整体设计思路。
最后，在Robot Studio仿真软件的基础上，通过Robot Studio仿真软件实现了涂装流水线工作站的布置，建立了工件坐标系、工具坐标系、离线输送系统模块、喷涂模型仿形模块。

关键词

Robot Studio；汽车涂装；离线编程；模型仿真

1 绪论

1.1研究背景与意义

科学技术是人类的首要生产力，科学技术的发展促进了社会的迅速发展，使人民的生活品质得到了极大地提高。汽车车身涂装是汽车工业的关键技术，它直接影响着汽车的外观、防水、车身质量以及耐腐蚀性能。
涂层是一种可以覆盖和有效地保护被涂覆的工件表面，具有装饰和延长工件的使用寿命的一种表面处理技术。油漆广泛应用于民用和军事领域。喷漆分为手工喷漆和自动喷漆。在汽车涂装行业，由于长期处于环境较差的涂装环境，对工人的身体健康造成了极大的危害。为了解决这个问题，在许多情况下，自动喷涂逐渐取代了人工喷涂。自动喷漆主要有自动喷涂机、喷漆机器人等.本论文采用的是一种静电式喷漆机器人，该机器人的问世大大改善了对人工喷漆工人的身体健康造成的危害，同时也大大提高了喷漆的效率和质量。
工业机器人有很多种，比如喷射机器人，目前世界上有KUKA、FANUC、KAWASAKI、ABB、YASKAWA等[1]。在工业机器人中，喷枪机器人的定位精度不高，但许多参数都要依据工件的特性以及外界环境的不同而设计，如喷枪速度、喷漆流量、静电电压、旋杯转速、成型空气压力等。这些数值的尺寸并非一成不变的，比如在可变喷涂过程中，由于工件的外形、曲率等因素的变化，需要对其进行实时调整，以实现喷涂工艺的要求，并使涂层的厚度均匀化。在喷漆工艺的基础上，还必须介绍一项重要的技术，即发动机的TCP轨道规划，TCP的运行路线将直接影响到车辆的涂装质量和生产效率。早期的机器人涂装，多采用手工教学法，在工地上表示教仪标记出关键部位，再绘制出喷涂路线，但这种方式有很大的风险，施工人员要在喷涂作业现场，生命安全也会受到影响。同时，人工教学的效果也比较差。这就是为什么离线编程技术会出现，技术人员不会像以前那样，每天都要亲自去现场，只需要在喷漆模拟软件上绘制出一个类似于现场的3D环境，然后编写代码进行模拟，模拟完成后，将代码输入到模拟器中，就能对喷射机器人的运动进行控制。这种方法既能极大地提高调试的效率，又能保证流水线的正常运行。下图中的喷涂机器人是由ABB制造的IRB5500。

图1-1 IRB5500 喷涂机器人

1.2国内外研究现状

追溯到1966年，美国斯坦福研究院的尼尔斯·尼尔森和查尔斯·罗森等人就已经着手研究人工智能机器人，并在1972年成功地制造出了全球首个机器人Shakey。Shakey能够在各种复杂的情况下完成实时控制，但是因为那时的电脑还处于DOS系统的状态，所以Shakey的名字就是这样来的[2]。直到1999年，Probotics公司才成功开发出一款移动机器人“Cye”，该产品具有双轮差速控制，能够在室内用拖车运输饮料、书信等日常生活物品，同时还具有牵引式吸尘器的作用[3]。
日本HONDA公司于2000年发布了一款名为ASIMO的玩具机器人，ASIMO是一种将视觉传感器和超声波传感器相结合的智能机器人，不仅能跑能走，还能上下楼梯，还能给人倒杯茶，还能踢足球，在ASIMO问世后的十多年里，这款机器人一直是世界上最先进的仿人机器人[4]。2006年，日本东京大学的JSPS小组设计了一款可以与人交流的厨艺机器人，用户可以根据其提示来准备食材、制作菜肴。但是，这种人机交互机器人还只是一个初步的实验，还没有完全成型。韩国YujinRobitics于2008年推出了一款智能机器人，它可以在家里唱歌、做家务、在家里避免遇到障碍物自己移动，还可以在没有人的时候检查房门是否锁上，这是一款非常强大的产品。2010年，泰国首都一家日本餐馆使用了服务机器人为顾客提供食物。这款服务机器人能够在触摸屏上为客户提供菜单、有节拍的舞蹈、移动到桌子上为客人取空餐盘[5]。2015年，由日本软银（软银）与法国Aldebaran Robotics共同开发的一款人形机器人“Pepper”，它凭借庞大的数据采集能力和运算能力，不但能让用户在社交生活中享受到更多的社交体验，同时还能在医院、咖啡厅等场所提供智能化的引导及解惑服务，是推动智能服务机器人面向大众乃至实现普及化的一款革命性产品[6]。
如今，世界上已经有了相当完善的机器人体系。日本、韩国、俄国等发达国家的服务机器人研发工作都取得了很好的成绩，而日本在服务机器人方面的研发也是全球的领头羊，无论是政府的政策还是国内的龙头企业，都非常重视服务机器人的研发。在2006到2010年之间，日本每年在服务机器人的研究和开发上投入了一千万美元。到今天为止，日本在开发人类智能机器人方面的技术上是世界上最先进的，它可以通过面部识别和语言识别等技术来识别人类的情感。但是，在运动中，四肢的柔韧性还没有得到很好的解决。在机器人技术上，韩国仅次于日本，位列亚洲第二，韩国政府对机器人产业的发展非常重视，为了在机器人领域中占据更大的比重，韩国制定了“未来十大产业”和“2022机器人发展战略”[7]，韩国机器人技术可以模仿人类的大部分行动，在灵活性上可以做到两条腿走路，但是机身的平衡性还需要改进。美国是机器人的故乡，它的技术在世界上是首屈一指的，美国的军事机器人占据了全世界60%的市场。美国《美国服务机器人技术路线图》对服务机器人的发展现状、发展战略布局等进行了详尽地阐述。美国服务机器人采用了两个轮子的差速传动，使移动交通更顺畅，并具有记忆和定位导航等多种功能[8]。
与国外相比，我国的机器人技术发展相对滞后，与世界先进水平存在一定的差距。1995年，清华大学研制出一款7个自由度机械手的护理机器人，它能为瘫痪患者提供药物、送水等多种护理服务。上海交大于2010年推出了交龙智能轮椅和交龙向导机器人，这两款机器人将在世博会期间迎接来自全球的旅客。交隆智能轮椅配备了陀螺仪、激光雷达、视觉等多个感应器，具有较高的自主位置精度和高可靠性。2015年，哈工大机器人公司自主开发了一款名为“威尔”的迎宾机器人，它具有人脸识别、自动导航、避障、语音交互、安全监控等多种功能，并可通过用户定制的APP进行客服和迎宾。适用于银行，营业厅，机场等人流较大的地方[9]。“Anbot”是万为智能机器人技术有限公司和国防科技大学智能科学研究院共同开发的，在上海国际服务机器人技术和应用博览会上，受到了众多观众的关注。Anbot整合了系统定位、智能路径规划、影像分析等先进技术，可以取代保安人员的巡逻、监控和身份识别，完成任务后自动返回。近几年，随着政府对服务机器人的研发越来越重视，作为工业转型和升级的一个重要方向，国家出台了许多关于智能服务机器人的发展计划，比如科技部发布的《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》[10]，就提出了要在服务机器人领域实现突破，并推出具有市场前景的新产品。
在2006年提出了深度学习模型后，人工智能进入了第三个快速发展阶段。而随着人工智能技术的持续发展，服务机器人的市场规模迅速扩大。从2014年开始，服务机器人的市场规模以每年21.9%的速度增长，到2019年将会达到94.6亿美元，2021年有望超过130亿。根据1 FR的数据，全球家庭服务机器人的市场规模为42亿美金，医疗服务机器人为25.8亿，公务机器人为26.8亿，家庭服务机器人为44%[11]。

图1-2 2014—2021年全球服务机器人销售额及增长率

2 相关基础概述与定义

2.1涂装生产线概述

2.1.1涂装的定义及功能

定义：涂装是在工件表面涂上涂层，干燥后形成薄膜。
功能：防护：在工件表面涂上一层耐腐蚀、耐磨、耐水的涂层，可以起到保护工件和延长工作寿命的效果。
装饰效果：油漆能赋予工件光泽，色彩，立体感，平滑等，具有美感。
特别作用：涂层可以调节电、热等能量的传导特性，抵抗细菌的吸收，并能控制声波的反射、散发和吸收。
目前，国内涂料生产线分手工、半手工、自动化三个阶段，主要包括：预处理、电泳、油漆、干燥、三废处理[12]。

2.1.2汽车涂装生产线的发展历程

新中国成立之初，我国涂装工艺发展最早，那时我们与苏联有着紧密的联系，苏联很多涂料工程都在我们国家进行了投资和建设。二十世纪60年代初期，上海、天津的自行车生产已经形成了两条生产线，一条是机械化生产线，一条是自动生产线。在此期间，我国涂料行业的主要工作是防腐。然而，随着我国经济的快速发展，以及国外涂料技术的飞速发展，国内不断的采用先进的涂料技术，其中，电泳、静电喷涂技术在自动化涂料行业中得到了广泛的应用。80年代，由于新的涂装设备引入，各种喷涂方法层出不穷，目前静电旋杯喷涂技术已经发展得非常成熟[13]，许多汽车车身的涂装都采用了机器人。

2.1.3汽车涂装生产线工艺流程

涂装生产线的工艺流程包括前处理、电泳、中涂、表面处理。预加工：预处理是油漆生产线的首要环节，包括除锈、脱脂、除油、除油和磷化等工序，以清除工件表面上的各种杂质（例如乳化液、汗渍、油脂）和灰尘。其中，磷化是关键，除锈、脱脂、除油是磷化的前期准备工作，因此，在生产中，除了对磷化质量的要求外，还应将磷化工艺列为主要工艺[14]。
电泳：是指在电场力的作用下，带电粒子向相反的方向移动。通过电泳，电泳漆能在物体表面的一些很隐蔽的地方，比如车门把手的缝隙，这样就能增强汽车的防腐蚀性能。同时，采用电泳方法，可以将油漆的利用率提高到94%，从而降低油漆资源的浪费。
中涂：中涂底漆是常用的中涂底漆，而中涂底漆则是在底漆与底漆之间使用的一种底漆，通常又称“二道浆”“二道底漆”。中涂能改善底漆与面漆的黏合，改善产品的丰满和平整，隔离和封闭底层的涂层，避免了面漆的渗入而造成漆膜缺陷，并能填充细小的刮痕和针眼。
面漆：也就是所谓的终道漆，它是油漆工序中的最后一层，它不但能让车体的外观美观、耐腐蚀、防水，而且还能起到保护底漆的效果，极大地改善了车身的外观[15]。

图2-1 汽车涂装生产线工艺流程

2.2工业机器人的发展历程

二十世纪中叶，在自动化与电脑技术的技术背景下，现代的机械工业机器人已经开展了大量的工作。1962年，美国诞生了第一个工业机器人，这是日本在五到十年前完成的。美国在过去的半个多世纪里，已经成为世界上技术领先、实力雄厚的国家之一。
工业机器人的发展历程，是一条弯弯曲曲、崎岖不平的道路。美国最早由戴沃尔于1954年提出了工业机器人的概念，并获得了专利权。本发明的核心技术是采用伺服技术对机械臂进行运动控制，由技术人员进行人工演示，从而实现对机械臂运动的记录与重现。1959年，第一个工业机器人问世。此后，日本在机器人技术上进行了快速的创新。20世纪末，随着工业机器人技术的不断发展，企业的整体、高度的自动化已逐渐形成。第一代工业机器人是指在工业生产中广泛应用的机械臂[16]。
在1982年，通用汽车工业开始使用视觉系统，因此，感知机器人就成为了二代机器人的代表。该系统具有外接传感器，可脱机编程。自主机器人是世界上最具代表性的第三代机器人。其优点是有计划，有感知，有决策的能力。二十世纪90年代，我国已进入转型期，工业机器人在实际工作中有了新的突破，此后数年，已陆续研制出了喷涂、焊接、搬运、堆垛等多种工业机器人，并完成了大量的工程。

2.3上漆率的概述

油漆上漆率，即油漆利用率，是指在涂敷期间，被涂覆的物体表面上的油漆量与喷嘴所喷出的油漆的总量之比，或被涂物体表面实际测量到的薄膜厚度与所喷出的油漆的总厚度之比。在计算时，通常是指油漆中的固体物质在被涂物体或物体的有效部位所占的百分比。相同的汽车在相同的环境中，保证平均厚度、干膜厚度、有效喷涂面积和涂膜用量都是固定的[17]。

2.3.1喷涂方法影响因素

空气喷涂是一种传统的喷漆工艺，它是最基础和最简单的一种，它的工作原理是通过将压力从喷嘴喷出，在喷嘴附近产生一个负压，使管道中的漆膜被抽走，由于气体的快速扩散，使得漆膜产生雾状，因此，在各种喷涂方式中，空气喷涂得上漆率是最低的，通常在30%—60%之间，而且还会对周围的环境产生污染。由于采用了空气喷射方式，不仅会使喷房的滤棉更加堵塞，而且会增加生产成本。下表对静电喷涂、高压辅气喷涂、高压无气喷涂、空气喷涂等方面进行了对比[18]。
表2-1 四种喷涂方法对比
高压无气喷雾与空气喷雾相同，采用压缩空气作为动力，通过柱塞泵对漆膜进行加压，使喷头的压力在喷头上释放，并使涂层得雾化。高压辅助气体喷射是一种既有高压无气喷射又有空气喷射的特性，而高压静电喷雾则是在喷枪与待涂工件之间形成高压静电，使带电的涂料被吸到工件的表面。由表2-1可知，由于喷油工艺的原理不同，上漆速度会有很大的差异。在这些工艺中，空气喷涂工艺的上漆效率最低，采用高压静电喷涂工艺，可达70%～90%的涂料质量[19]。
目前，高压静电法已成为涂料行业的主要技术，它的输送效率很高，主要是由于它可以帮助涂料克服各种阻力，比如气流和空气的流动和推力。同时，采用高压静电喷涂技术，可节约人工、油漆费用、缩短操作时间，能更好地将喷漆室内和周边环境中的油漆吸附到被涂体的表面，从而极大地减少了清除油漆残余物的费用，而且采用高压静电喷涂。

2.3.2涂料影响因素

溶剂型涂层通常具有较大的电阻，几乎为绝热材料，因此，在旋转杯喷枪中施加静电的压力，无需进行特别的加工。传统的高压静电镀层，其阻值可达4 M欧姆，在对涂层进行高电压静电场力的同时，还能有效地改善涂层的涂覆率。与溶剂型涂料相比，水性涂料具有极低的电阻，采用高压发生器所产生的正电荷通过装置时，会在水溶性涂层上发生泄漏[20]。

图2-2 荷电方式和涂料上漆率的关系
因此，对于水溶性油漆，采用高压静电喷涂，需要一种特殊的涂装机械系统，并对其进行隔离。涂膜速度与内荷电技术的发展和更新密切相关，见下图。采用水溶性涂层进行高压静电喷涂时，其导电性能是目前最大的难题，因此必须对其进行专门的静电喷控制。采用外部充电技术，是一种传统的水溶性涂层，它可以通过它的特殊的外接电流来实现。

3 喷涂机器人换色清洗及喷涂参数分析

3.1喷涂机器人的换色系统

3.1.1换色系统的硬件构成

喷涂机器人的喷涂系统一般包括着色系统、喷漆雾化系统、控制系统和涂料循环系统。喷漆系统是喷漆工艺的关键。喷漆机器人的颜色转换系统是由多个组件组成，保证了它适合各种涂料，如水性涂料、溶剂涂料、单双成分涂料等。该换色系统包括：涂料输入管道模块，压缩空气模块，换色阀门模块，以及部分外部清洁箱。通常情况下，更换颜色的装置都是安装在喷漆机器人的手臂内侧，紧邻喷雾器。
在图3-1中，示出了颜色转换系统，A表示涂料输入管道组件，B表示压缩空气组件，C表示涂料管道返回组件，D表示微型阀门组件，E表示调色阀组件共用部分。其中，微阀门组件是调色系统的主要组成部分，用于控制涂料的方向，其功能与开关功能类似，包括顶针、弹簧等。在进行喷射时，必须要将微阀关闭，而油漆在进入管线A后，会从管道C流到循环管道区域。在一次油漆喷过一次后，更换阀组共用管道必须用高压气体和溶剂吹除。

3.1.2喷涂机器人的换色原理

在换色系统中，各部件各有各的作用和作用，微阀门的开启是用压缩空气推动的，而弹簧则可以使之闭合。在阀门的顶端将会有一个显示开关的手柄，以显示阀门开启的情况。每一个阀门都有自己的喷漆管道回涂。通常，在调色板的上方设置一个压缩空气模块，它能在一定程度上实现对气体的压缩和对溶剂的净化。它的内部有一种阀，它能使气体与溶剂交替流动，使溶剂与气体相混合。这样可以保证在更换颜色的循环中，将公用管道和涂料管道等清理干净。此模块能减少更换颜色的程序设计。
图3-1 换色系统结构图
同时，它是一个单独的模块，无需连接外部的电力，也无需与管道直接连接。当喷涂机器人以特定的颜色处理被涂覆的工件时，如果在B的电磁阀收到开启信号，就会开启两个三通阀，压缩空气从B口流入，在这个时候，弹簧会被压缩空气向相反的方向压缩，微阀D阀开启，涂料从输入组件 A流入共同的通路，然后通过稳压器输送至齿轮泵。齿轮泵可以在泵体与齿轮啮合间产生的空间体积上进行运动，从而实现涂料的输送。进入到齿轮泵中的涂料在静压力和旋转杯的离心力的作用下，被雾化后朝着被涂布的工件移动，在成型空气的控制下，涂料的喷射幅度保持在所需的目标值。

3.1.3喷涂机器人的清洗原理

目前，面对各种色彩的喷漆作业，单一色彩的喷漆方式已经无法满足要求，因此目前的喷漆机器人大多采用了自动换色装置，这种装置具有自动清洁和清洁两个功能。通常，更换装置都是靠近喷嘴的地方，这样可以缩短换色时间，增加工作效率。通过主系统来实现对被喷对象的多种颜色选择，并通过喷淋机器人自身来实现自动调色。喷涂机器人完成喷漆后，将旋转杯送入清洁箱（亦称洗枪箱），将溶剂和空气喷入旋转杯式喷雾器，以除去其表面的油漆残渣，从而保证旋转杯式喷雾器的内部和外部表面清洁，防止油漆残渣飞溅到被涂工件表面。清洁箱见下图，清洁完毕后需灌装。一般来说，当五辆同颜色的汽车或一辆不同颜色的汽车时，都要进行管道的清洁和灌装，以避免涂料粘在管道里，或者干燥后会变成漆渣，堵塞旋转杯的出口，导致“串色”“颗粒”等。整个喷涂机器人的清洁，由两个主要环节组成：清洁和冠状循环管道，清洁和灌装旋转杯。
（1）喷涂机器人循环管路的清洗
喷漆机器人的循环管清洁由三个环节组成：换色系统的齿轮泵、共用空腔、换色器和转杯间的共用管道清洁。循环管道清洁时，要打开有关的阀门，如齿轮泵旁通阀、溶剂阀，使压缩空气与清洁溶剂在管道内交替流通，以达到清洁的目的，同时也可防止前一种涂料对涂料的颜色造成污染。
当管道被清洁完毕，清洗溶剂必须经由排水管道返回到废漆液回收箱，这时，排出废水的管线上的微型阀门（例如TPVD、TRIGDUMP）在打开状态。齿轮泵的流量是恒定的，为了加快涂料或溶剂的流动，加速清洁和灌装，必须打开齿轮泵的旁通阀。
（2）喷涂机器人旋杯的清洗
喷嘴是旋转杯体的核心部分，是旋转杯体清洁的重要目标。在旋转杯清洁时，清洁溶剂可以不通过公用管道，直接清洁内外。清洁时，必须开启多个微型阀门（如P1、TRIG EB、TRIG等），并在此清洁期间启动调节器的超冲控制，从而确保在全开状态下保持旋杯喷嘴内的液力调节器。清洁完毕后，无需倒灌，直接排出。在清洁完旋转杯和管道后，需要用压缩空气吹干净。在每次清洁时，仅需要，打开相应的微型阀，其他的微型阀必须关闭阀门，而且清洁和净化时间的设置要与微型阀的打开时间相适应。通常的时间设置在0.2秒以内。
（3）喷涂机器人颜色填充
注料起到循环管道和旋转杯式喷嘴的清洁作用，然后在喷漆管线和喷嘴的阀门总管中注入所需的涂料。喷漆机器人回路管道的充填是为了在调色系统中的共用通路E和调色系统与转杯式喷嘴之间的共用通道上涂上要喷涂的涂料。在进行管道灌装时，有必要开启相应的阀门。而旋转杯的充填则是用要涂抹的颜料来填充喷嘴。注浆不但要清除喷漆过程中的旋杯和管道中的污垢，还必须启动触发器阀门，调整机器中的超驰控制和各种颜色的阀门，使喷漆从喷嘴中排放的数量降到最低，从而可以喷射出适合下一辆汽车的油漆。通常只有在旋转杯式喷雾器处于清洁箱内时，才会进行灌装过程，而喷嘴排出阀门被启动，因此可以产生一个向喷漆系统排出的平行通道。
（4）喷涂机器换色清洗程序
喷涂机器人的清洁是对喷淋系统进行清洁，使用下一次要上色的涂料，由油管和旋转杯式喷嘴进行清洁。它的结构在下图中显示。每一台喷漆机器人的颜色变化都是由一张网格组成的，每一种颜色的变化都代表着不同的模块和阀门，每一种颜色的要求也是不同的，因此，根据实际情况，可以选择合适的颜色。本换色系统的主要工作元件是几个气动超微阀门9，通过控制超微阀门的工作顺序，然后与喷涂机器人一起进行操作，实现所需的颜色变换。
当Trig被激活时，容器中的液体会被输送到Versa Bell的注射器，从而使其喷射和排放。在启动CE后，将开启所选的液阀。pPE启动后，要涂抹的涂料就会流向触发阀。清洁控制系统在启动pAIR后启动，通常用于清洁和清洁。在启动 pCC后，转换器的出口阀就会被启动，从而可以将气体和溶剂从转换器中排出。pSEAL启动后，由控制气流带动密封阀，其中包括了气阀，通常在旋杯后面会有一个气密层，当有高速流过的涂料时，这个阀门可以防止旋转后的空隙进入漆料。

图3-3 换色程序图
在喷漆机器人更换颜色时，需要采用三种不同的颜色方式：推出、清洁、填充，这三种方法在Color下拉式菜单中都有。启动：这个过程是在更换颜料之前进行的，其目的是将剩余的油漆输送到旋转杯式喷嘴上。关闭换色阀，开启清洁气阀，利用管道内剩余的油漆和更换阀的总管涂层来节约油漆。通常，排版程式会在改变油漆的颜色前，将图贴系统清空。清洁：在喷雾器、涂布管、换色阀总管和清洁箱内，用相互交替的方式使清洁溶剂与清洁气体相互交换，从而防止后续要涂的涂料被前面的涂料所污染。为使转杯式喷雾器的流量调节机处于完全开启的状态，还要同时开启调整器的遮盖功能。之前已经讨论过填充特性。

3.2漆前编组软件的设计

在更换颜色之前，将车身型号、待喷涂颜色、涂料类型等信息都储存在与车身一起工作的载体中（见下图）。当被涂覆的车身通过传送带，快要抵达油漆室时，会先通过一个过渡滚筒，再根据需要调整车辆的顺序，将各种颜色和种类的车身组合起来，在油漆行业中，称之为“漆前编组”。
预涂漆不但可以将不同颜色的车体进行重新组合，避免了经常更换的涂料管道，同时也能使滑块在车身抵达喷漆间之前有一个较慢的输送速率。由于油漆链条的运转速度通常是非常低的，而油漆车间的传送链条要比油漆链条的传送速度要快得多。因此，输送速度为6米/分钟。

图3-5 漆前编组组态图
由上图可以看出，系统的预涂漆是在完成了中涂后，再进行色漆的涂装，本系统总共有四个涂装工序，每一个涂装工序都会根据不同的车型和颜色要求，通过四个车道，就可以对相同的车辆和颜色进行分类，这样在进行自动喷涂时，就可以减少对喷管的频繁冲洗，从而大大提升了喷涂工作的效率。