【摘要】本文主要介紹了涂裝車間照明的種類及形式。以光的基本特性為基礎(chǔ)，結(jié)合涂裝各類工位對照度、色溫、顯色性等照明特性的需求，分析涂裝線照明的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，汽車業(yè)的競爭日趨激烈。用戶在追求整車性能的同時(shí)，對外觀的要求也不斷提高。汽車表面的噴涂質(zhì)量將直接影響用戶對整車外觀評價(jià)。雖然現(xiàn)代汽車生產(chǎn)管理自動(dòng)化程度很高，但車身漆膜的打磨、拋光、檢查等決定整車漆膜品質(zhì)的工作仍然需要用肉眼來觀察識別，肉眼判斷的能力一方面受主觀因素影響，另一方面與照明效果也是息息相關(guān)的。因此做好涂裝車間照明的設(shè)計(jì)是不可或缺的。

1.1 照度

通俗的說，照度是指物體被照亮的程度。具體指單位面積所接收的光通量，以垂直面所接收的光通量為標(biāo)準(zhǔn)，即單位面積所含的光通量，反應(yīng)光照強(qiáng)度，單位為Lux。一般情況下，夏日陽光下為6萬-10萬Lux，陰天室外為0.1萬-1萬Lux。

對于照度的計(jì)算可依照以下公式：

Eav=u*n*Φ/(A*D)

Eav--- 照度，Lux；

u---空間利用系數(shù)，它與室體形狀系數(shù)（K）、壁板反射率等有關(guān)；

D---減光補(bǔ)償率，根據(jù)保養(yǎng)程度良、中、劣，分別取1.4、1.7、2.0；

n---燈的數(shù)量，一般指燈的盞數(shù)，只；

Φ---光通量，一般指每盞燈的光通量，lm；

A---房間面積，m2；

2.1 色溫

色溫表示的是光源光色的尺度，單位為K（開爾文）。當(dāng)某一種光源（熱輻射體）的色品與某一溫度下的完全輻射體（黑體）的色品完全相同時(shí)。完全輻射體（黑體）的溫度即為該光源（熱輻射體）的色溫。人們通常說的“暖色”和“冷色”即指色溫。

人們的日常生活和色溫是息息相關(guān)的，如電腦顯示屏通常會(huì)設(shè)置9300K、6500K、5000K三種色溫模式供選擇，攝影也可通過彩色濾光鏡來調(diào)節(jié)色溫，以得到準(zhǔn)確的色彩表現(xiàn)。

常見的光源的色溫表現(xiàn)，見圖1。

1.2 顯色性

顯色性是指光源對物體色彩的影響，該影響是由于觀察者有意識或無意識地將它與參比光源下的色標(biāo)相比較而產(chǎn)生的。光的色彩表現(xiàn)力不單單取決于光的色溫，還要視光的顯色屬性而定。顯色性越高的光源對顏色的再現(xiàn)越好，我們所看到的顏色的逼真程度也越高，越接近自然原色。

顯色性通過顯色指數(shù)Ra來表達(dá)，最高為100。一般用于評定指標(biāo)的場所的照明需要顯色指數(shù)在80以上，顯然對于一般涂裝車間的檢查、評定工位的照明需要顯色指數(shù)80以上。

1.3 損壞因數(shù)

損壞因數(shù)指物品在光源的照射下，受到光輻射及熱輻射的損壞程度。一般損壞包括褪色，結(jié)構(gòu)、材料的脆裂等，主要取決于材料的性質(zhì)、照度水平、暴露時(shí)間以及輻射的光譜構(gòu)成等。

涂裝油漆材料都具備一定的耐候性能，但為了減少對漆膜及車身的輻射損害，也應(yīng)該采用損壞因數(shù)較小的燈具，如熒光燈。

2.1 燈具種類

燈具的種類繁多，主要用于生活辦公照明、商用照明、工業(yè)照明、公共照明等，而涂裝車間內(nèi)燈具主要分為以下幾種：

帶燈罩涂裝柜燈，主要用于開放式室體，如涂膠工位。

不帶燈罩涂裝柜燈，主要用于密閉式室體，如打磨、噴漆等工位。

光學(xué)棱鏡燈，主要用于檢查類室體，如拋光、Audit等工位。

防爆燈，主要用于噴漆類室體內(nèi)部的輔助照明，如噴漆、點(diǎn)修補(bǔ)等工位。由于其成本及維護(hù)費(fèi)用高，安裝復(fù)雜，照明效果不理想等因素，不推薦防爆燈的廣泛應(yīng)用。

普通吸頂式或線槽燈，主要用于一般性非工位照明，如噴漆室潔凈間、防塵存儲(chǔ)區(qū)域等。

2.2 防護(hù)等級

燈具的防護(hù)等級指防塵防水性能，用IP等級表示，有兩個(gè)數(shù)字組成，數(shù)字由0-6或7，分別代表不同的防塵或防水等級，數(shù)字越大，代表防護(hù)等級越高。

對于涂裝車間內(nèi)燈具一般采用IP60等級，為最高防塵等級，最低防水等級。然而目前水性漆噴涂工藝已成為主流工藝，噴涂區(qū)域的濕度被大幅提升，而且噴漆室應(yīng)常年恒溫恒濕，與周圍環(huán)境的溫濕度差距較大，容易產(chǎn)生冷凝水，所以用于噴漆室的燈具也可采用IP64等級，提高燈具的防水性能。

2.3 反光板

涂裝車間用燈具除了防爆燈，其他種類的燈具均需要配備反光板。反光板多為鏡面鋁材料，由機(jī)械壓制成型，其目的是聚集光線和控制光照的方向及范圍。一般分圓弧型反光板（即直射型）和拋物線型反光板（即斜射型），其中拋物線型反光板又分為向上斜射和向下斜射兩種。

2.4 鎮(zhèn)流器

目前應(yīng)用較多的應(yīng)屬電子鎮(zhèn)流器，相對于傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器來說，電子鎮(zhèn)流器具有快速啟動(dòng)、無頻閃、噪音低、溫升低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠很好的保護(hù)使用者的視力，有效延長燈管使用壽命，并可使系統(tǒng)節(jié)電高達(dá)20%以上。

2.5 減光補(bǔ)償率

在燈具使用一定時(shí)期之后，在規(guī)定表面上的平均照度或平均照度與該燈具在相同條件下新安裝時(shí)在同一表面上所得到的平均照度相比均會(huì)下降，因此需要有減光補(bǔ)償率，減光補(bǔ)償率反映了燈具的損耗或折舊。所以在設(shè)計(jì)生產(chǎn)線時(shí)，照度應(yīng)有一定的預(yù)留區(qū)間，以保證生產(chǎn)線在一定時(shí)期后，燈具發(fā)生損耗后仍能保證工位的照度需求。

涂裝車間照明光源應(yīng)選擇顯色性出色、低能耗、使用壽命長的三基色熒光燈系列。

涂裝車間用于工藝照明的有打磨、噴漆、檢查、修補(bǔ)等工位，由于工位的特殊性，對照明的需求也各不相同。根據(jù)工位的不同結(jié)構(gòu)形式，那么所選用的燈具的形式也不盡相同。

針對涂裝車間工位復(fù)雜繁瑣，可按照工位特性進(jìn)行分類：

打磨涂膠類工位：包括電泳打磨、中涂打磨、離線打磨、涂密封膠、底涂PVC等

噴漆點(diǎn)補(bǔ)類工位：包括中涂噴漆、面漆噴漆、點(diǎn)修補(bǔ)、離線修補(bǔ)等

檢查交驗(yàn)類工位：包括檢查精修、交驗(yàn)、Audit評分等

一般非工藝區(qū)域：包括噴漆室潔凈區(qū)、分色防塵區(qū)、存儲(chǔ)流轉(zhuǎn)區(qū)域等

3.1 照度要求及計(jì)算

涂裝工位照明對照度的要求各不相同，行業(yè)上也沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)及要求。根據(jù)工位特點(diǎn)及需求分析，工位照度值可參照下表：

3.1.1 各類工位室體的照明要求

涂裝車間常見的室體及工作區(qū)照度需求如下表1。

3.1.2 噴漆室的照明計(jì)算

噴漆室的照明計(jì)算一般按前文所介紹的計(jì)算公式，計(jì)算得出噴漆室所需燈管的數(shù)量。

n=A*D*Eav/（u*Φ）

其中u---空間利用系數(shù)，它與室體形狀系數(shù)（K）、壁板反射率等有關(guān)，可以根據(jù)下表2選?。?/span>

K=BL/H(B+L)

式中： K 噴漆室形狀系數(shù)；

B 噴漆室工作區(qū)寬度；

L 噴漆室工作區(qū)長度；

H 噴漆室工作區(qū)高度；

反射率與噴漆室工作區(qū)內(nèi)壁板顏色有關(guān)，白色為60%-80%，用鍍鋅板、鋁合金板、不銹鋼板制的噴漆室壁板內(nèi)表面不涂漆，反射一般大于60%。

3.1.3 工位室體的照明計(jì)算

前文已經(jīng)提到了一種照度的計(jì)算公式，事實(shí)上依據(jù)公式計(jì)算是很繁瑣的，且很多工位室體采用開放式的，室體周圍沒有壁板，采用此公式計(jì)算存在反射率無法選取的問題。

對于涂裝工位室體照明，我們也可以采用一種類比的方法快速的推算所需燈具的型號及數(shù)量，現(xiàn)舉例檢查精修工位的照明設(shè)計(jì)，方法如下：

現(xiàn)有檢查精修室36m（長）*5m（寬），其平均照度為1000Lux，光源（燈管）數(shù)量為6/m，功率為36w。需設(shè)計(jì)一條48m（長）*5m（寬）的檢查精修室?？赏ㄟ^調(diào)整光源的數(shù)量或光源的功率來調(diào)整照度。按照設(shè)計(jì)平均照度為1500Lux，若調(diào)整光源數(shù)量，則新建檢查精修室光源數(shù)量應(yīng)為：6/m*（1500/1000）=9/m；若調(diào)整光源的功率，則新建檢查精修室光源功率應(yīng)為：36w*（1500/1000）=54w，即可選用58w光源。

這種方法簡單可行，如若在測量現(xiàn)有生產(chǎn)線照度時(shí)發(fā)現(xiàn)車身的局部區(qū)域照度不均或不足，則可在設(shè)計(jì)時(shí)考慮增加這些部位的照明效果，以規(guī)避此類問題。

3.2 色溫的選擇

對色溫的要求，涂裝車間用照明色溫一般分冷色光、暖色光及中性光。

冷色光色溫一般在5300K以上，其優(yōu)勢在于使人精力集中，但長時(shí)間易使人產(chǎn)生疲勞感。

暖色光色溫一般在3300K以下，給人一種溫馨舒適的感覺，緩解疲勞感，但易使人過于放松懈怠。

中性光是色溫處于冷色和暖色之間，一般在3300K-5300K之間，其光線柔和，適中，充分融合了冷色光和暖色光的特點(diǎn)，所以中性光越來越得到大多數(shù)汽車廠家的青睞。并被廣泛的應(yīng)用于涂裝車間的打磨工位及非工藝照明區(qū)。

噴漆工位，如噴漆室和點(diǎn)修補(bǔ)室等工位，玻璃上易凝聚漆霧，阻擋部分光線，影響照明效果，采用明亮度較好的冷色光源更有利于減弱光線受阻所帶來的不利影響。

對于檢查類室體（檢查精修、Audit等）采用光學(xué)棱鏡燈較好。涂裝漆膜檢查屬于精細(xì)程度較高的工作，對照度要求高，光源的性能及光照角度也有一定的要求。光學(xué)棱鏡燈的主要特點(diǎn)：

（1）在燈具玻璃板內(nèi)側(cè)增加了一層棱鏡板，通過棱鏡板的折射及漫反射作用減輕燈具的眩光效果，使光源能夠更加均勻分散的照射在車身上；

（2）不同的顏色在不同色溫的光源下的色彩表現(xiàn)力是不同的，而光學(xué)棱鏡燈采用的冷色光+暖色光+冷色光，正是要在車身表面呈現(xiàn)相間的冷暖色光源，實(shí)現(xiàn)不同色溫條件下對各種顏色的檢測；

（3）通過棱鏡板、黑色阻光帶及冷暖色光源的作用，使燈光在車身表面呈現(xiàn)白、黃相間的條紋，鮮明的對比效果能夠使車身表面的凹凸、劃痕、孔洞等缺陷更加明顯的顯現(xiàn)出來，更有利于檢查者對于車身涂膜各種缺陷的分辨，如圖所示。

3.3 顯色性

涂裝車間的生產(chǎn)作業(yè)與顏色息息相關(guān)，所以一般選擇顯色性較好的光源，顯色指數(shù)Ra應(yīng)在80以上，而顯色指數(shù)在90以上的光源多因其價(jià)格昂貴，且為全進(jìn)口產(chǎn)品，在國內(nèi)的汽車廠商應(yīng)用相對較少。因此，顯色指數(shù)Ra在80-90之間的光源，最適宜用于涂裝車間照明。

3.4 照明安裝方式

3.4.1 打磨類工位

打磨類工位的照明燈具不宜布置在室體內(nèi)部，其一是室體內(nèi)部灰塵較大，燈具表面會(huì)沉積灰塵不宜清理，影響照明效果并降低燈具使用壽命；其二是室體內(nèi)部空間限制，若將燈具布置于室體內(nèi)部，則室體寬度勢必增加，其能耗也會(huì)隨之增加。

燈具應(yīng)采用斜射類燈具，拋物線型反光板，這樣能夠減少燈光直射對眼睛的危害。轎車車身發(fā)蓋位置較低，接收的光照度較少，容易出現(xiàn)照度不足的問題，可根據(jù)實(shí)際情況增加頂部輔助照明。如下圖所示：

3.4.2 噴漆等特殊工位

噴漆及點(diǎn)補(bǔ)類工位室體內(nèi)電氣設(shè)備需滿足不低于dⅡBT4等級的防爆要求，室體內(nèi)部的照明燈具需為防爆燈，如前文所述，涂裝車間照明應(yīng)盡量減少防爆燈的使用，另外噴漆所產(chǎn)生的漆霧也會(huì)對燈具造成污染，且不易清潔，所以噴漆類工位照明應(yīng)布置于室體外部。若照度不足或需要輔助照明時(shí)，可在室體內(nèi)部增加防爆燈具。

與打磨工位類似，建議采用拋物線型反光板的斜射類燈具。如下圖所示：

目前，面漆噴涂的自動(dòng)化程度越來越高，而機(jī)器人的控制柜一般都布置在噴漆室潔凈間內(nèi)，在布置噴漆室自動(dòng)噴涂段照明時(shí)，應(yīng)避免燈具與機(jī)器人控制柜干涉，燈具的維修應(yīng)不受控制柜的影響，另外也要考慮自動(dòng)噴涂段監(jiān)控人員的視線不受燈具遮擋?？紤]安裝問題，應(yīng)在機(jī)器人控制柜安裝固定前安裝燈具，或在安裝控制柜時(shí)預(yù)留燈具的安裝操作空間。

3.4.3 檢查類工位

檢查交驗(yàn)類工位是涂裝車間唯一需要照明光線直射車身的，以使眼睛能夠在車身上觀察到燈具的反射光，與無反射光區(qū)域形成鮮明對比，來分辨凹凸、孔洞、橘皮等缺陷，因此，應(yīng)采用圓弧型反光板的直射類燈具。

需要5個(gè)方位的光線直射，才能保證整車表面都在光線的直射范圍內(nèi)，采用光學(xué)棱鏡燈，達(dá)到更好的全方位的照明效果，更利于操作者對于車身涂膜質(zhì)量缺陷的檢查。

3.4.4 一般性照明

一般性照明包括噴漆室潔凈區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)域、分色區(qū)及轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)等。此類照明區(qū)域的空間結(jié)構(gòu)形式并無特定的規(guī)律，照度要求低，也無特殊要求，所以燈具的安裝方式也就比較隨意，多采用吸頂式燈具、嵌入式燈具或線槽燈。此類燈具具備成本及維護(hù)費(fèi)用低，安裝方便簡潔，占用空間小等特點(diǎn)。

色彩的表現(xiàn)離不開光芒，合適的工藝照明是良好漆膜質(zhì)量的必要條件。照明種類繁多，而涂裝車間工序復(fù)雜多樣，對照明的選擇空間就很大。本文只是對目前各大汽車廠商較為常用的照明形式進(jìn)行了簡要的分析，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線的特點(diǎn)，對照明的選擇及設(shè)計(jì)不斷的探索和研究，尤其是對光與色結(jié)合最為密切的檢查區(qū)的照明，仍具有很大的研究空間，以充分的發(fā)揮照明的作用，為取得良好的漆膜質(zhì)量提供絕佳的條件。

來源：現(xiàn)代涂料與涂裝