自行葫蘆在新能源汽車項(xiàng)目涂裝車間的應(yīng)用

潘釗，劉浩

（1.新日（無錫）發(fā)展有限公司，江蘇 無錫 214104；2.沃爾沃汽車（中國(guó)）投資有限公司臺(tái)州路橋分公司，浙江 臺(tái)州 318050）

引言

新能源電動(dòng)汽車的高速發(fā)展給汽車涂裝行業(yè)帶來了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。一些新能源企業(yè)建設(shè)新工廠提出了“小而精，小而美，小而特”思路。一次性規(guī)劃，分期實(shí)施。在一期工廠建設(shè)先以年產(chǎn)五萬(wàn)臺(tái)進(jìn)行規(guī)劃，這也使得機(jī)械化輸送自行葫蘆輸送系統(tǒng)在汽車涂裝車間建設(shè)過程中得到廣泛應(yīng)用。

汽車涂裝車間運(yùn)行過程中，機(jī)械化運(yùn)輸起著組織與協(xié)調(diào)作用，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化、智能化的核心。直接影響到整個(gè)涂裝線的先進(jìn)性、合理性、可靠性、穩(wěn)定性，是涂裝車間設(shè)備中的核心裝備。

輸送系統(tǒng)可分為兩大類：空中輸送系統(tǒng)及地面輸送?？罩休斔拖到y(tǒng)常用的有：普通懸鏈輸送系統(tǒng)、積放鏈輸送系統(tǒng)、擺桿式（垂直、水平）輸送系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)輸送系統(tǒng)、自動(dòng)行車輸送系統(tǒng)、自行葫蘆輸送系統(tǒng)等；地面輸送系統(tǒng)常用的有：普通地面推式輸送系統(tǒng)（又分垂直地鏈與環(huán)形地鏈）、地面反向積放鏈輸送系統(tǒng)及滑撬輸送系統(tǒng)等。

1　自行葫蘆輸送簡(jiǎn)要介紹

1.1　自行葫蘆應(yīng)用

自行葫蘆輸送系統(tǒng)適于涂裝車間生產(chǎn)節(jié)拍在6 min/臺(tái)以上的間歇式的前處理電泳線。如果生產(chǎn)節(jié)拍是 3min/臺(tái)也可采用自行葫蘆輸送系統(tǒng)，但是脫脂、鋯鹽及電泳工位，需要設(shè)置雙工位。

采用自行葫蘆輸送系統(tǒng)，在前處理電泳線上的浸槽，采用矩形槽，縮小了槽體的容積、縮短了整個(gè)生產(chǎn)線。在新能源汽車車身線，生產(chǎn)綱領(lǐng)為5萬(wàn)臺(tái)/年，250天雙板，單班8小時(shí)。多采用間歇式輸送系同-自行葫蘆輸送系統(tǒng)。

1.2　自行葫蘆的組成

自行葫蘆輸送系統(tǒng)是機(jī)電一體化、自動(dòng)化程度較高的空中輸送設(shè)備。它主要由軌道、供電滑線、集電器、小車、電動(dòng)環(huán)鏈小車、道岔、電控柜、操作站、控制線路等幾大部分組成。小車不帶電控箱，通過控制柜中PLC集中控制及工位單獨(dú)控制，可實(shí)現(xiàn)小車的升降、小車的運(yùn)行和停止，滿足生產(chǎn)工藝流程要求。通過電控的聯(lián)鎖和互鎖滿足生產(chǎn)安全的可靠性。通過道岔的開合實(shí)現(xiàn)線路的分流和合流。通過工位旁的操作站，不會(huì)因某一工位手動(dòng)調(diào)整而影響全線自動(dòng)運(yùn)行。自行葫蘆輸送可通過PLC與地面設(shè)備（如開、關(guān)門）實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

每個(gè)工位按鈕盒有手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，可手動(dòng)控制自行葫蘆輸送的上升下降、進(jìn)車。

采用滑觸線分段積放，即將滑觸線按照已劃分好的各工位(包括積放工位)實(shí)行分段切割，各段分別與主控PLC相連并進(jìn)行信息交換，自行葫蘆輸送到達(dá)工位和向前運(yùn)行的信號(hào)都通過滑觸線來傳遞。

1.3　主要技術(shù)參數(shù)

表1　

2　涂裝車間規(guī)劃應(yīng)用

2.1　產(chǎn)品及生產(chǎn)綱領(lǐng)

年產(chǎn)50000臺(tái)/年，車身重量450kg，年工作日250天，雙班制，每班8小時(shí)。

2.2　工藝過程

涂裝車間主要物流方式：在焊裝車間白車身通過 WBS線輸送機(jī)輸送到涂裝車間前處理電泳線轉(zhuǎn)掛處，實(shí)現(xiàn)與EMS的自動(dòng)轉(zhuǎn)接。

白車身與吊具定位和鎖緊。

EMS將白車身連續(xù)地輸送通過前處理線，然后通過電泳線，并在進(jìn)入電泳烘干室前，將前處理電泳輸送機(jī)上的車身轉(zhuǎn)到滑橇輸送機(jī)上。

白車身將被輸送通過電泳烘干室和強(qiáng)冷室。

可換件固定在可換件滑橇上通過滑橇輸送機(jī)送到前處理入口。由前處理電泳輸送機(jī)輸送通過前處理電泳線。在完成電泳烘干及強(qiáng)冷后下線。

在通過強(qiáng)冷區(qū)后，白車身進(jìn)入板金修整工位。如果需要長(zhǎng)時(shí)間修整，進(jìn)入離線修整區(qū)。

電泳強(qiáng)冷后，車身工件也可以進(jìn)入用來在前處理電泳區(qū)和電泳烘干室出現(xiàn)故障或下班時(shí)的排空緩沖區(qū)。

在進(jìn)入車底噴膠前，在轉(zhuǎn)掛工位車身與滑橇分開，轉(zhuǎn)掛到空中葫蘆輸送系統(tǒng)，通過空中輸送系統(tǒng)送到車底噴膠線，車底噴膠后車身下降轉(zhuǎn)掛到滑橇輸送機(jī)上。

車身通過密封膠線、PVC膠烘干室和強(qiáng)冷室，然后輸送到電泳打磨線。

車身進(jìn)入電泳打磨間，如果需要返修，進(jìn)入離線返修區(qū)。然后車身進(jìn)入面漆線。

設(shè)計(jì)足夠的存儲(chǔ)區(qū)，用來排空膠烘干室。

車身通過面漆線，然后通過烘干室和強(qiáng)冷室。

布置足夠的緩沖用來在車間下班和緊急情況下排空噴漆室和烘干室。

面漆后車身將運(yùn)送到檢查拋光修飾線、貼膜、報(bào)交。

合格的車身轉(zhuǎn)掛至總裝PBS。面漆滑橇通過空滑橇輸送儲(chǔ)存線，返回電泳下線工位接件。噴蠟在總裝滑橇輸送機(jī)上完成，然后輸送到總裝車間。

缺陷輕微的車身將在點(diǎn)修補(bǔ)區(qū)局部補(bǔ)漆，檢查，然后送到總裝PBS。

缺陷嚴(yán)重的車身將通過大返修工位送到面漆線，重新通過噴漆室和烘干室。

經(jīng)膠烘干和檢查拋光修飾線后的車身可以直接送至Audit檢測(cè)間?？蓳Q件可以在面漆線前上線，通過面漆線，然后下線。整線配置手推工藝臺(tái)車（車上配置無動(dòng)力輥道），用于車身及滑橇的臨時(shí)下線（包括可換件的生產(chǎn)）。

涂裝車間設(shè)計(jì)采用前處理電泳 EMS輸送系統(tǒng)和地面滑橇輸送系統(tǒng)相結(jié)合的機(jī)械化輸送系統(tǒng)。EMS從焊裝轉(zhuǎn)接工位取來白車身開始至電泳線下件轉(zhuǎn)接工位結(jié)束。

2.2.1涂裝入口轉(zhuǎn)接點(diǎn)的過程為

在焊裝通廊側(cè)，滑撬帶車進(jìn)入后由焊裝滾床完成減速、停止、夾緊的檢測(cè)，車身由焊裝車間滾床送至涂裝車間轉(zhuǎn)掛點(diǎn),然后輸送信號(hào)到涂裝控制系統(tǒng)，涂裝系統(tǒng)的檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)車身的位置并開始自動(dòng)工作完成轉(zhuǎn)接（叉式移栽升降機(jī)轉(zhuǎn)接），焊裝空撬由焊裝滾床帶動(dòng)返回焊裝車間, 白車身通過涂裝地面滾床輸送往預(yù)清理工位進(jìn)行處理。

2.2.2預(yù)處理后的白車身

由地面滾床輸送至前處理電泳線上件處，前處理電泳采用自行葫蘆運(yùn)載小車間歇輸送系統(tǒng)，局部采用雙工位。

2.2.3前處理、電泳線工作完成后

由自行葫蘆輸送系統(tǒng)將電泳后的車身帶撬輸送至下件處。轉(zhuǎn)掛后送至地面滑撬輸送系統(tǒng)進(jìn)入烘干等后續(xù)工位。

圖1　前處理、電泳線流程圖

表2　

2.4　工藝動(dòng)作

（1）上件：車組到位停止，自動(dòng)或手控下降，下降到位停止，等待工藝小車載白車身到位，到位后，給出信號(hào)，自動(dòng)鎖緊裝置動(dòng)作，自動(dòng)鎖緊，到位后，自動(dòng)或手控上升，上升到位后行走。

（2）各水洗工位：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面 前高后低傾斜8°左右轉(zhuǎn)為2m/min速度入槽，下降到位停止，工件擺平，停留，后高前低傾斜8°左右以2m/min的速度出槽，上升到車窗出液面轉(zhuǎn)為8m/min速度，上升到位，工件擺平然后行走。

（3）預(yù)脫脂：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面 前高后低傾斜8°左右轉(zhuǎn)為2m/min速度入槽，下降到位停止，工件擺平，停留，后高前低傾斜 8°左右以 2m/min的速度出槽，上升到車窗出液面轉(zhuǎn)為8m/min速度，上升到位，工件擺平然后行走。

（4）脫脂：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面 前高后低傾斜8°左右轉(zhuǎn)為2m/min速度入槽，下降到位停止，擺動(dòng) 2次，工件擺平，槽內(nèi)以 5m/min速度行走，并擺2次，后高前低傾斜8°左右以2m/min的速度出槽，上升到車窗出液面轉(zhuǎn)為 8m/min速度，上升到位，工件擺平，上升到位停止。

（5）鋯鹽：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面 前高后低傾斜8°左右轉(zhuǎn)為2m/min速度入槽，下降到位停止，擺動(dòng) 2次，工件擺平，槽內(nèi)以 5m/min速度行走，并擺2次，后高前低傾斜8°左右以2m/min的速度出槽，上升到車窗出液面轉(zhuǎn)為 8m/min速度，上升到位，工件擺平，上升到位停止。

（6）陰極電泳：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面 前高后低傾斜 8°左右轉(zhuǎn)為 2m/min速度入槽，下降到位停止，擺動(dòng)2次，工件擺平，槽內(nèi)以5m/min速度行走，并擺2次，后高前低傾斜8°左右以2m/min的速度出槽，上升到車窗出液面 轉(zhuǎn)為8m/min速度，上升到位，工件擺平，上升到位停止。上升同時(shí)發(fā)信號(hào)，噴淋泵啟動(dòng)，槽口噴，上升到位后發(fā)信號(hào)，噴淋泵關(guān)閉。此工位有專用電泳導(dǎo)電排，載物車行至此工位就電刷就與電導(dǎo)電排接觸上，從而使工件在此工位帶電，而環(huán)鏈葫蘆與吊具有可靠的絕緣處理。

（7）UF水洗1#：車組到位停止，工件以8m/min的速度下降，吊具底部離液面（噴淋頭上平面）轉(zhuǎn)為 2m/min速度垂直入槽，下降到位停止并發(fā)信號(hào)，噴淋泵啟動(dòng)，噴淋30秒，工件擺動(dòng)1次，工件以2m/min的速度垂直出槽，上升到車窗出液面（噴淋頭上平面）轉(zhuǎn)為 8m/min速度，上升到位然后行走。上升同時(shí)發(fā)信號(hào)，噴淋泵停止。

（8）下件：車組到位停止，自動(dòng)或手控下降，到位停止，下件，自動(dòng)或手控上升，上升到位后行走。（手動(dòng)或自動(dòng)控制快慢速升降）。

2.5　系統(tǒng)說明

前處理電泳自行葫蘆輸送線，車身重量為450kg，考慮到吊具重量與浸液，故選用車組額定承載2000 Kg。

車型：采用四車雙葫蘆

工位：上料工位1個(gè)，下料工位1個(gè)，其他工位14個(gè)控制方式為：自動(dòng)＋手動(dòng)

2.6　輸送設(shè)計(jì)

單個(gè)葫蘆循環(huán)時(shí)間：

t1：水平循環(huán)時(shí)間

t2：上下件時(shí)間

t3：工藝段升降時(shí)間

t4：工藝時(shí)間

t5：轉(zhuǎn)掛時(shí)間

（1）工藝概算

圖2　

（2）葫蘆數(shù)量N

按照15JPH計(jì)算

N=63.3/4min=15.8臺(tái)，即16臺(tái)小車組，即環(huán)鏈葫蘆32臺(tái)。

注：以上計(jì)算只是針對(duì)本項(xiàng)目

2.7　葫蘆維護(hù)保養(yǎng)

自行葫蘆輸送系統(tǒng)應(yīng)定期維護(hù)保養(yǎng)：傳動(dòng)裝置和行走裝置以及環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆應(yīng)定期加注潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂。軌道、線槽、集電器應(yīng)定期清理，檢查和保養(yǎng)。工件吊具應(yīng)定期清洗，工件支承面應(yīng)定期打磨，以保持良好導(dǎo)電性能。

3　總結(jié)

自行葫蘆輸送系統(tǒng)是一種柔性輸送系統(tǒng)，并且具有其它輸送系統(tǒng)無法具備的特點(diǎn)：系統(tǒng)中的各個(gè)承載小車按預(yù)先設(shè)定好的程序獨(dú)立運(yùn)行，完成對(duì)工件的輸送，儲(chǔ)存，分流、合流、在工位上可完成升降、搖擺等復(fù)雜的工藝要求。正因?yàn)榫哂羞@種獨(dú)特的功能，因此在汽車行業(yè)，“小而精、小而美、小而特”戰(zhàn)略規(guī)劃涂裝車間建設(shè)中EMS線被采用。

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