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汽車涂膠線新型吊具輸送設(shè)備的應(yīng)用

發(fā)布時間:2020.07.06    點(diǎn)擊數(shù): 83329

0  引言

汽車涂裝涂膠工藝是汽車生產(chǎn)中重要的組成部分,為保證車身的密封、防震、降噪及提高整車舒適性等性能,需對車身進(jìn)行涂膠。涂膠工序包括汽車車底涂膠UBC(Under body coating)和車底密封膠UBS(Under body sealing)。在汽車生產(chǎn)過程中,涂膠是制造過程中必不可少的一道工序,不僅增強(qiáng)了汽車本身的結(jié)構(gòu),而且可以起到防銹、減震的作用。目前,汽車生產(chǎn)是批量、流水線式生產(chǎn),因為此種生產(chǎn)方式的特殊性,必須提高系統(tǒng)的自動化程度和增加系統(tǒng)的智能柔性,多種先進(jìn)智能的輸送系統(tǒng)不斷出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用。

1   涂膠密封線工藝及吊具自動化輸送生產(chǎn)線的類型

涂膠線需要將電泳底漆后的車身升高,為方便底部密封操作方便,一般提升高度為車底距地坪2.0 m的高度。一般輸送在人工操作區(qū)采用stop/go方式進(jìn)行工作,在機(jī)器人工作區(qū)采用stop/go方式進(jìn)行工作;高生產(chǎn)率的情況下則采用連續(xù)運(yùn)行的方式。在進(jìn)入機(jī)器人區(qū)域之前,輸送設(shè)備的運(yùn)行要與機(jī)器人進(jìn)行連鎖控制,檢測車型信息;在機(jī)器人噴涂區(qū),吊具要被夾緊定位,保證側(cè)向的定位精度。吊具停止精度要一般保證在±1.5 mm以內(nèi),以保證機(jī)器人的噴涂要求。

車底密封輸送設(shè)備采用輸送方式+剛性吊具的輸送方式,UBS、UBC均在吊具上進(jìn)行,并且要求吊具小車平穩(wěn),無跳動。

在完成密封后將車身從吊具上轉(zhuǎn)掛到地面輸送設(shè)備上。在轉(zhuǎn)掛過程中,吊具、車身都必須準(zhǔn)確定位,轉(zhuǎn)掛過程要設(shè)置對射檢測開關(guān),用于檢測轉(zhuǎn)掛是否到位、準(zhǔn)確。如果出現(xiàn)故障,輸送設(shè)備將會停止,進(jìn)行聲光報警,同時通過故障報警通知維修人員來處理,確認(rèn)轉(zhuǎn)掛可靠后,轉(zhuǎn)掛繼續(xù)運(yùn)行。

因此涂膠線吊具的設(shè)計選型尤為關(guān)鍵,在設(shè)計吊具時必須要保證車底密封操作人員的操作方便性、安全性以及保證機(jī)器人手臂的安全運(yùn)行空間,且要求運(yùn)行與轉(zhuǎn)接過程吊具穩(wěn)定。

將電泳后的車身通過機(jī)械化輸送吊具懸吊起來,需要經(jīng)過涂膠機(jī)器人噴涂、人工補(bǔ)噴、檢查等工序。目前采用的吊具形式根據(jù)輸送方式有H型吊具自行小車輸送機(jī)、懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)、空中滾床輸送機(jī)、空中寬軌托盤式輸送機(jī)。

1.1   H型吊具自行小車輸送機(jī)

自行小車輸送機(jī)也稱電動單軌葫蘆輸送機(jī)(亦稱微控電軌車、EMS),它是一種智能輸送設(shè)備,電動單軌智能輸送小車是高度體現(xiàn)了機(jī)械、電氣于一體的現(xiàn)代化智能輸送系統(tǒng),體現(xiàn)了高度的智能和自動化,它具有智能控制、高度自動化、節(jié)能、操作靈活等特點(diǎn),不僅在汽車生產(chǎn)線上被廣泛應(yīng)用,在其他行業(yè)也發(fā)揮著重要作用。自行小車輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2   H型吊頂張開吊具懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)

懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)能夠利用有限的空間擴(kuò)大運(yùn)輸及存儲能力,該機(jī)型最大特點(diǎn)是實現(xiàn)在線存儲功能。實現(xiàn)工位或工序間的物料存儲,讓工序間具有一定的彈性,實現(xiàn)小車間密集的??亢头e存,大大縮減了輸送距離。此類型輸送機(jī)用于規(guī)定的空間內(nèi),沿預(yù)定的軌跡運(yùn)行,結(jié)構(gòu)布局較靈活且占地面積小。積放懸掛鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)屬于智能的輸送系統(tǒng),通過PLC集中控制實現(xiàn)自動輸送、存儲,從而實現(xiàn)了快節(jié)奏、高效率的現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3給出的是涂膠密封線(也稱PVC線)吊具吊頂型式,自動張開式吊具,吊具支點(diǎn)托住車門門窗部位。吊具支腿完全避開車身底部,更加方便機(jī)器人作業(yè)。電動單軌葫蘆輸送系統(tǒng)也常用此類吊具,缺點(diǎn)是容易引起車身支點(diǎn)處變形,嚴(yán)重的引起車窗變形,車門關(guān)不嚴(yán),此類吊具型式一定要經(jīng)過車身懸吊試驗,車身車窗處強(qiáng)度足夠大方能采用。涂膠線工藝布置與圖2的布局相類似。

1.3   H型吊具懸掛滾床輸送機(jī)

空中懸掛滾床輸送機(jī)是倒置的地面滑橇輸送機(jī),目前比較流行實用。優(yōu)點(diǎn)是與地面滑橇輸送機(jī)互換性強(qiáng),空地轉(zhuǎn)掛方便,工藝線路布局靈活方便。是由多種標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成,利用地面滾床的結(jié)構(gòu)原理,實線在空中完成線體間的輸送,主要由旋轉(zhuǎn)滾床、升降裝置、空中滑橇吊具等設(shè)備組成。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,此類型輸送系統(tǒng)能滿足汽車行業(yè)某種特殊需求,能夠提高現(xiàn)代化程度,不需要對地面進(jìn)行特殊處理,在空中即可完成各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)掛交接。此類輸送系統(tǒng)起到其他輸送機(jī)很難替代的作用,有鏈?zhǔn)胶蛶?種驅(qū)動方式。

應(yīng)用特點(diǎn):1)根據(jù)不同的工藝要求及布局,每段空中滾床都是獨(dú)立單元,可以實現(xiàn)不同的運(yùn)送間距。2)能夠與其他輸送設(shè)備結(jié)合實現(xiàn)空中立體輸送,可實現(xiàn)多層布置。3)自動化程度高,適應(yīng)性強(qiáng),可完全由程序控制。4)安全可靠、噪音小、車身底部操作空間較大,靈活性強(qiáng)。

典型的涂膠線空中懸掛滾床輸送機(jī)工藝平面布置如圖4所示。 

這種輸送形式兩端采用移行機(jī)的方式使吊具返回,減少了前述兩種輸送機(jī)軌道吊具水平回轉(zhuǎn)占用的面積,使得涂膠線水平長度縮短,有效節(jié)省了廠房面積。實際使用中也發(fā)現(xiàn)這種輸送吊具的不足,因為反向滾床滾子中心距一般為800~900 mm,吊具仍然需要懸臂結(jié)構(gòu),運(yùn)行中不平穩(wěn),對車身自動轉(zhuǎn)掛轉(zhuǎn)運(yùn)以及機(jī)器人自動噴涂帶來影響。

1.4   托盤式吊具空中寬軌托盤輸送機(jī)

為了保證運(yùn)行中地對空轉(zhuǎn)掛、機(jī)器人噴涂、空對地轉(zhuǎn)掛車身平穩(wěn),空中寬軌托盤輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)為目前市場上最新型懸吊方式。該輸送裝置由一對中心距一般為3 m的平行軌道組成,每一側(cè)懸臂的軌道上設(shè)置等間距的自由滾輪,寬軌托盤吊具由滾輪支撐,吊具的行走是靠雙側(cè)設(shè)置的摩擦驅(qū)動運(yùn)行。通過驅(qū)動輪組對托盤吊具產(chǎn)生驅(qū)動力,達(dá)到傳遞工件的目的,整個軌道上按著小于托盤縱梁的摩擦長度布置一個驅(qū)動站,將托盤吊具從一個驅(qū)動站傳遞到下一個驅(qū)動站。

托盤式吊具由兩側(cè)摩擦梁、托盤架、四套旋轉(zhuǎn)式支腿組成。車身嵌鑲在托盤中,摩擦梁寬于車身,吊臂結(jié)構(gòu)縮短,并且可以旋轉(zhuǎn)。有效避開了機(jī)器人手臂的操作軌跡,運(yùn)行、轉(zhuǎn)掛、機(jī)器人操作工位車身平穩(wěn)。

該類型最大特點(diǎn)除了吊具運(yùn)行穩(wěn)定性極高,還表現(xiàn)在工作區(qū)域合理緊湊,滑橇返回、涂膠工作區(qū)、托盤吊具分別位于最底層、中間層、最頂層,有效利用了有限空間,使結(jié)構(gòu)布局更加合理;該種類型設(shè)備兼容性較高,能生產(chǎn)多種車型,增加了系統(tǒng)的多樣化。

主要特點(diǎn)是智能化、靈活性較高、無油污、速度高,是目前車底密封線最較為先進(jìn)的機(jī)械化智能輸送設(shè)備,已在新能源汽車涂膠生產(chǎn)線上應(yīng)用。涂膠線托盤式摩擦輸送機(jī)線路布置如圖5所示。

換撬的實現(xiàn)是以上4種吊具輸送形式涂膠線布局的另一功能,都能實現(xiàn)車身自動地對空轉(zhuǎn)掛,所以方便實現(xiàn)車身從底漆橇向面漆橇的轉(zhuǎn)接。

車身經(jīng)過電泳烘干后通過底漆橇體輸送到涂膠入口升降機(jī)處等待,升降機(jī)升起后車身與底漆橇脫離,吊具接車身送入到空中輸送系統(tǒng),進(jìn)行涂膠工作。底漆橇體沿線體返回至地面進(jìn)行堆垛循環(huán)。而位于涂膠線出口的升降機(jī)、面漆滑橇在地面滾床上等待,空中返回吊具下降車身落在面漆橇上,從而實現(xiàn)車身從電泳底漆滑橇到面漆滑橇的自動轉(zhuǎn)換。

具體實施措施:在涂膠出口升降機(jī)前對當(dāng)前車型進(jìn)行智能識別,將讀取的信息反饋給系統(tǒng),使與之對應(yīng)吊具和面漆滑橇在升降機(jī)處等待。升降機(jī)下降過程中完成對吊具和面漆橇體的轉(zhuǎn)換,面漆橇體承載車身進(jìn)入下一工位。

2  各種吊具輸送方式性能比較

各種吊具輸送方式性能比較見表1所列。

涂膠線以上輸送方式中前3種輸送方式空吊具返回均是水平返回,需要占用廠房空間,增大了涂裝車間面積需求,影響整個涂裝工藝線路布局。托盤式吊具輸送方式空吊具垂直返回,節(jié)省了車間空間。

在軌道上行走的電動單軌葫蘆輸送機(jī)和積放懸掛鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī),此兩種類型的輸送系統(tǒng)全部是對吊具進(jìn)行懸掛輸送,也就是“扁擔(dān)挑”的方式,因此車身吊具運(yùn)行中不平穩(wěn),易晃動。電動單軌智葫蘆輸送機(jī)采用葫蘆升降吊具,剛性差,對吊具精確定位帶來難度。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的鏈條需要定期維護(hù)潤滑,要避免油產(chǎn)生的污染,并且存在有鏈條爬行現(xiàn)象,會對自動化智能作業(yè)帶來一定影響,運(yùn)行伴有噪音缺陷。這兩種輸送方式還存在速度低的缺陷。

涂膠線一般采用H型吊具,H型吊具托車身底部或裙邊,較大的H型吊臂對機(jī)器人噴涂有遮擋區(qū)域,甚至對車身某些部位無法噴涂,只能采用手工補(bǔ)噴的方式補(bǔ)噴??罩袘覓鞚L床輸送+吊具運(yùn)行穩(wěn)定性較前兩種輸送方式有較大提高,橇體寬度受滾子中心距的影響,實際使用中仍然發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中有晃動,而空中寬軌托盤輸送的應(yīng)用解決了以上幾種吊具輸送方式的不足,托盤寬度寬于車身,運(yùn)行、轉(zhuǎn)掛、操作區(qū)域穩(wěn)定性大大提高,像托盤一樣將車身嵌鑲在托盤中,托盤支具結(jié)構(gòu)較小,并且能夠旋轉(zhuǎn),能夠避開機(jī)器人涂膠區(qū)域,使得返回空間變小,深受用戶歡迎。

3  結(jié)語

在汽車行業(yè)不斷高速發(fā)展過程中,自動化生產(chǎn)在汽車制造過程中越來越重要。隨著新廠房的建立和投入,在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)最高效的生產(chǎn)模式,可使資源充分利用,達(dá)到最優(yōu)的生產(chǎn)效率。汽車生產(chǎn)線向模塊化、自動化、智能化、柔性化方向發(fā)展。原有的涂膠線輸送形式占用空間較大,規(guī)劃復(fù)雜,成本較高。而垂直返回的空中托盤式摩擦輸送機(jī)占用面積少,設(shè)備空間利用率高,運(yùn)行平穩(wěn),是市場最新型的輸送型式。隨著科技的不斷進(jìn)步,新的技術(shù)不斷涌現(xiàn),輸送設(shè)備的種類也在不斷增加,所以規(guī)劃時選用合理、經(jīng)濟(jì)的輸送方式尤為重要。涂裝車間對于汽車制造起著不可替代的作用,隨著汽車輕量化趨勢的發(fā)展,對應(yīng)的各個環(huán)節(jié)都要與之匹配,所以精心設(shè)計、精細(xì)選型,同時汽車輕量化的發(fā)展也對底涂涂裝技術(shù)帶來新的創(chuàng)新。

來源: 現(xiàn)代涂料與涂裝

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        The products are mainly applied in: new materials, new energy, engineering machinery, automobile manufacturing, containers, marine engineering, aeronautics and astronautics, port bridges, electronic and electrical, environmental protection engineering, printing and papermaking machinery, medical machinery, textile machinery and so on.
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