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張陽(yáng)1，李斌2，程鳳宏3，石志強(qiáng)4
（1．上海世邦機(jī)器有限公司涂裝車間，上海201323;
2．中國(guó)石油天然氣管道局第三工程分公司技術(shù)裝備處，河南鄭州450051;
3．鄭州宇通重工有限公司生產(chǎn)技術(shù)處，河南鄭州450051;
4．長(zhǎng)城汽車股份有限公司事業(yè)三部涂裝車間，河北保定071000）
摘要：提出了在汽車涂裝中采用車身豎直輸送方式的設(shè)想。分析了車身豎直輸送的優(yōu)勢(shì)：可以縮短生產(chǎn)節(jié)距和設(shè)備長(zhǎng)度，提高生產(chǎn)節(jié)拍，降低投資成本，改善噴涂條件和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
對(duì)車身豎直輸送需要解決的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：汽車；車身；涂裝；生產(chǎn)線；豎直輸送
中圖分類號(hào)：TQ639.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：1004 - 227X (2012) 03 - 0068 - 03
1前言
電泳涂裝技術(shù)的出現(xiàn)使得汽車車身的防腐蝕性能得到了根本性的改善。但電泳涂裝技術(shù)的應(yīng)用也存在一定的局限性，如：車身頂蓋及空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣排不盡，使得磷化、電泳涂裝效果差；吊具和懸鏈滴液會(huì)污染車身：車身兜液、瀝水不盡導(dǎo)致沖洗用水量大、污水處理量大等。而車身翻轉(zhuǎn)輸送技術(shù)的出現(xiàn)，使電泳涂裝技術(shù)如虎添翼。
車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)是一種車身在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中、在前的同時(shí)可以進(jìn)行縱向翻滾的技術(shù)，主要應(yīng)用于涂裝間前處理、電泳各工序間的強(qiáng)力沖洗和浸漬過(guò)程的送。典型的代表有杜爾(DUERR)公司的RoDip-3、RoDip-3 Plus和艾森曼(EISENMANN)公司的多功穿梭機(jī)(Vario-Shuttle)。1992年杜爾公司和艾森曼公將車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)成功地應(yīng)用于前處理、電泳工藝，全新的理念上徹底克服了上述問(wèn)題，同時(shí)縮小了處槽的容積，降低了運(yùn)行成本，提高了涂層質(zhì)量，非有利于環(huán)境保護(hù)[1]。RoDip系統(tǒng)和擺桿鏈系統(tǒng)輸送技對(duì)比見圖1。
車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)是一種革命性的、顛覆性的創(chuàng)新，然而是否可以用到其他的涂裝工序，如中涂、面漆甚至涂膠等工序，而不僅僅局限于前處理和電泳？本文對(duì)此提出一些想法，希望能和同行一起探討。
2 基本思路
目前，車身涂裝的輸送方式基本上都是（車身）水平輸送。可否考慮采用與之相反的豎直輸送？即把車身豎直放置，而不是傳統(tǒng)的水平放置（無(wú)論是地面鏈還是懸掛鏈）。這樣做可使節(jié)距（裝掛間距）縮短一半。
以普通轎車(車身長(zhǎng)4.8m，寬1.8m，高1.5 m)為例，車身水平輸送，則涂裝、烘干工序的節(jié)距一般是6m和5m。如果把車身立起來(lái)，則節(jié)距最大不會(huì)超過(guò)2.5 m。
鏈速計(jì)算公式：
V=L/T （1）
式中，v為鏈速(m/min)，三為裝掛間距(m)，丁為生產(chǎn)節(jié)拍(min/臺(tái))[2]6。鏈速取決于裝掛間距和生產(chǎn)節(jié)拍，在生產(chǎn)節(jié)拍不變的情況下，裝掛間距越小，鏈速越慢。
3車身豎直輸送的益處
以年產(chǎn)15萬(wàn)臺(tái)轎車車身涂裝車間3C3B（三涂三烘）典型涂裝工藝為例，按被涂物（轎車車身）L≤4.8 m，總涂裝面積80 rn2/臺(tái)計(jì)，則其生產(chǎn)綱領(lǐng)是15萬(wàn)臺(tái)／a（日產(chǎn)合格車身500臺(tái)），工作制度為日工作兩班制（8 h／班×2班=16h），則傳統(tǒng)輸送方式各線工藝參數(shù)見表1[2]16。表中，持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為：960 min/d(16 h)，生產(chǎn)線為1（點(diǎn)修補(bǔ)為2），規(guī)劃目標(biāo)產(chǎn)量（合格品）為500臺(tái)／d(點(diǎn)修補(bǔ)為75臺(tái)/d)，可換件、備件5%，即25臺(tái)ld (PVC涂裝線、點(diǎn)修補(bǔ)和注／噴蠟項(xiàng)目除外)。
與傳統(tǒng)工藝相比，車身豎直輸送具有以下優(yōu)勢(shì)：
(1)縮短噴漆室、烘干室長(zhǎng)度。由于節(jié)距縮短了一半，如果生產(chǎn)節(jié)拍不變，則相應(yīng)鏈速下降一半。而噴漆室長(zhǎng)度=單件噴涂工時(shí)×鏈速+工件距出入口距離×2[2]84，烘干室長(zhǎng)度=烘干時(shí)間×鏈速+烘干室進(jìn)出口端的長(zhǎng)度×2[2]160。由于工件距出入口距離和烘干室進(jìn)出口端的長(zhǎng)度很短，幾乎可忽略，因此，在鏈速降低一半而產(chǎn)量不變的情況下，噴漆室和烘干室的長(zhǎng)度幾乎可以縮短一半。從表1中可以看出，按照傳統(tǒng)的輸送方式，電泳、中涂、面漆烘干室長(zhǎng)度
分別達(dá)到108 m、108 m、110 m，中涂、面漆室也分別達(dá)到33 m和75 m。如果上述設(shè)備長(zhǎng)度縮短一半，則設(shè)備投資可以極大降低。
(2)提高產(chǎn)量和生產(chǎn)節(jié)拍。由式(1)可知，在節(jié)距降低一半的情況下，如果保持鏈速不變，則生產(chǎn)節(jié)拍提高一倍，也就是說(shuō)產(chǎn)量增加一倍。換言之，在相同的設(shè)備情況下，如果節(jié)距縮短一半，則產(chǎn)量可以提高一倍。按照表1的參數(shù)，在現(xiàn)有設(shè)備不變的情況下，產(chǎn)量可以達(dá)到30萬(wàn)臺(tái)/a;或者把雙班制改變?yōu)閱伟嘀疲蠓冉档腿藛T需求和制造成本。
(3)提高車身漆膜的均勻性。車身在水平放置時(shí)，有一半的水平面（車頂、引擎蓋、后箱蓋等）和一半的豎直面（4個(gè)車門，翼子板等），見圖2a。如果改為豎直放置，則95%以上的噴涂面成為豎直面，見圖2b。
在相同涂裝條件下，水平面和豎直面的漆膜效果有明顯差別，無(wú)論是漆膜厚度、光澤，還是鮮映性都有明顯的差別。原因主要是漆膜在流平段由于自身的重力和表面張力等造成漆膜和外觀品質(zhì)的不同。表2是某汽車企業(yè)的車身漆膜控制標(biāo)準(zhǔn)。
從表2可以看到，在相同條件下豎直面漆膜的各項(xiàng)指標(biāo)均低于水平面。盡管如此，筆者仍相信，隨著涂料技術(shù)和涂裝技術(shù)的不斷提高，豎直面的指標(biāo)均能達(dá)到現(xiàn)有水平面的標(biāo)準(zhǔn)，使得車身漆膜的均一性得到有效提高。
(4)方便車底PVC耐石擊涂料的噴涂。以往的車底涂料噴涂都是人站到車底下噴涂，施工環(huán)境惡劣，噴涂效果檢查困難，故也有采用車身側(cè)翻技術(shù)噴涂。采用車身豎直輸送方式噴涂，將消除傳統(tǒng)工藝造成的缺陷，使噴涂條件得到有效改善。
(5)節(jié)約空間。由于節(jié)距的縮短，噴漆室、烘干室的長(zhǎng)度都可以縮短（但高度要增加），這樣就可以減小車間廠房的平面面積而向立體空間發(fā)展。因此，可以實(shí)現(xiàn)車體立體存儲(chǔ)，以提高產(chǎn)品的在制數(shù)量，提升廠房建設(shè)的單位面積利用率。據(jù)相關(guān)人士介紹，寶馬公司已有立體存儲(chǔ)區(qū)。
(6)提高漆膜質(zhì)量。無(wú)論是在噴漆室還是在烤房，所有噴漆面豎直放置，與車體運(yùn)行方向相反，可以減少噴漆室體內(nèi)的塵埃、顆粒以及烤房?jī)?nèi)的油漆、燃燒雜質(zhì)等潛在污染。由于車體豎直放置其噴涂面積不到水平面放置的5%，因此污染物影響噴涂車體的幾率大大降低，有利于噴涂過(guò)程品質(zhì)的控制。
4車身豎直輸送可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題
4.1輸送方式問(wèn)題
車身豎直放置后，是采取懸掛輸送，還是采取地面輸送？無(wú)論采取何種輸送方式，可能都需要先把車身鎖緊在滑撬上，然后再通過(guò)把滑撬豎立，使車身處于豎直狀態(tài)。采取懸掛輸送，輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)可能比較簡(jiǎn)單，但不利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。有文獻(xiàn)認(rèn)為[2] 169，電泳底漆、中涂、面漆的烘干工序，原則上均采用地面輸送機(jī)，以利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。而采取地面輸送方式，可能需要增加地面輸送小車或重新設(shè)計(jì)滑撬裝置。
4.2車身鎖緊問(wèn)題
在目前的涂裝工藝中，車身的鎖緊主要有不完全鎖緊和完全鎖緊2種方式。不完全鎖緊主要是保證車身與吊具（或滑撬）在水平方向上不發(fā)生竄動(dòng)，但無(wú)法控制垂直方向上的竄動(dòng)。完全鎖緊方式是將車身與輸送設(shè)備完全固定在一起，避免車身在運(yùn)輸過(guò)程中與輸送設(shè)備脫開。后一種鎖緊方式主要是通過(guò)車身與滑撬之間的鎖緊和滑撬與輸送機(jī)構(gòu)之間的鎖緊來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。這也是杜爾公司的RoDip-3和艾森曼公司的多功能穿梭機(jī)所使用的方式，完全可以借鑒或效仿。
4.3豎直放置、水平放置的切換問(wèn)題
無(wú)論是在油漆車間的工序之間，還是從油漆車間轉(zhuǎn)入裝配車間，車身都可能需要恢復(fù)到水平狀態(tài)。現(xiàn)今國(guó)內(nèi)汽車廠大多使用手工噴涂車身內(nèi)表面與機(jī)器人靜電噴涂車身外表面相結(jié)合的作業(yè)方式。以表1年產(chǎn)15萬(wàn)臺(tái)轎車涂裝線為例，在油漆車間的電泳檢查、打磨，PVC涂膠遮蔽、保護(hù)工段，面漆修補(bǔ)工段等多達(dá)18道工序，這就需要在某個(gè)地方有一套機(jī)構(gòu)來(lái)完成這一切換工作。而在國(guó)外已有全部采用機(jī)器人靜電噴涂的無(wú)人化、全自動(dòng)噴涂作業(yè)方式的實(shí)例。
5結(jié)語(yǔ)
土地、資源、空間是有限的，但技術(shù)的發(fā)展是無(wú)限的。當(dāng)今汽車涂裝的核心課題是環(huán)境保護(hù)，節(jié)能、省資源和在高質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低涂裝成本。因此，應(yīng)依靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)降低能耗，提高涂裝設(shè)備的可動(dòng)率及有效利用率，并達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求。這是當(dāng)今“低碳經(jīng)濟(jì)”時(shí)代的要求，也是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的需要。
參考文獻(xiàn)：
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