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1、电泳涂装线的悬挂式输送机第一汽车集团公司技术中心 吴 涛 李文刚 王路路 【摘 要】本文主要介绍了4种应用于电泳涂装线的悬挂式输送机。【关键词】普通悬链、推杆悬链、自行电葫芦、程控行车。在现代化的汽车涂装生产线中，机械化输送机是涂装生产的动脉，它能够输送工件实现涂装工艺的要求，其平稳、可靠运行对保证产量和涂层质量起着重大的作用。有很多种不同的输送机可以应用于涂装车间，特别在汽车产品的电泳涂装中，以悬挂方式输送工件的普通悬链、推杆悬链、自行电葫芦和程控行车被广泛地应用。1 普通悬链输送机普通悬链输送系统主要由驱动装置、张紧装置、回转装置、架空轨道、牵引链条、滑架、吊具及安全装置所组成，一般用于连
2、续式生产的涂装线。机械化设计师要依据链条的拉力计算、系统的长度、驱动力、工件重量和工件水平及垂直弯轨的通过性来确定链条的型号。大型的普通悬链一般可以承受每挂具550kg的重量。可以通过使用组合挂架来提高系统的装挂重量，这可以使装挂重量提高2倍甚至4倍。图1 普通悬链为了防止对前处理、电泳槽液的污染和防止污物滴落到工件上，可将“C”型钩应用于系统中，以便安装接油盘来收集从轨道或链条滴落的油污。普通悬链的控制系统包括与涂装设备的连锁、驱动站连锁、运行报警装置、急停按钮等设施。为了安全，在较长的弯段设置限制器以防输送链断裂。如果需要安装多个驱动装置，则必须有驱动力配平装置。由于采用普通悬链输送工件要
3、求环形链条要求有固定的运行轨迹，固定的吊具要求安装在中心线上，这就导致在连续式输送工件通过涂装线的各工序时不能拥有多种速度以适应不同的处理工艺要求；不能手动或自动的在两条输送链间实现工件的转挂；工件只能在全线停止运行的情况下停止运行；工件在处理槽的进出口必须有垂直弯段，占用很多场地面积。因此，虽然普通悬链是一种较为经济的输送结构，但目前已很少用于对汽车车身涂装的输送，多用于对汽车零部件的涂装生产线中。工字钢型普通悬链是锻造的，链条被设计成非铆接结构，在人工安装时不需要专用工具。链节的尺寸范围为3”、4”和6”。这种系统可以提供比轻型悬链更大的负载，但是要复杂一点。这种型式的悬链可以使用很多的附
4、件，拥有更良好的对各种吊具的适应性。工字钢型悬链的驱动和吊具的负载相比轻型悬链有更大范围，允许应用于中等程度的重载。它的单驱动长度比轻型悬链要大一些。作为标准，可以使用更大的回转半径。链条和吊具暴露在预处理环境中。可以使用链条和吊具的防护设施。“C”形吊具可以提供保护。由于额外的水平回转导辊、松弛链条和润滑，系统需要更细致的检查维护。另外，在输送重量较轻和长度较短的工件时，采用轻型悬链输送系统是比较经济的。图2 轻型悬链轻型悬链的轨道有很多种型式，从横截面看有圆管形、矩形的。系统被限制在每个驱动站负载最大550kg的条件下，负载的节距最小在（68）英寸。依据链条的情况，每个吊点的单个吊具的载荷
5、在（1580）kg之间。比较大的系统在安装有工程钢边板的情况下，单个吊点的载荷可以达到100kg，单驱动负载可以达到450kg。对于轻型悬链，由于链条和滚轮安装在轨道内部，它允许为操作者提供几个固定的保险装置；因其内部已经含有侧向导向轮，所以不需要在弯轨处设置额外的导向辊。轻型悬链不适用有很大的载荷：根据水平回转和垂直回转的数量，每个驱动最大的负载长度在（244300）m；依据链条制造的情况，最大可装挂（270360）kg的载荷，因此可能需要多个驱动装置。2 推杆悬链为满足连续式涂装生产现代化的需求，克服普通悬链的局限性，推杆悬链输送机已被大量地应用于汽车车身的前处理电泳涂装中。与普通悬链相比
6、，推杆悬链具有更多的功能，例如可实现自动转载、变节距运输、快速行走、积放储存等，减少涂装线的占地面积，使生产运输更为灵活。推杆悬链输送机具有双层轨道，上层为装有牵引链条的牵引轨道，下层为载荷小车行走的载荷轨道。载荷小车通过牵引链条上的推钩或推杆拨动而运行，可以从快速链转运至慢速工艺链上；将工件切换至不同的线路（如多色操作的分组、安排比较大的工件转至辅线以获得更多的处理时间或进入缓冲储存区）；进行上下件的转换或释放吊具；停止某些工件的运行而不影响其它工件的运行；实现在涂装车间内不同的运行速度来满足工艺要求时间和设备长度方面的变化。推杆悬链还可以通过坡段实现运行高度的变化和通过升降段来实现垂直高度
7、的变化（例如实现在电泳槽中工件的提升、用于其它工艺槽的浸渍处理、转移工件到其它高度的工件储存线或其它工作场地等）。推杆悬链滑架的尺寸视被采用的系统而定。对于一个4”的系统，单个滑架可以承载567kg的负载，两个滑架可以承受1134kg的负载。如果使用4个滑架可以达到2268kg的负载。滑架的数量取决于工件的外形尺寸、重量、吊具的结构和间距等方面的因素。我们的目标是使用较小的吊具间距和尽可能低的链速来完成输送工件的任务，从而使涂装设备的长度尽可能低。图3 推杆悬链C型钩吊具根据电泳涂装生产的特点，不允许工件停留在设备之中，以防止生锈或过烘烤。推杆悬链可以自动完成对工件的缓冲储备。对于下班后的工件
8、储存有二种办法：一种办法是建立缓冲区，如果受面积所限或节省储备链投资，也可按使工件的缓冲量满足涂装车间在晚上下班时延长半小时的工作时间，第二天上班迟后半小时的储存量进行设计；另一种办法是提供储存库，它能提供和缓冲区相同的功能。建立缓冲区还可以避免两个相邻工序间的冲突：如果必须停止运行进行自动或人工装卸工件或者是进行遮蔽，推杆悬链可以对工件进行积放，同时不影响生产线继续运行，消除时间上的浪费。这是很重要的，因为每个系统都存在需要延长工作时间、出现输送瓶颈的可能性，所以必须有对冲突的缓冲能力。当某个工序或设备出现问题不能工作时，缓冲区可以保证全线按既定的节拍运行，这会降低产量的损失。推杆悬链还可以
9、根据按颜色或产品种类等编组站的要求自动选择需要输送的工件。推杆悬链储存工件有两种方式。长且窄的工件可以用斜置积放的方式进行储存。比较宽的工件不适宜使用斜置积放，利用直线积放的型式就可以了。对于工件转载，如果在上下件区考虑使用机器人，必须要将所有零件的参数提供给机器人的控制操作系统。例如：每种零件的年总重量，工件的尺寸，每挂的零件数量，上件点工件的供应型式，下件后工件的输送型式等，以便决定机器人的配置和数量。根据推杆悬链链速，在上下件的区域安装停止器。如果在转挂区考虑使用机器人，若把工件和吊具转挂至其它输送链上，在设计转挂机构时要避免在线间进行转挂可能会导致工件的损坏。另外也可以考虑通过吊具或吊
10、具上的活动部件，通过链条或辊道将工件从空中悬链转移到地面输送链，然后活动部件在回到推杆悬链。虽然推杆悬链具有多项功能，但由于需要较多的驱动和拉紧、停止器、开关和双倍的链条等缺点和需要额外的轨道来存储工件，因此导致推杆悬梁的造价要比普通悬链输送系统高得多。另外因为有较多的运动部件，要求更高层次的维护保养。启动时间较长是由程序引起的；每个系统的设计都针对特定的产品和应用。工程系统的复杂是由于多角度的全盘考虑和控制的复杂性；有的场合需要对系统进行模拟。与普通悬链不同，组件是不能互换的。然而对于这样一个功能全面的系统，具有高度的柔性，如果保养恰当，它能提供高达98的利用率。3自行电葫芦和程控行车对于间
11、歇式生产我们可以选择自行电葫芦和程控行车输送系统。自行电葫芦车组通过安装在轨道上的滑触线提供行走电机和升降电机的动力；实现在工序间的移动以及吊具的升降。吊具可实现在摆动及垂直出入槽的动作。如有需要，为了更好的排水，吊具可在进入处理槽后进行摆动。轨道依然是平直的，但是吊具可以进行升降运动。如果一个自行电葫芦车组出现故障，可用另一个自行电葫芦车组将其带出至离线维修段处维修。自行电葫芦车组可以通过一个小的空中弯轨来改变方向，其占用空间比推杆悬链要小。自行电葫芦车组的行走速度可以达到36m/min，可以实现快速前进并在停止前减速以减少串动。图4 自行葫芦系统由于前处理、电泳涂装工艺中有一个或多个浸渍过
12、程，自行电葫芦和程控行车输送系统可使工件垂直的进出处理槽，此时的槽子尺寸仅比工件的在槽内的运动空间稍大即可，这样就可降低设备投资和运行成本，较少占地面积。减少处理槽体积的另一个优势是降低涂料和化学药品的首次投槽使用量，以及如果发现处理槽受到灾难性的污染时，较小的槽子会降低更新成本及浪费。虽然在使用过程中涂料及化学药品的消耗量是相同的，但是在一开始就有可观的节省已经被人们所认识并被要求。我们可以在准时化生产方式中作一下对比，准时化生产要求原材料的供应量最小化以降低资金的占用量。自行电葫芦和程控行车输送系统可以采用挂具组合的方式实现大、小件混流生产，提高生产线的利用率。例如车架总成与底盘小零件混流
13、进行电泳涂装就是一个很好的例子。槽体按照最大通过工件尺寸（车架）进行设计，而对小件的挂具按车架挂具的通过尺寸以两个或多个为一组组合式进行装挂，同时可以对一些影响装挂节拍的小零件在辅助区事先组合装挂到专用挂架上再送往涂装线进行组合装挂，以满足涂装线生产节拍的要求。自行电葫芦和程控行车输送系统可以在涂装线上实现多颜色电泳。第一种方法是按顺序将两种颜色的电泳及其后冲洗进行排列（颜色1、清洗，清洗，清洗；颜色2，清洗，清洗，清洗）。颜色较浅的安排在前面，颜色较深的排在后面。这样可以将由工件带液对后续颜色的污染降至最小。如果某种颜色对其他颜色的污染比较敏感，可以安装防护盖，在不工作时将其盖上。这样设计的
14、系统可以在不影响产量的情况下，进行任意颜色的排产。第二种方法是将两种颜色的电泳槽并行放置。两种颜色的电泳槽体。包括相关的辅助设备都安装在可移动的平台上如；袋式过滤器、超滤设备、换热器、阳极系统等。当需要换色时，通过平台的移动将现有颜色的电泳系统转移到等待位置，同时将需要的颜色转移到工作位置。由于工件电泳采用垂直升降的模式，因此可设计成工件入槽后软启动的通电的模式，即工件完全浸入电泳槽后通电并逐渐升至工作电压，有效地避免阶梯痕迹，同时控制系统可以自动的调整电压以便更好的满足工艺要求。通过电压自动控制系统可以防止涂装不足或涂装过度，根据资料介绍，在每年涂装面积大体固定的情况下可以节省20的涂料。为
15、了满足特有的涂层要求，有些系统可以延长节拍，以便提供更多的浸渍时间来获得更厚的涂膜。图5 程控行车系统程控行车采用了可编程提升系统，依靠独立的提升机构按照事先编排好的程序完成各种动作，对于喷淋和浸渍处理程序是通用的，可以对工艺时间、进出口速度、沥水时间作全方面的优化。系统可以通过编程来满足化学品及涂料供应商对工艺时间和处理温度的要求，例如设置一个或两个方向的倾斜来保证沥水效果以及在浸渍过程中消除气室；在槽子上方进行沥液，减少工序间的输送距离；在同一条生产线实现多种工艺的生产；通过速度的控制和各种动作的优化，对提供垂直及水平方向上的精确输送。这种系统对于多道浸渍处理是很理想的，能够满足它们多重任
16、务的高柔性化需求。提升系统可以为多工艺流程进行编程，也可与其它型式的输送系统结合起来满足平面规划的要求。自行电葫芦系统由于对烘干室的适应能力差，当烘干温度高于120时，需要将工件从电动单轨小车上卸下转载到其它的输送机上进行烘干。 程控行车系统在工件进行电泳烘干前一般也需要进行转载。另外在一般情况下，工件通过前处理电泳过程需要三台行车以上进行工作，因此对各工序之间的转接一定要保证准时、准确及安全可靠。4电气控制对于推杆悬链、自行电葫芦系统和程控行车系统一般都由可编程序逻辑控制器（PLC）进行控制，还会使用肯多的控制界面。输送链上的读码器会发出指令使其按照事先安排好的顺序运行。操作者在读写站通过键盘、触摸屏，计算机鼠标等将信息输入系统。代码的型式可以是简单的标记、射频标识或光学扫描装置等；目前，应用比较广泛的是扫描不同截面的金属条形板。每块
