涂裝白車身定位改造

陳小平

（浙江金剛汽車有限公司，浙江臺(tái)州 318053）

0 引言

筆者公司涂裝廠在建線時(shí)，由于資金問(wèn)題，自動(dòng)噴涂系統(tǒng)、集中供漆系統(tǒng)的建設(shè)未能一次投入，噴涂作業(yè)為手工噴涂。隨著產(chǎn)量增加、新品的生產(chǎn)投入及顧客對(duì)汽車外觀質(zhì)量要求的提高，涂裝的品質(zhì)尤顯重要。手工噴涂時(shí)容易造成漆膜厚度不均、流掛、桔皮、局部漏噴等問(wèn)題，增加中涂打磨工作量，打磨余灰影響面漆車身的潔凈度，出現(xiàn)面漆漆膜厚度不均、色差、發(fā)花、桔皮、流掛、漏噴、雜絲、顆粒等質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)因工人在噴房中出入帶來(lái)涂裝環(huán)境的污染，雜絲、顆粒問(wèn)題致使拋光工作量的增加，面漆返修率無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，精飾過(guò)程只能依靠延長(zhǎng)工作時(shí)間來(lái)完成生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)增加返修成本。自動(dòng)化噴涂機(jī)器人及配套設(shè)施（自動(dòng)擦凈機(jī)）在噴涂線的投入使用，不僅可實(shí)現(xiàn)噴涂作業(yè)的自動(dòng)化水平，同時(shí)可大大提高涂裝產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

1 白車身定位改造

機(jī)器人噴涂項(xiàng)目實(shí)施所需的非標(biāo)改造重點(diǎn)之一就是車身與滑撬精確定位的改造，使其定位精度滿足機(jī)器人對(duì)車身定位精度的要求。改造前，涂裝車間都為人工噴涂，車身相對(duì)滑撬沒(méi)有定位精度的要求，車身在吊具上以及車身在滑撬上都未使用銷定位。針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備實(shí)際狀況，技術(shù)人員對(duì)白車身的定位改造提出了三種改造方案。三種改造方案的共同點(diǎn)是，為保證白車身的定位精度，現(xiàn)有滑撬必須增加定位銷，從而實(shí)現(xiàn)白車身與滑撬的銷孔定位，滿足機(jī)器人自動(dòng)噴涂對(duì)白車身定位精度的要求。

1）改造方案一。全線精確定位改造，從焊裝白車身存儲(chǔ)線吊具開(kāi)始對(duì)白車身進(jìn)行銷定位，接著轉(zhuǎn)至涂裝前處理吊具也是進(jìn)行銷定位，最后轉(zhuǎn)至涂裝滑撬進(jìn)行銷定位。此種改造方案是比較常規(guī)的方案，在建設(shè)新廠時(shí)基本都是這種模式。但是這種改造方案投資高，改造及調(diào)試周期長(zhǎng)，必然會(huì)影響正常生產(chǎn)。投資估算：100套焊裝白車身存儲(chǔ)線吊具改造費(fèi)用約20萬(wàn)元，70套涂裝前處理吊具改造費(fèi)用約21萬(wàn)元，焊裝升降機(jī)、焊裝轉(zhuǎn)涂裝升降機(jī)、前處理升降機(jī)及PVC打膠升降機(jī)改造費(fèi)用約40萬(wàn)元，300臺(tái)涂裝滑撬改造費(fèi)用約60萬(wàn)元，總需改造費(fèi)用約141萬(wàn)元，改造及調(diào)試周期預(yù)計(jì)1個(gè)月。

圖1 輔助定位裝置1設(shè)計(jì)方案

圖2 輔助定位裝置1工作模擬

2）改造方案二。在前處理升降機(jī)之前工位不對(duì)車身進(jìn)行精確定位，在前處理升降機(jī)處及PVC打膠升降機(jī)處增加車身輔助定位裝置1（設(shè)計(jì)方案如圖1所示，工作模擬如圖2所示），由人工進(jìn)行車身與滑撬的精確定位。改造前，每次白車身從前處理吊具至滑撬或從PVC吊具至滑撬的轉(zhuǎn)接過(guò)程中，吊具前后、左右是固定的（白車身在前處理吊具及PVC吊具上因?yàn)椴皇卿N定位，所以相對(duì)位置也不確定），無(wú)法人工調(diào)整位置，滑撬在滾床上也只能在前后方向人工調(diào)節(jié)，所以沒(méi)有輔助定位裝置的情況下，在轉(zhuǎn)接過(guò)程中也很難做到銷孔定位。針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種輔助定位裝置，增加滑撬的自由度，使滑撬不僅能夠前后運(yùn)行，也能夠左右運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)接過(guò)程由人工調(diào)節(jié)滑撬位置，保證滑撬上的定位銷能與白車身定位工藝孔對(duì)接，從而達(dá)到白車身精確定位。當(dāng)?shù)蹙咻d著白車身通過(guò)升降機(jī)往下降，同時(shí)輔助定位裝置1依靠油缸將滑撬往上舉升（設(shè)置限位塊防止滑撬在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中從支撐架上滑落），在車身與滑撬接近時(shí)，吊具與滑撬停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)通過(guò)人工調(diào)整滑撬位置（由于滑撬落在支撐架的萬(wàn)向滾珠臺(tái)，調(diào)整滑撬位置非常省力），保證白車身定位工藝孔與滑撬定位銷對(duì)準(zhǔn)，再由人工操作，將吊具往下降，使白車身轉(zhuǎn)落至滑撬，實(shí)現(xiàn)精確定位，隨后吊具吊臂張開(kāi)往上升，輔助定位裝置1通過(guò)油缸載著滑撬往下落，當(dāng)接近滾床時(shí)，滑撬通過(guò)導(dǎo)向塊導(dǎo)向精確落在滾床上。此改造方案的核心是前處理升降機(jī)及PVC打膠升降機(jī)處的輔助定位裝置1，其作用為增加滑撬位置的調(diào)整范圍，選擇調(diào)整滑撬而非載著白車身的吊具是因?yàn)榛酥亓枯p，操作起來(lái)比較省力，并且將滑撬舉升過(guò)后再進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作人員無(wú)需彎腰操作，減輕其勞動(dòng)強(qiáng)度。此種方案能減少非標(biāo)改造量，前處理吊具及焊裝白車身存儲(chǔ)線吊具和過(guò)程中的4個(gè)升降機(jī)都無(wú)需改造，2套車身輔助定位裝置費(fèi)用約2萬(wàn)元，總需改造費(fèi)用約62萬(wàn)元，改造及調(diào)試周期預(yù)計(jì)10 d。

3）改造方案三。機(jī)器人噴涂時(shí)只要求噴涂工位白車身與滑撬精確定位，而其余工位并無(wú)精確定位要求，所以為進(jìn)一步減少設(shè)備改造量以及工人工作量，僅僅在機(jī)器人噴涂工位前通過(guò)人工完成白車身與滑撬的精確定位。為完成上述設(shè)計(jì)方案，對(duì)滑撬改造方案稍做修改，使其定位銷能夠人工操作進(jìn)行伸縮，在需要進(jìn)行精確定位時(shí)，使定位銷處于伸出狀態(tài)，與車身定位工藝孔進(jìn)行配合實(shí)現(xiàn)精確定位。在無(wú)需進(jìn)行精確定位時(shí)，使定位銷處于縮入狀態(tài)，無(wú)需與車身定位工藝孔配合。要實(shí)現(xiàn)在機(jī)器人噴涂工位前使白車身與滑撬的精確定位，必須在噴涂工位前設(shè)計(jì)一種車身輔助定位裝置，使車身與滑撬脫離，手工操作滑撬定位銷使其處于伸出狀態(tài)，再調(diào)整白車身位置（使滑撬定位銷與白車身定位工藝孔對(duì)準(zhǔn)），最后白車身落至滑撬，實(shí)現(xiàn)銷孔定位。輔助定位裝置2如圖3所示，工作模擬如圖4所示，舉升架上的橡膠塊能在一定范圍內(nèi)自由活動(dòng)，當(dāng)不受外力作用時(shí)，由于彈簧的作用又使其位于初始位置。整個(gè)舉升過(guò)程通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪完成，前后設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)向裝置保證其垂直上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程：滑撬載著白車身進(jìn)入本裝置前，白車身與滑撬并不處于精確定位狀態(tài)（定位銷處于縮入狀態(tài)）。當(dāng)滑撬進(jìn)入本裝置，電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪所在軸，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將底座向上舉升，從而將車身托起脫離滑撬，人工將滑撬定位銷伸出，前后左右調(diào)整白車身位置（因?yàn)檐嚿碓诨松锨昂笃钶^大，而左右偏差相對(duì)較小，所以前后位置主要通過(guò)滑軌來(lái)調(diào)整，左右位置通過(guò)可動(dòng)橡膠塊調(diào)節(jié)），使白車身底部的定位工藝孔與滑撬定位銷對(duì)準(zhǔn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心輪從而使白車身往下降落至滑撬，實(shí)現(xiàn)白車身與滑撬銷孔精確定位，最后裝置進(jìn)一步下降，使其與車身脫離，滑撬載著車身進(jìn)入機(jī)器人噴涂工位。

方案三的創(chuàng)新點(diǎn)為僅在需要時(shí)使其精確定位，而在無(wú)需精確定位時(shí)可使其處于原有狀態(tài)。方案二需要在前處理下線工位及PVC下線工位進(jìn)行兩次銷孔定位操作，而方案三僅需在機(jī)器人自動(dòng)噴涂工位前進(jìn)行一次操作。其次，方案二只能將輔助定位裝置安裝于轉(zhuǎn)接升降機(jī)處，工人工作環(huán)境差，操作不方便，并且存在安全隱患，而本方案可以將車身定位裝置設(shè)置在空曠地帶，工人工作環(huán)境好，操作方便，并且不存在安全隱患。在改造投資方面，方案三與方案二基本相同。

2 結(jié)論

白車身定位改造是機(jī)器人自動(dòng)噴涂改造項(xiàng)目的重點(diǎn)之一，這將直接影響到自動(dòng)噴涂的實(shí)施效果。當(dāng)車身定位精度不能滿足機(jī)器人自動(dòng)噴涂的技術(shù)要求時(shí)，將造成車身的漆膜厚度不均，影響產(chǎn)品質(zhì)量。方案一為常規(guī)的改造方式，新建生產(chǎn)線時(shí)都是選擇這種方式，但是并不完全適合改造類項(xiàng)目，一是改造量非常大；二是往往需要停產(chǎn)改造，影響正常生產(chǎn)。方案二與方案三基本思路是類似的，并且改造過(guò)程中不會(huì)影響生產(chǎn)線正常進(jìn)行，一個(gè)為移動(dòng)滑撬使其與車身配合，另一個(gè)為移動(dòng)車身使其與滑撬配合。相比較而言，方案三實(shí)施工位更適合工人操作，而且只需一次操作；方案二實(shí)施工位工人操作存在一定的安全隱患，而且需要在兩個(gè)工位安排兩組工人進(jìn)行操作。綜合比較，方案三是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的最佳選擇，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況如圖5所示。

圖3 輔助定位裝置2設(shè)計(jì)方案

圖4 輔助定位裝置2工作模擬

圖5 方案三白車身定位裝置實(shí)施情況

本文所討論的白車身定位改造希望能夠?qū)ζ囍圃鞆S的類似定位改造有參考、借鑒作用。

［1］胡宗武.非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［2］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［3］趙光麟.涂裝設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.