柔性化涂装生产线

关键词： 车型 生产线 涂装 生产

柔性化涂装生产线（精选六篇）

柔性化涂装生产线 篇1

关键词：柔性化涂装生产线,输送滑撬,定位销,信息管理系统,问题

1 柔性化涂装生产线的前处理-电泳输送滑橇

前处理-电泳输送设备是影响柔性化生产的主要因素之一, 前处理-电泳工艺要求白车身在各个槽体中做较大幅度的动作。为了实现柔性化生产, 不同车型要使用同一种输送滑橇。如果有关问题处理不当, 就会出现定位销干涉、定位销锁不紧和白车身掉槽等问题。

1.1 前处理-电泳输送设备的种类

涂装前处理-电泳输送设备一般有以下几种。

a.自行葫芦+普通吊具。

b.推杆链+C型钩吊具。

c.摆杆。

d.Rodip-3。

e.多功能穿梭机等。

a、b类输送设备的定位销焊接在吊具上, 一般不使用滑橇。c、d、e类输送设备的定位销焊接在前处理-电泳专用滑橇上。c类输送设备在前处理-电泳过程中的入槽角度为45°;d、e类输送设备在前处理-电泳各槽体中以360°的翻转状态前进。由于c、d、e类输送设备的入槽角度都较大, 因此在白车身转接到滑橇上后, 必须锁紧滑橇上前、后4个定位销, 以免车身掉入槽中。

1.2 车身底盘定位孔的设计对柔性化涂装生产的影响

在设计车型时, 如果不同底盘车型底盘定位孔的排布位置都不一样, 将导致滑橇上定位销过多、排布困难。如果只有2�3款车型共线生产, 在一个滑橇上排布定位销的难度并不大;而如果有8�12款车型共线生产, 且需在1个滑橇上排布8�12个不同底盘的定位销时, 就会出现滑橇空间不够或定位销与车身干涉等问题。另外, 自动锁紧机的布置也比较麻烦。

为解决以上问题, 可采取以下几点主要措施。

a.在车身设计、开发阶段, 尽量同系列、同底盘开发。

b.改造底盘定位孔, 尽可能使不同底盘车型的4个定位孔尺寸一致。

c.开发新车型时, 要考虑前处理-电泳输送设备已有的定位销尺寸, 尽可能与其匹配。

1.3 改造前处理-电泳输送滑橇定位销的方法

如果一款新车型的底盘定位孔与前处理-电泳输送滑橇的定位销不匹配, 一般通过下面两种方法解决。

1.3.1 改造输送滑橇上的定位销

这种方法在输送设备上增加定位销的同时, 还要考虑与其他车型干涉的问题。改造定位销一般有以下几个步骤。

a.收集前处理-电泳输送设备上已有的多款车型的底盘数模, 精确测量每款车型底盘定位孔的X、Y、Z向尺寸。

b.绘制前处理-电泳输送滑橇定位销的立体图。

c.在输送滑橇定位销立体图上增加新车型底盘定位孔尺寸的定位销。

d.用新车型底盘数模与输送滑橇定位销立体图上的新定位销进行模拟装配, 分析新增定位销与输送滑橇上原有定位销的干涉情况。

e.根据干涉情况, 在图纸上调整定位销的位置及高度等尺寸 (一般先调整新增定位销的尺寸) 。当新增定位销无法调整到合适位置时, 再调整输送滑橇上原有的定位销, 达到新车型与输送滑橇上原有车型定位销互不干涉的目标。

f.将定位销立体图转化为CAD工程图, 交给设备科实施改造定位销。

g.在现场验证根据理论尺寸改造的定位销与新车型是否相匹配, 即新的白车身能否顺利地安装到滑橇上, 并进行相应的调整和优化, 直至最终顺利生产。

某汽车厂调整滑橇定位销的尺寸效果见图1。

以前的做法是:测量新车型底盘定位孔X向和Y向的距离, 根据这些数据直接在吊具上改装定位销。定位销的高度一般根据前低、后高的原则确定, 即如果将新增定位销布置在前面, 其高度要比后面的老定位销低;如果新增定位销布置在后面, 其高度要比前面的老定位销高。在车型种类不是很多且4个定位销均锁紧的情况下, 这种方法是可行的。但在车型种类较多的情况下, 滑橇上面留给增加新车型定位销的空间非常有限, 这样仅靠X向和Y向的数据很难一次性地在滑橇上找到合适的新增定位销的位置, 很多情况下要经过多次安装白车身进行实际的测试和多次调整才能找到合适的定位销位置。而将白车身安装到滑橇上需要很多人力, 调整定位销也需要很多时间, 工作量很大。而且一旦某个环节出了差错, 很可能造成新增定位销与原有定位销的干涉。此时再做调整是一件非常棘手的事情, 甚至无法调整。这种情况下只好采取去掉与新车型干涉的原有定位销, 以保证生产的进行。前处理-电泳输送滑橇一般有几十个, 为了不影响原有干涉车型的生产, 在新车型产量不大的情况下, 应该只改造几个专用于新车型的输送滑橇。还没有批量生产的新车型必须等待此专用滑橇到位后才能上线。

在新车型的数字样车阶段 (即P3节点) 要进行前处理-电泳滑撬定位销的排布工作, 以配合即将到来的新车型在涂装车间的通过性验证工作。在排布定位销时, 需要注意以下几个事项。

a.考虑定位销锁紧机的数量及其布置空间, 特别是前端和后端定位销都需要锁紧的情况。

b.考虑员工清洗定位销是否方便。

c.定位销尽可能排布在同一Y向上 (同一横档上) , 以节约滑橇空间。这样如果再有新车型, 可以方便地在输送滑橇上增加新的定位销。

1.3.2 优化车身底盘定位孔

这种方法主要的工作步骤如下。

a.分析新车型数模 (即三维图纸) , 找出可以与已有车型定位销互不干涉的开孔位置, 设计重新开孔。如某汽车厂一款新车型的底盘定位孔经优化后才能与前处理-电泳滑橇上原有的定位销相匹配, 见图2。

b.分析新车型数模, 如果数模中没有适合新开孔的位置, 则需在新车型底盘的合适位置增加定位孔托块零件, 使托块与已有车型的定位销相匹配, 通过调整托块的高度达到与滑撬上其他定位销互不干涉的目的。如某汽车厂为套用前处理-电泳滑橇上某款已有车型的定位销, 在新车型底盘的合适位置新增加了1个焊接定位孔托块, 见图3。

2 柔性化涂装生产线的面漆输送滑橇

面漆滑橇运行比较平稳, 不像前处理-电泳滑橇需要在槽中做大幅度动作, 所以面漆滑橇的定位销无需锁紧装置, 这使得面漆滑橇的定位销设计比前处理-电泳滑橇要简单些。面漆滑橇的前端一般采用不带锁紧装置的定位销, 后端可采用定位销, 也可采用带橡胶垫的托块。车型较少的柔性生产线多采用定位销, 车型较多的柔性生产线多采用带橡胶垫的托块。

(1) 后端采用定位销

a.优点:车身非常平稳, 在生产过程中可避免碰伤车身侧裙油漆。

b.缺点:换橇转接设备的精度高, 滑橇制作的精度要求高, 维护滑橇 (如清洗和校正等) 的工作量较大;如果增加新车型, 需要改造面漆的滑橇, 改造数量大 (面漆滑橇的数量要比前处理-电泳滑橇的数量大得多, 如某涂装车间, 前处理-电泳滑橇是100个, 而面漆滑橇的数量是704个, 是前处理-电泳滑橇数量的7倍) 。

(2) 后端采用橡胶垫托块

a.优点:滑橇后端托块的设计不需要很精准就能够满足很多种车型的共线生产, 维护设备工作量相对较小。

b.缺点:托块上的橡胶垫容易损坏, 托块的沟槽有时会将车身侧裙部位的油漆碰伤;车身与面漆滑橇发生相对移动时, 车身侧裙部位容易发生变形。

3 柔性化涂装生产线的排序

白车身在焊装车间按车型进行生产排序, 而在涂装车间则按颜色进行生产排序, 以减少喷涂机器人换色的频次。

排序通过车身储存线和控制系统完成。涂装车间柔性化生产线的储存线一般按区域设置, 可以分为前处理储存线、电泳后储存线、PVC储存线、中涂储存线、面漆储存线、合格车身储存线和不合格车身储存线。储存线除了有排序的功能, 还有排空烘干炉、平衡节拍和方便安排生产等作用, 不同厂家可根据实际需要设计储存线。柔性化涂装生产线的电泳后储存线、中涂储存线和不合格车身储存线较重要, 是厂家一般都要设置的;其他储存线可根据实际生产节拍、涂装工艺特点等因素决定是否需要设置。白车身经过前处理-电泳工序后进入电泳后储存线, 可通过EMOS的光栅识别系统按车型进行预排序, 到中涂储存线后通过EMOS的读码器按颜色排序, 再进入面漆喷漆室喷漆, 如此可以减少机器人的换色频次。

4 柔性化涂装生产线的信息管理系统

柔性化涂装生产线一般有两个信息管理系统, 即MES系统 (manufacturing execution system制造执行系统) 和EMOS系统 (equipment management operations system设备管理操作系统) 。

4.1 MES系统

MES系统是位于上层计划管理与底层工业控制之间、面向车间层的信息管理系统。主要功能有生产跟踪、颜色排序、协同配送、生产计划、执行控制、数据采集和系统报表查询等。

涂装车间可在白车身进入前处理线第1个预清洗槽之前设置1个MES系统人工扫描点, 在完成涂漆的车身离开涂装车间的出口处也设1个MES系统人工扫描点。以跟踪车身的具体位置和生产进度。

4.2 EMOS系统

4.2.1 EMOS系统具有读取滑橇载码体中VIN码信息的功能

EMOS系统为DURR设备的管理操作系统, 其读取滑橇载码体中VIN码信息的功能具体体现在以下几个方面。

a.白车身在进入前处理线第1个预清洗槽前, EMOS系统通过光电自动识别, 将车型信息反馈给锁紧机, 给不同车型的定位销锁紧。

b.白车身进入电泳槽前, EMOS系统通过光电自动识别, 将不同车型数据传输给电泳整流器, 整流器再根据接收的EMOS系统数据给不同车型分配各段电压 (一般为3段电压) 及不同电压下的电泳时间等参数, 实现多款车型的共线生产。

c.在UBS (PVC底板防护) 工位出口, 通过人工扫描电泳车身上的VIN码, 将车型和颜色等数据录入EMOS系统。EMOS系统将车身VIN码数据与滑撬载码体数据进行捆绑。

d.在中涂喷漆室入口、中涂打磨室入口和面漆喷漆室入口等工位, EMOS系统识别载码体内的数据并反馈给喷涂机器人和中央控制室。喷涂机器人根据反馈的数据确定各车型所需的颜色及喷涂参数, 完成多款车型的喷涂。中央控制室通过EMOS系统识别载码内的数据实现多款车型的在线监控。

4.2.2 EMOS系统具备颜色排序功能

由人工设定中涂各储存线道的车型和颜色。中涂车身在进入中涂储存线前, 通过读码器识别保存在载码体内的信息, 然后根据车型和颜色将车身放入指定的储存线道, 实现按车型排序或按颜色排序。

综上, MES系统和EMOS系统一般是两个相互独立的系统。有的厂家通过配备工程机、载码体等设备和开发相关软件, 使两种系统兼容, 实现了一次人工扫描后信息同时反馈给两个系统, 在MES系统中可以查询到车身在涂装车间的位置。但两者兼容的缺点较大, 主要体现在以下两个方面。

a.MES系统一般与公司的局域网连接, 只要是连到公司局域网的电脑都可以访问EMOS系统工作站, 这使EMOS系统很容易被感染上病毒。

b.EMOS系统工作站如果被访问过多将造成拥堵, 使EMOS系统速度变慢, 网络的稳定性得不到保证, 影响正常生产。

5 其他

除上面提到的几个方面外, 设计柔性化涂装生产线时还需要注意下面的问题。

a.前处理的磷化液是否适合于不同车型不同部位的钢板材质。

b.设计烘干炉时要按照最大尺寸的车型设计, 同时要根据油漆性能及车型的大小设定烘干炉的温度窗口, 且在生产过程中能自动调整温度。

c.PVC工艺涉及到的一次性堵件、随车堵件和沥青板等物料尽可能通用。对于新车型而言, 这些物料最好能采用沿用件, 以便现场工位器具的摆放及工艺管理。

d.设计新车型时, 要在每款车型上都设有涂装夹具专用孔, 以实现多款车型夹具的通用。

6 结束语

涂装车间生产管理 篇2

涂装车间最主要的任务是生产高品质的油漆车身，因此必须在以下方面加强控制： 1.严格要求生产线操作工人按照体系文件中的作业指导书进行标准化操作，减少员工操作的随意性，保证产品质量，在保证质量的同时必须为员工创造良好的工作环境；工人操作的手法是制造产品质量的关键，员工心情的好坏与其工作成果也有着直接关系。实行内部客户制度，对于不合格车身，下一道工序有权拒绝继续生产，并对上一道工序人员进行相应考核，提高员工质量意识。2.对车间人员进行合理配置，只有合理地把各项任务分配给相应的员工，才能出色地完成任务。为了做到对员工的合理安排，需要了解员工技能的班组长、工段长公平、公正地进行分配，对于技能比较高的员工应安排到关键岗位或事故多发点，避免由于新员工或技能较低的员工造成质量问题流入下一道工序。在合理安排好每位员工的同时，班组长、工段长还要学会检查工作，对员工的工作进行跟踪、确认。

3.在生产线设备的开、关机方面，根据车间各工位的工艺要求及设备的性能参数对车间各生产线的开关机进行合理优化，从而节约动能，实现生产效率的最大化。例如，电泳烘干炉的冷态（从不生产到生产）升温时间一般为1.5～2h，因此必须提前将其升温，确保生产时各工位的工艺参数均能满足，其他的需要提前升温的主要有脱脂槽及预脱脂槽，喷漆室通风空调等也要进行相应的处理。

4.节能、环保已成为当今企业面临的共同问题，企业在这方面做得好，有助于增强其核心竞争力。对生产的车型及颜色进行分组，一方面可以提高生产效率，通过减小节距提高单位生产时间内的产量，减少喷漆工的劳动量；另一方面可以减少由于频繁换色清洗时所产生的溶剂消耗及废油漆、溶剂的处理费用。要求员工在生产停线时，及时将水、电、气源关闭，并及时通知相关人员关闭本工位的空调送风，以避免造成动能的浪费。

设备管理

随着科学技术的发展，设备越来越向智能化、集成化等方向发展，车间的生产也越来越多的向依靠设备生产转变，生产的车身质量与设备密切相关。因此，如何维护、维修及管理好设备是车间的一项重要工作。设备管理主要在以下几个方面注意：

1.要有完善的设备管理体系，目前流行的设备管理体系比较多，因此车间一定要根据自身的情况进行判断，博采众家所长，制定出一套适合车间实际、高效的设备管理体系。根据设备管理体系的要求，制定出完善的日常检修、大修及项修计划。根据设备的运行状况，对设备进行相应的维修、维护和润滑工作，并加强检查工作，确保设备的维护工作到位。经过检修之后，一定要对检修后的设备进行试运行检查，保证设备在开线生产时能够正常的运转，减少设备停台。

2.设备开班前，点检及正常生产时的巡检是必不可少的。点检是确保设备开班生产正常进行，对发现的问题及时解决和跟踪；设备出现故障前一般都有相应征兆或异常现象，可在初期将设备故障解决，确保不引起重大故障、设备停台，因此加强巡检工作十分重要。同时，通过有效的测量工具检测设备的运行状况，做到预

防性维护设备也是未来设备维修的发展方向之一。此外，加强设备润滑工作也是一项简单易行且能够避免设备出现重大故障的可靠有效方法之一。

3.落实设备责任人制度，设备维修人员都有相应的责任设备，并依据设备停台及其他状况进行动态考核。设备责任人针对设备出现的典型故障要准备相应的材料，即设备故障发生的原因、解决过程、如何避免再次发生，如果再次发生采取何种措施和方法。召开全体设备人员参加的分析会，促进维修人员技能共同提高。责任人要制定相应的设备应急方案，最大限度地降低设备停台给生产带来的损失。

4.备件、易损件、润滑油脂等管理。根据设备运行状态的需要，对其进行动态管理，确保满足设备的需要。对一些专用的、特殊的备件，尤其是进口设备的备件要格外重视，因为它们的供货周期一般来说都较长，对一些关键设备和易发生问题的设备设定最低库存，自动进行补库。加强备件修旧利废管理，节省车间的设备维修费用。

工艺管理

车间的工艺管理要严格依照管理体系的要求开展各项工作：

1.合适的工艺参数是车间正常生产的前提，因此要对车间的各项工艺参数进行严格的控制，即对参数更改的人员、时间、具体的数值及原因进行登记，并对更改后的参数进行跟踪、确认。依据相关体系文件的要求，结合车间的实际编写一套切实可行的程序文件，并严格要求车间的工艺、生产人员执行。

2.车间生产时，每天在现场进行油漆车身AUDIT评审会，并对发生的所有质量问题进行分析讨论，实行质量问题追溯制，并且尽可能安排全体车间人员轮流参加，加强质量管理知识宣传，提高全员质量意识。

3.关注新技术、新工艺、新材料的发展与应用。汽车制造企业在成本和品质方面的竞争越来越激烈，因此更加环保、节能、高品质的涂装工艺和生产线及设备被越来越多的汽车厂所采用。车间可结合公司的发展及车间现状，对现有设备进行相应的改造或者改善，如采用水性漆，大大减少环境的污染，特别是VOC的排放；采用天然气TAR废气燃烧烘干炉，不仅大大减少动能的费用，更减少对环境的污染。对车间产生的废水、废气、废弃物等“三废”的产生、处理进行监控，确保按照国家相关的政策、法规等进行处理。

4.积极优化各种工艺参数，尽可能降低车间动能、生产及辅助材料的费用，通过优化机器人长、短清洗程序，既能减少溶剂等方面的消耗，又能减少处理这些废油漆溶剂的费用。

5.车间使用的各种生产、辅助材料的先入先出制度，可确保其及时应用到生产现场。同时，要求主要生产材料供应商进行跟班生产服务制度，确保解决问题的快速反应机制。

安全、卫生管理

安全生产是每个公司生产的前提条件，也是国家对企业的基本要求：

1.不仅在生产过程中要重视安全，在设备检修时也要特别注意。一方面是员工的人身安全，在危险区域进行作业及登高作业时，至少有1人以上陪同或看护；另一方面是设备、厂房的安全，特别是车间的防火、防盗方面的工作。在车间动火

时，严格按照公司的制度进行监管、监控，确保不发生火灾。某公司曾经发生过员工在车间3层即空调平台抽烟，新车间调试生产过程中高压静电喷涂机器人的接地线被偷，幸好在巡检时被发现。为防止引起更大的设备故障，车间停产2天，虽然接地线价值不大，但车间停产2天给公司带来的损失是巨大的。

2.众所周知，涂装车间对卫生的要求非常严格且苛刻，因此多数车间都将车间保洁等工作整体承包给专业的保洁公司。在与保洁公司签订协议时务必将车间内需要其做的各项工作列举出来，并对其人员组成进行一定要求，避免影响后期保洁工作。工艺人员要对车间的各种过滤材料进行动态管理，确保满足工艺参数要求。在保洁公司进行更换空调、烘干炉过滤材料等与工艺参数密切相关的工作时，要派人对其进行跟踪、检查。

3.预防职业病也是车间必须要考虑的。车间可根据岗位的不同，对车间人员进行正规的检查、体检，以及时发现、了解员工的身体状况，并根据掌握的情况及时采取相应解决办法。发现员工有职业病迹象时，要及时通知员工本人治疗，并给员工进行调岗。同时，对原岗位进行调查，如果是工位原因造成的，要对工位进行改造。

综合管理

除上述管理之外，车间还有很多方面的管理需要注意：

1.成本管理。在激烈的市场竞争中，企业在这方面做得越好，其核心竞争力越强。因此，车间在搞好各项工作的同时，需严格对车间的动能、人工、工具、维修费用、生产材料及辅助材料消耗等方面的费用加强控制。

2.车间的现场管理、5S管理。这个全世界都通用的管理方法在涂装车间也同样适用，是提高工作效率及质量的一种有效管理方式。通过信息的目视化，将车间更多的生产、成本、设备等信息传达给员工，提升车间员工的凝聚力。

3.提高广大员工的积极性和主动性，发挥他们的聪明才智，改善操作工人的作业环境，提高工人满度。

4.加强宣传工作。由于生产线的员工只在生产线上操作，对公司信息及新闻了解较少，因此，及时地将能够激励员工的信息和新闻张贴到现场，可鼓励大家齐心协力把车间的各项工作做好。可以采取的方法有：定期举办员工座谈会，了解员工的心声和需求，对员工提出的问题及时回复和整改，提高员工满意度。

5.开展有奖合理化建议的征集活动，并设立专人处理此事，对于能给车间、公司带来一定经济、安全等方面改善的建议，给予一定奖励，以鼓励更多员工踊跃参与进来。

汽车涂装生产线用RTO设备 篇3

1 RTO设备的原理

常用的RTO设备有两种:即两室RTO设备和三室RTO设备, 其工作原理几乎一致:低温有机废气被风机送入陶瓷蓄热室, 并与陶瓷蓄热体进行热交换, 吸热、升温后的废气进入氧化室 (燃烧室) , 蓄热体因放热而温度下降;有机废气在燃烧室被加热至800℃左右, 其中的VOC分解为CO2和H2O;燃烧后的气体进入另一个蓄热室, 并与其中的陶瓷蓄热体进行热交换, 然后排出, 蓄热体因吸热而温度上升。

2 RTO设备的使用要求

RTO设备的使用要求主要有以下几点。

a.废气中有机物的浓度 (一般<2 500 mg/m3) 较低。

b.有机废气流量>5 000 Nm3/h。

c.有机废气需要较高的氧化温度。

d.不需要大量回收热能, 即废气燃烧产生的热量不是涂装车间其他能源供应的主要来源。

e.有机废气进入RTO设备的温度应在300℃以下。

3 RTO设备的设计依据和运行参数

3.1 设计依据

某涂装车间RTO设备的基本设计参数如下。

a.废气处理量:40 000 Nm3/h左右。

b.废气中的VOC浓度:500�1 000 mg/m3。

c.VOC去除率:≥95%。

d.燃料低位发热量:11 740 kcal/m3左右。

e.进气温度:130�150℃。

f.环境温度:25℃左右。

g.排放符合标准:GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

3.2 运行参数

RTO设备投入运行后的基本性能参数如下。

(1) 处理废气量:40 000 Nm3/h。

(2) VOC去除率:95%。

(3) 热效率:95%。

(4) 进、出口废气平均温差:40℃。

(5) 氧化温度:800℃。

(6) 废气在燃烧室的停留时间:1.0 s。

(7) 装机功率:160 k W。

(8) 燃料 (液化气) 热值最大值:80万kcal/h。

(9) RTO运行的燃料 (液化气) 消耗量

a.启动 (减量升温) 平均值:50 m3/h。

b.燃烧室有机物浓度为0 mg/m3:18 m3/h。

c.燃烧室有机物浓度为500 mg/m3:11 m3/h。

d.燃烧室有机物浓度为1 000 mg/m3:4 m3/h。

4 RTO设备工作流程

4.1 两室RTO设备的工作流程

两室RTO设备主体由两个蓄热室、1个氧化室和1个过滤箱等组成。蓄热室轮流进行蓄热和放热过程, 燃烧室是对废气进行氧化处理的场所, 过滤箱的作用是过滤进入蓄热室的废气。图1和图2分别是两室RTO设备的结构简图和实物图, 两室RTO的工作流程如下。

(1) 废气预热

待处理的低温有机废气 (含VOC) 被引风机引入蓄热室1的陶瓷蓄热体 (该蓄热体已在上一循环中贮存了热量) 预热;陶瓷蓄热体释放热量后温度降低, 而低温有机废气经热交换后升至较高的温度后进入氧化室燃烧。废气升温的温度取决于废气流速、陶瓷蓄热体的数量及其几何结构。

(2) 废气燃烧

废气进入燃烧室后, 在燃烧器的补燃加热作用下, 废气温度升至设定的氧化温度 (800℃) , 有机废气在此温度下剧烈分解为CO2和H2O。由于废气在蓄热室内已被预热至500℃左右, 所以燃料消耗较少。燃烧室的另外一个作用是保证废气在其中有足够的停留时间 (本设计为1 s) , 从而使VOC能够充分分解。

(3) 排放

清洁的高温尾气离开燃烧室进入蓄热室2, 与陶瓷蓄热体 (已在上个循环中被冷却) 热交换后释放热量, 温度降低后经烟囱向大气排放;而陶瓷蓄热体吸热贮存的大量热量用于下一个循环预热废气。一般情况下, RTO设备的排气温度比进气温度高30�40℃。

1个循环完成后, 切换进气阀门和出气阀门, 进入下一个循环:废气由蓄热室2进入升温, 净化后的气体由蓄热室1降温排放。如此不断地交替进行。在阀门切换过程中, 净化气经清扫室反吹蓄热室中的残存废气, 从而提高VOC去除率;RTO设备净化率一般可达95%以上。

4.2 三室RTO的工作流程

三室RTO设备主体由3个蓄热室、1个氧化室和1个过滤箱等组成。其中的两个蓄热室轮流进行蓄热和放热过程, 另外1个蓄热室负责执行吹扫功能, 燃烧室和过滤室的作用同两室RTO设备。三室的工作原理和两室基本一样。三室RTO的结构简图和实物图分别见图3和图4。

4.3 RTO设备的选择

RTO设备的选择需要根据涂装车间的产能规划、节拍和废气风量而定。从目前国内汽车厂的实际使用情况看, 30JPH及以下的涂装产能一般选择两室RTO设备, 30JPH以上的涂装产能则要选择三室RTO设备。从废气风量角度选择, 废气风量≤30 000 Nm3/h时, 选择两室RTO设备;废气风量>30 000 Nm3/h, 最好选择三室RTO设备。

5 RTO设备主要组件的技术要求

5.1 壳体组件

RTO设备壳体采用6 mm渗铝钢板制造, 外部设加强筋, 壳体密封性良好;壳体内铺衬厚度为220 mm的硅酸铝耐火保温层, 使RTO设备壳体外表面保持较低温度。

蓄热室设有304L不锈钢材质的炉栅;炉栅上布置有陶瓷蓄热体即蓄热床, 蓄热床上、下布置陶瓷鞍, 这种结构方式使进入蓄热床及由蓄热床进入燃烧室的气流分布均匀, 蓄热床下面的陶瓷鞍为挂篮式结构, 易于拆卸。

5.2 陶瓷蓄热体

陶瓷蓄热体一般采用进口产品, 其特点是比表面积大, 可达680 m2/m3;阻力小;热容量大, 可达0.92 kj/jg·℃;耐温高, 可达1 200℃;耐酸度99.5%;吸水率<0.5%;压碎力>4 kgf/cm3;热胀冷缩系数小, 为4.7×10-8/℃;抗裂性能好;寿命长。

5.3 风向自动切换阀

风向自动切换阀对RTO设备而言是非常关键的部件, 要求密封精度高、热泄漏量小 (0.1%) 、寿命长 (可达100万次, 双班10年) 、运行可靠, 阀门的开/关采用气动控制方式。因此, 风向自动切换阀采用进口优质产品。

5.4 燃烧系统

(1) 燃烧系统含助燃风机、高压点火变压器、比例调节阀、供气管路、点火管路和UV火焰探测器等, 一般采用整套进口产品, 能适应多种工况要求。目前较多采用美国的Maxon或Eclipse低压头比例调节式燃烧器, 其特点是可进行连续空气比例调节 (调节范围约1:1�30:1) 、高压点火;比例调节阀根据炉膛所需温度调节其开口, 节省燃料;燃料和助燃空气同步调节, 比例不变, 稳定燃烧状态。

(2) 燃料供气管路安装有稳压阀, 可以稳定供气压力;还含有高低压保护装置, 如果燃烧器前管路因燃料泄露等原因而导致管路压力过低, 低压保护启动, 管路电磁阀自动切断燃料;如果燃烧器前管路稳压阀损坏或管路堵塞导致管路压力超高, 高压保护启动, 管路电磁阀自动切断燃料。

(3) 点火管路也安装有稳压阀, 可以稳定供气压力。点火过程中, 高压打火与气路电磁阀同时动作以确保点火成功率。

(4) UV火焰探测器时刻对燃烧器的火焰状态进行感应监控。正常燃烧时, 在控制屏上显示正常火焰信号;未点燃 (无火焰) 时, 燃料供气管路的电磁阀呈关闭状态;燃烧火焰正常熄灭时, 燃料供气管路电磁阀自动关闭切断燃料供给, 起到安全保护作用。

5.5 控制系统

采用可编程控制器对炉膛温度进行自动监控, 燃烧控制器、火焰监测器和点火器等主要组成部件均采用原装进口产品。

燃烧系统具有点火前的预吹扫、高压点火、燃烧检测、熄火保护、超温报警和超温切断燃料供给等自动控制功能。燃烧室炉膛内高温传感器能反馈炉膛温度信息, 联动阀比例控制燃烧器的供热能力, 使炉膛温度稳定在800℃左右;当炉膛温度超过870℃时, 高温报警系统将自动报警;超过900℃时, 燃烧装置将自动切断燃料供给。

为了不影响RTO烘道中气流的运行状态, 采用微负压控制烘道气流流向 (即由抽风风机不断从烘道抽风进入到RTO室体) , 以保证废气不外泄。同时, 控制系统还具有监测更换过滤器滤网的功能:在过滤器的入口处和出口处各安装有1个压力传感器, 控制系统会将两者之间的具体压差数值实时反馈到PLC控制系统中去, 当压差超过设定值时, PLC会自动报警提示更换滤网。

5.6 烟囱、风管和平台等

a.烟囱由304不锈钢钢板制作, 一般直径为1.2 m, 具体高度应和涂装设计产量、废气风量有关。

b.风管采用渗铝板制作。

c.标准平台钢架为45°扶梯, 四周采用护栏保护, 并涂防锈漆保护。

5.7 风机

送、排风使用的两台变频调速防爆风机要求耐温250℃, 一般为进口产品。

5.8 保温

风管、过滤器、反吹室和烟囱底段等都要采取外保温措施, 即在厚75 mm的岩棉材料外面包裹0.8 mm的镀锌钢板。

6 RTO设备的公用动力

(1) RTO设备的安装基础:根据工厂基础荷重图的具体要求设计和制作设备基础及预埋件等。

(2) 电:电控室用电为3相、380 V、50 Hz, 额定用电功率约160 k W。

(3) 燃料:液化气, 阀组前压力为1.5×105�2.0×105 Pa, 液化气最大流量为75 m3/h。

五金件粉末静电涂装生产线技改经验 篇4

1.1 工艺流程简单 (针对铰链产品喷涂) , 不能满足门导产品要求

上件—脱脂—水洗—表调—磷化—水洗—滴水—水份烘干—喷粉—固化烘干—冷却 (自然) —下件。

1.2 原悬挂输送线吊距

单点吊重及转弯半径较小, 只能满足铰链产品生产 (铰链规格2.5-4.5英寸) , 不能满足门导轨生产要求 (门导轨规格36-108英寸) 。

1.3 设备通过性不好

前处理段、烘道、喷粉房低矮, 全线最大通过尺寸为300×300×900 (长×宽×高mm) , 而门导轨最大通过尺寸可达2750×450×1500 (长×宽×高mm) 。

1.4 能耗高

原线烘干装置采用电加热管加热, 每小时耗电高达531KW。

1.5 原材料消耗超额严重

原因分析:

(1) 环境因素。

由于受外界天气的影响, 室内空气湿度不稳定。喷粉室相对湿度最佳为55%-65%, 湿度过大, 使粉末受潮, 并且空气容易产生放电击穿粉末涂层, 上粉率低;压缩空气过滤器工作不稳定, 压力过小及含油、水等异物, 易使粉末潮湿和产生缩孔现象, 造成返工。

(2) 施工操作因素。

①喷涂工艺执行不严, 造成返工率增加。

前处理差:除油、除锈、磷化质量差, 表面有残留物 (黄迹等) , 造成涂层橘皮、缩孔、颗粒等缺陷和降低涂层附着力。

②工艺条件失控:

压缩空气不净, 气压不足。喷房内吹气装置不能按程序吹气, 喷房内积粉多了才开启, 容易产生粉末结块, 流平性差, 吐粉等缺陷, 以控制气压为0.55-0.6MPa为佳。

③电压过高或过低, 电压不稳, 使工件凹陷部位无法上粉或降低上粉率。

同时涂层厚度不均匀。电压应控制为60-90kV。

④工件接地不良:

接地导线与工件的接头处被喷上涂料而降低导电性, 使上粉率降低, 涂层表面质量差。挂具上涂层不能及时清理, 导电不良。

(3) 粉末涂料因素。

①材料保管不善:粉末涂料不能受热吸潮、挤压等, 以免结块而降低质量。同时也不能长时间存放在供粉桶内, 流化不好;

②粉末中超细粉含量偏高:需要减少加入原粉中的回收粉比例, 检查原粉的粒度分布情况。

③回收粉中有杂质, 新粉与回收粉的用量比不合理等都会影响涂层质量, 应控制回收粉:新粉的比例为1:1或2:3。

④粉末中导电粒子过少。

(4) 设备及辅助配件因素。

①由于安装时, 喷粉房方向与原设计安装方向相反, 粉末回收吸风口在工件进口处, 易产生抢粉现象, 工件出口时会因运行时产生的风速惯性, 将粉带出, 造成溢粉, 粉末不能回收利用。

②流化床微孔板被堵:由超细粉或压缩空气中的油污、杂质所致造成粉末流化不好。

③输粉管积粉结垢:因喷速太快, 易使粉末撞击熔融而在管壁结垢, 加之定期清理、更换不够, 导致堵粉, 降低喷粉气压。

④喷枪电极损坏, 电极上沉积粉末, 粉末雾化分散不好, 产生吐粉, 影响涂层外观质量及上粉率。

⑤喷粉室管道内壁结粉, 吸风口调整过小, 喷房内工件截面风速过小, 造成粉末飞扬。

⑥供粉器积粉或堵塞使出粉量不均匀。

⑦文丘里管磨损严重使出粉量减少或不规则, 涂层发花。此时应更换喷嘴。

⑧粉末回收装置运行不正常引起粉末飞扬。应检查回收装置九管小旋风装置中的不锈钢管内壁是否有结垢, 检查反冲装置、滤芯、风机等。

2 门导轨涂装生产线技改方案

2.1 设计依据

(1) 工件名称:

门导轨。

(2) 工件综合吊挂:

L400×W200×H1219。

(3) 工件重量:

1.5kg/支×11支/挂=16.5 kg/挂。

(4) 工作制度及年时基数:

生产部门月生产天数21天, 全年工作日为254天, 实行3班制, 每班6.5小时, 设备50座, 工人90人, 设备开动率为90%。

(5) 产量:

12000000支/年。

(6) 悬挂输送链:

GXT206封闭轨, 单点吊重30KG。

(7) 吊挂间距:

618mm。

(8) 工艺链速:

2m/min (1.5-3.0m/min连续可调) 。

(9) 加热能源:

①前处理加热源:蒸汽, 压力4-6kg/cm2;②烘干炉加热能源:电 天燃气 外热风循环系统。

(10) 自来水:

供水压力2-4 kg/cm2。

(11) 电源:

至每台设备的总控制电箱, 电压为:380V±5%, 三相五线制, 50HZ。

(12) 压缩空气:

4-6kg/cm2。

(13) 厂房尺寸:

120M×18M×10.8M。

(14) 其它指标:

①电:380V±5%, 50HZ。供电方式:三相四线制或三相五线制。②压缩空气:压力:0.4-0.5MPa 含油:≤0.1ppm 含水:≤1.3g/m3。

2.2 喷粉生产线工艺流程

喷粉生产线工艺流程如表1所示:

2.3 设备技改方案

2.3.1 炉体

(1) 烘炉组成:

由进出口桥段、炉体、炉体骨架、加热系统、热风循环系统、送回风管路系统、废气排放系统、自动控温系统等组成;加热系统采用高红外与天然气、高红外与远红外电热管同步设置加热结合方式, 加快粉末吸热速度, 减小加热时间, 降低能源消耗。

(2) 烘炉方式及结构:

烘道均采用高架隐桥式烘道, 进出口洞位于烘道底部, 工件从底面进出, 利用热空气上升的原理, 减少门洞漏热;桥式框架结构, 主体框架由型钢制成, 通道侧部为型钢框架结构设计, 牢固。烘炉设置检修扶梯, 以便维护。

(3) 烘道壁板:

内板采用1.5mm镀锌板焊接结构, 保温层150mm厚、容重为100kg/m3的优质保温岩棉, 外封0.6-1MM厚瓦楞钢板结构。

2.3.2 前处理棚体

(1) 拆四楼喷漆前处理, 按完整工艺布置, 现行不需要的工序槽体不加装, 只加装主脱槽、水洗槽、磷化槽、热水洗槽, 其中主脱槽、磷化槽新制。

(2) 前处理棚体外形尺寸按原样拆迁。

(3) 喷淋棚体地脚立柱采用型材, 棚体上的悬链支撑立柱采用10#槽钢, 悬链。

(4) 全线喷淋系统 (泵、阀、管路等) 材质为SUS304及PP, PVC, 喷嘴采用台湾长原CT6530—PP快速拆装式喷嘴, 喷射角度可调。材质均为增强聚丙烯 (PP) ;预脱脂、主脱脂、磷化的喷淋支管为可拆式。前处理的阀门全部采用SUS304, PP, PVC碟阀或球阀。泵用现有的自吸泵。

(5) 前处理顶部设一条抽风管, 预脱脂、脱脂、磷化顶部开抽风口。

(6) 线体溢流废水先进入废水处理站。倒槽废水运至含油废水处理站。

2.3.3 悬挂输送系统

原有生产线磨损严重, 转弯半径过小, 只有生产48英寸轻型导轨, 改造后采用QXG206型, 利用现有驱动, 增加不足的轨道、悬链、弯轨、吊架、上拱下挠等;转弯半径改为R800-1000, 可生产108英寸的重型导轨。

2.3.4 喷粉系统

拆迁改造现有喷房, 工件通过高度由900mm增至1500mm, 宽度由300mm增至450mm;增设喷枪自动升降机构, 修复粉末回收系统, 并根据回收效果增设除尘装置。

2.3.5 电控系统

利用原有控制柜加以改进。增加现场操作功能, 主要包括现场操作站、现场设备检测单元 (接近开关、光电开关等) 、现场其它输入设备、现场执行机构 (如电动机、电磁阀等) 等, 直接或通过现场总线与控制层中的PLC相联系, 将输入信号发送给PLC, 将PLC输出指令发送到现场设备。

2.4 管理经验

(1) 建立施工团队、支持体系, 积极做好实施前的准备工作, 出台了施工质量控制标准、施工纪律、安全施工、施工进度计划、施工组织、施工图纸等等组成的看板, 施工标识。

(2) 建设文明施工工地, 在施工现场推行6S规范要求, 每个进入施工现场的人员带好安全帽等防护, 按施工质量标准施工, 收工前现场清理干净, 改变过去现场脏乱的现象, 以质量保安全、以安全保进度。

(3) 建立项目施工例会制;创造合作氛围, 经常与成员沟通, 及时地向每位成员提供相关信息;让施工成员认识自已角色, 明白他们所要做的事情重要性;委派职责, 并帮助成员发展;创造学习氛围, 学习施工规范、安全行为分析、清洁生产方案、公司新的管理理念等。

(4) 在施工过程中, 施工人员克服了人力资源不足、材料到位不足、施工工具不足、运输工具等等因素, 修旧利废, 尽其所能把工程进度向前推进, 及时总结, 及时调整, 项目组定期组织进行安全、质量等有关方面的检查与总结, 总结成功的经验和存在的不足, 成功的加以推广, 不足的采取措施防止再犯, 使工作在一个良好的循环状态中前进。

3 应用实践效果

(1) 产品外观:

改造前经常出现涂层橘皮、缩孔、脱落质量问题, 改造后涂层均匀、平整、光滑, 质量稳定。

(2) 产品盐雾性能:

改造前24小时底板红锈, 改造后72小时无红锈。

(3) 产品主原材料消耗:

改造前粉末消耗定额12kg/万dm2, 实际可达19.35kg/万dm2, 改造后粉末消耗定额11.6kg/万dm2, 经过4个月的连续生产, 实际平均消耗量为11.3kg/万dm2 (只是在改造后第一个月消耗量为13.2kg/万dm2) 。

(4) 设备能耗:

改造前为531KW/H, 改造后为电96.5KW/H, 天然气70m3/H。

(5) 烘道保温性能:

改造前外壁温度最高处达60℃, 改造后外壁温度不高于室温10℃。

(6) 设备运行费用:

改造前为424元/H, 改造后为281元/H (电0.8元/度, 天燃气2.3元/m3) 。

(7) 设备通过性:

改造前只能通过36英寸门导轨竖挂, 改造后可通过60英寸门导轨竖挂, 108英寸门导轨横挂。

参考文献

[1]王锡春, 姜英涛主编.总论 (涂装技术丛书) [M].北京:化学工业出版社, 1986.

[2]王锡春主编.涂装车间设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2008.

柔性化涂装生产线 篇5

李利锐何秋燕李明张大彪

1 高压水清洗设备的组成

高压水清洗设备主要由高压水清洗主机、高压水管路、水箱、执行单元和控制系统等组成 (图1) 。根据现场的具体需要, 部分元器件可以合理选用。

2 高压水清洗设备的传统布局

高压水清洗设备的传统布局是:在涂装车间一楼规划高压水清洗设备的主机间和清洗间。土建专业人员做排污坑和防水地面, 公用专业人员在设备主机间

图1高压水清洗设备的组成

配置动力电接口、水源接口和气源接口, 设备专业人员在清洗间内布置不锈钢无动力滚床、安装格栅工作台。高压水设备布置在主机间并连接高压喷枪, 通过喷枪在清洗间对工件进行清理作业。

这种集中进行清理的传统布局, 需要将大量待清洗的喷漆室格栅板和滑橇运至清洗间, 清理后再送回到相应工位。喷漆室格栅板自重大, 附着漆雾的格栅板粘结在格栅板的固定支架上, 拆卸非常不方便;而且格栅板安装均在二层楼, 搬运需要升降设备频繁作业;清洗过程耗时较长, 为了不影响喷漆生产, 一般需要配置两套格栅板。这种集中清理的布局方式费时、费力, 工作效率极低, 已不能适应高节拍、高产能的涂装生产线要求。

3 高压水清洗设备布局的新思路

为克服上述缺点, 在线高压水清洗设备应运而生。在线高压水清洗设备的组成与传统布局的设备组成基本相同。主要区别为:在喷漆室内部不同位置布置接口作为连接执行单元 (如高压喷枪) 的接入点;增加了高压水清洗主机至喷漆室各接入点的高压管道和手动阀门以及相应的的控制系统;喷漆室内用于清洗作业的工作单元不局限于高压清洗枪, 还可以选择效率更高、作业更省力的高压表面清洗器 (图2) 。

(1) 在线高压水清洗设备通常将主机安装于涂装车间的循环水池区域, 以便利用该区域的地沟、排水系统、公用送水点、动力电点以及为加药装置预留的压缩空气点。这些能源点都是该区域必须配备的, 所以只需引出各种接头至主机安装区域即可。将主机布置于循环水池的中心, 以保证所有喷漆室内格栅板的清洗效果, 同时节省管路、降低管路压损。

(2) 喷漆室内清洗格栅板产生的大量废水不必另外设置排水系统, 可以通过文丘里等设备直接进入循环水槽, 需要注意的是在线清洗时需要开启送排风与循环水系统, 这样能给操作者提供一个良好的工作环境, 清洗掉落的漆渣也可直接流入循环水池, 保洁人员需要定期清理文丘里堆积的漆渣以免影响文丘里系统清除漆雾的效果。

(3) 合理排布高压水清洗主机和喷漆室不同位置的接入点, 两者之间的高压水管路是需要重点考虑的问题。方案1是仿照输/调漆管路的状态, 从地面一支主管爬升至空中, 然后利用三通、接头等连接分支管道至每一个工作点;方案2则是沿地面分布支管路, 垂直上升至每一个作业点。两种方案的对比见表1。

从表1可见, 虽然方案2的投资成本稍高, 但实际使用效果较好, 所以汽车涂装生产线的在线清洗方案基本采用方案2。

(4) 高压水管路中的压力可以达到1 4 0~200 MPa。为增加管路的安全性, 通常用槽钢对地面的主管路进行防护, 用镀锌圆钢对沿立柱上升的支管进行防护;在喷漆室接入点位置位置安装防爆盒, 用来对清洗作业时的手动阀门进行防护。目前一些汽车工厂的涂装车间在规划阶段已经在地面上预留了铺设主管路的沟槽, 不仅使整体主管路铺设效果美观, 而且增加了一道主管路的防护措施。

目前, 一些汽车涂装生产线使用传统布局的设备清洗滑撬, 用新思路布局的设备在线清洗格栅板。投资虽高, 但明显提升了清洗效率。

4 其它注意事项

(1) 接头和安全阀等的选择:接头和安全阀等的承载压力应为高压泵额定压力的1.05~1.10倍。

柔性化涂装生产线 篇6

1汽车涂装生产线电气自动化控制的基本原理

汽车涂装生产线的主要功能是对焊装后的白车身进行喷漆, 为其涂上特制的防腐涂料, 使之达到一定的耐腐蚀性能, 同时具备更加艳丽的色彩和光泽的外观。汽车涂装的自动化工序包括前处理、电泳、烘干、PVC胶装、中涂、中涂烘干、面涂、面涂烘干等, 而机械化输送系统贯穿整个涂装线的始终, 其能够根据涂装工艺的要求, 按一定的顺序完成升降、变速、倾斜、旋转等动作, 此处以机械化输送控制为研究对象, 对电气自动化控制的基本原理进行阐述。首先, 白车身经过电泳处理后, 进入涂装的地面链部分, 其间工件的运转借助了动辊、升降器、运输链、转台等设备, 该过程中的每个环节均在PLC程序的控制下完成。而其中最关键的设备就是转台站, 转台站由交流电机、继电器、传感器、导轨、辊床及其他零部件组成, 能够控制装有车身的滑橇完成移动、旋转等动作, 这也是涂装生产线得以自动化运行的重要基础。以轿车的涂装为例, 在其涂装输送过程中, 辊床首先带动滑橇执行相应的涂装操作, 然后回到原来的上件点, 继续执行下一个车身的涂装, 该过程需要经过返回线上两个直角弯处的回转变轨机构, 必须在两个转台站的共同操作下才能完成。

在视窗控制中心的显示模块上, 可以显示转台当前的运行速度、旋转角度以及装载车身的数量。转台在刹车电机的驱动下, 带动辊床进行相应的移动操作, 其速度由刹车电机的转速来调控, 而刹车电机的运转受变频器控制。在辊床运行过程中, 定位工作交由PLC控制系统来完成;刹车电机1负责驱动同步带轮, 进而控制辊轮转动;刹车电机2控制辊床在导轨上运行, 实现转台的旋转操作。电感式传感器1对辊床入口位置进行实时检测, 达到定位效果, 当其探测到滑橇物料后, 在PLC控制系统中生成相应的信号, 然后控制转台旋转90度;电感式传感器2对转台的旋转程度进行检测, 待转台旋转到指定角度时, 同样在PLC中产生一个信号, 然后控制辊床停止转动;继电器主要负责刹车电机1和刹车电机2的启停及正反转切换, 只有继电器收到PLC系统的控制信号时, 电机才能启动。PLC控制系统能够对各部分设备的运转情况加以控制, 比如, 当设备即将运行到位时, 便控制设备开始减速, 个别情况下, 设备可能会运转过度, 此时限位开关向PLC系统中输入信号, 由PLC控制电机立刻抱闸, 对设备进行刹车操作, 从而实现机械化输送系统的精准控制。

2汽车涂装生产线电气自动化控制系统的拓扑结构

本文所研究汽车涂装生产线的电气自动化控制系统大约有100个模拟量输入点、80个模拟量输出点、2500个数字量输入点、1000个数字量输出点, 这些输入输出点散布在系统的各个部分。汽车涂装生产线的电气自动化控制系统主要包括以下几大部分, 每一部分具有一套独立的控制系统, 具体为:前处理控制系统、电泳及冲洗控制系统、烘干控制系统、喷涂及烘干控制系统、中涂及烘干控制系统、面涂及烘干控制系统、修饰点补控制系统、上位PC机及工业以太网控制系统。汽车涂装生产线电气自动化控制系统的拓扑结构如图1所示。

根据该网络结构, 可将汽车涂装生产线的电气自动化控制系统分成三层, 其中, 第一层由一台服务器、一台大屏显示器、两台热工监控站、两台机械化监控站构成。第二层和第三层组成PROFIBUS-DP现场总线网络。整个控制系统具有以下特点:PLC CPU采用西门子315-2DP, 该CPU具有很强的网络性能, 本身提供多点接口和现场总线接口, 能够当作现场总线的一类主站。现场配备有可编程操作员终端, 该终端直接与多点接口相连, 具有现场操作和显示功能。PLC与服务器、上位机的以太网之间借助光纤链路OSM单元和通讯处理器、以太网卡实现连接;PLC和现场输入输出之间借助DP通讯处理器及总线耦合器进行连接。

3汽车涂装生产线电气自动化控制系统的关键技术

3.1炉温PID控制

汽车涂装生产线的温控仪表数量较多, 烘干炉风幕区温度需保持100~140℃之间, 这样方能得到性能良好的涂膜。若空气温度超出此范围, 或烘干时间太长, 可能出现涂膜过烘干现象, 导致涂层间无法达到理想的附着效果, 甚至使涂膜脆化、剥落。本文研究的汽车涂装生产线中, 烘干炉和槽液的温度通过PID温度调控器进行控制。PID控制涉及比例控制 (P) 、积分控制 (I) 、微分控制 (D) 三个环节, 其本质上就是确定最佳的比例、积分、微分参数, 进而对控制器的输出偏差加以优化调整, 实现温度调节目的。PID控制结构如图2所示。

PID调控的原理如下, 首先在数字温控仪设定参数, 热电偶实时检测温度变化, 得到温度模拟量, 经A/D转换电路转变为数字信号, 并与设定参数进行比较, 然后通过PLC系统作PID运算, 得出控制结果后, 经D/A转换电路转变成模拟量信号, 然后发送至变频器来控制调节阀动作, 对风量、火力进行调节, 实现温度调控效果。

涂装物经烘干室处理后进入强冷室, 利用吹冷风的方式予以强制冷却, 使之能够满足后续工序的处理条件, 同时避免造成厂房气温的变化。强冷室应设置在烘干室出口处, 通常为一至两个车位, 强冷室也要给予PID温度调控, 最后利用变频器对风门电机的动作执行机构进行控制, 通过调节风门大小来实现温控效果。

3.2变频器应用

变频器工作的基本原理是对电源频率及电压进行调整, 从而达到对电机转速及转矩进行调节和控制的目的。变频器能够在较大幅度内进行连续调速, 可以控制交流电机正反转切换, 并且支持电机进行高频度启停。同时, 变频器拥有自保护功能, 不但能够确保自身安全工作, 也能防止电机发生损毁。在PLC控制系统的支持下, 变频器可以轻易实现对涂装线上各三相感应电机转速的调控, 进而控制升降台、转台等执行各种输送、升降、旋转动作。例如, 在升降机运动的调控过程中, 通过双路输出的增量式编码器输出相位差为90°的两组A、B脉冲, 对其相位进行对比, 可判断出哪一相在前, 当A相超前B相90°时, 代表正转, 当A相滞后B相90°时, 代表反转, 由此判定电机是正转还是反转。同时, 经过对两组脉冲的分析, 可以精确得出交流电机转角及转向, 也就得出了涂装线输送带的位移大小及位移方向, 这样就能够准确、实时地掌握升降台及辊床的上下位置。具体过程为:提升机位于初始位置时, 执行启动操作, 此时如果升降机检测到滑橇上载有车身, 则开启电机, 提升机上行 (此时变频器频率为15HZ) , 编码器对脉冲数进行记录, 当记录脉冲数达到2500时, 变频器降频至10HZ, 令升降机电机减速, 当记录数达到5000时, 提升机停车, 同时辊床电机启动, 将载有车身的滑橇送至下一个工位。经十秒延时后, 卸下车身的滑橇被再次送回原来的提升机站, 然后提升机向下运行 (此时变频器频率为-20HZ) , 下行过程中的运行原理与上行过程相似。

3.3车身信息识别

MOBY识别系统包括两大模块, 分别为SLG读写模块与MDS移动数据内存模块, 两者采用面对面安装的方式。SLG能够对任一区域进行扫描, 可借助接口实现读写操作。在涂装线中, 不同工位的检测及执行机构的元器件均安装在PLC的远程站接口上, MOBY接口模块也安装到远程站上。每个MOBY接口模块配备一个SLG, 可借助PLC中相应的功能块实现对MOBY的读写操作。车身信息识别系统通过电泳、喷涂、储存等重要工艺环节获取相关控制信号, 然后执行一系列联动控制, 以此达到车身运输、电泳参数、喷漆次数等方面的控制效果。

4结语

综上所述, 本文介绍了汽车涂装生产线电气自动化控制的基本原理, 然后从系统拓扑结构、炉温PID控制、变频器应用、车身信息识别等方面提出了汽车涂装生产线电气自动化控制方案, 能够灵活满足各类型汽车的涂装工艺需求, 达到汽车涂装线柔性自动化生产及控制目的, 对提高汽车涂装效率具有一定参考价值。

参考文献

[1]王海平.汽车涂装中机器人喷涂的漆膜缺陷分析及对策[J].电镀与涂饰, 2015, 34 (18) :1049-1052.

[2]李光兰, 庞博.Profibus-DP总线控制系统在汽车涂装工艺中的研究[J].电气传动, 2013, 0 (S1) :163-165.

[3]王明武.WP12/WP10系列柴油机涂装生产线控制系统[J].现代制造工程, 2013 (1) :112-115.