汽車涂裝底涂輸送方式的應(yīng)用與分析

高春生 祁文昌 戈北京

中國汽車工業(yè)工程有限公司 天津市 300113

1 汽車底涂

隨著科學(xué)技術(shù)和汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對汽車的舒適性和可靠性提出了越來越高的要求，乘用車駕駛室的焊縫、車底防銹、密封質(zhì)量和性能的要求越來越高。

為使汽車車身具有很好的密封性、防銹性、耐久性和舒適性，構(gòu)成車身的壁板的接合面上都需涂密封材料，密封主要部位是汽車車身沖壓件的組合焊縫部位，如車頂滲水部、立柱部及其它漏水、漏氣部位，如發(fā)動機艙、行李架及行李箱蓋、座艙及整個底板焊縫部位、發(fā)動機罩、門板等部位密封。主要是為了提高車身焊縫及沖壓件切口的防腐蝕性能，最終提高汽車的舒適度和延長使用。同時，為防止汽車底部被飛石等擊傷涂膜，露出鋼板，避免生銹，汽車底部需涂布車底涂料。

底部噴涂的部位是車身底板、輪罩及裙圍部位，對車身底板下表面，尤其是輪罩內(nèi)表面、擋泥板表面噴涂一層保護(hù)性PVC抗擊石涂層涂料，以提高車身的耐蝕性和抗石擊性能，可以有效地解決車身防水、防漏、減振、降噪，降低路面沙石、泥塊等雜物對車底部分的沖擊和磨損，還能減輕發(fā)動機及行駛中的振動，對提高汽車的舒適性和可靠性起到了重要的作用，最終提高使用壽命。

涂密封膠、噴車底涂料是涂裝工藝中不可或缺的重要工序。密封及車底涂料涂裝線布置在電泳底漆烘干后，涂中涂之前，現(xiàn)今密封和車底涂料都采用PVC系列材料，故又簡稱PVC 涂裝線。

在PVC涂裝過程中，還要裝貼隔音減振材料來提升駕乘舒適性，減少由發(fā)動機、路面接觸和車身振動產(chǎn)生的噪音并且起到起絕熱作用。

由于吊掛輸送方式將車體吊起，在下面噴涂有利于工藝操作，因此底涂輸送設(shè)備一般需要將車懸吊起來（或底部挖坑）進(jìn)行噴涂。下面就常用的底涂輸送方式及其發(fā)展介紹如下。

2 底涂輸送方式

2.1 自行葫蘆

自行葫蘆由承載軌道、升降葫蘆和自行小車組合而成，能夠按工藝要求的程序自動運行，具有能積放、垂直升降、分線、合流等功能，生產(chǎn)節(jié)拍為3～5min，產(chǎn)量受限。

自行葫蘆輸送機主要由載物車、升降葫蘆、軌道、道岔、升降站、電氣控制系統(tǒng)所組成。具體結(jié)構(gòu)如圖1及圖2所示。

自行葫蘆由中間部分懸掛的吊具實現(xiàn)汽車的載運，因此運行不平穩(wěn)易晃動。

2.2 積放式懸掛輸送機

積放式懸掛輸送機由牽引軌道和承載軌道組合而成，能自由的進(jìn)行分線、合流、存儲、垂直升降等功能。載荷小車沿承載軌道通過牽引鏈條上的推鉤或推桿撥動而運行。

積放式懸掛輸送機具有雙層軌道，上層軌道為牽引軌道，下層軌道為載荷軌道，牽引鏈條沿牽引軌道運行，攜帶運輸物品的載荷小車沿承載軌道運行。牽引鏈條按照一定的間距布置一個推桿和掛鉤，載荷小車通過牽引鏈條上的推鉤或推桿撥動而運行。具體結(jié)構(gòu)如圖3及圖4所示。

圖1 自行葫蘆輸送機斷面

圖2 自行葫蘆輸送機

圖3 積放式懸掛輸送機斷面

圖4 積放式懸掛輸送機

圖5 空中反向滑橇輸送機斷面

圖6 空中反向滑橇輸送機

圖7 空中摩擦底涂輸送機斷面

圖8 空中摩擦底涂輸送機

積放鏈?zhǔn)綉覓燧斔蜋C由中間部分懸掛的吊具實現(xiàn)汽車的載運，因此運行不平穩(wěn)易晃動。積放鏈?zhǔn)綉覓燧斔蜋C的鏈條在運行中需要潤滑，油污會從空中滴落到下面的操作人員身上和污染操作環(huán)境，并且存在易爬行不適合機器人自動噴涂作業(yè)、運行有噪音、運行速度低的缺陷。

2.3 空中反向滑橇輸送機

顧名思義，空中反向滑橇輸送機就是架在空中的滑橇輸送機。該輸送機系統(tǒng)主要由空中滑橇電動滾床、移行機、升降機、積放皮帶輸送機、停止器等組成，也可以全部由滾床組成。

空中反向滑橇輸送機與普通地面滑橇輸送機結(jié)構(gòu)類似，不同點在于輸送機懸在空中，并且通過空中反向滑橇將工件吊在空中運行。具體結(jié)構(gòu)如圖5及圖6所示。除采用積放式懸掛輸送機的平面返回外，空中反向滑橇輸送機也可以在兩層之間垂直返回，同空中摩擦底涂輸送機的布置方式，只是占用的空間高度更大。

空中反向滑撬輸送機全部采用帶式傳動，運行速度變頻可調(diào)，適用現(xiàn)在汽車廠高節(jié)拍輸送的需要。同時解決了積放式懸掛輸送機的潤滑油和噪聲的污染問題。在生產(chǎn)維護(hù)及備件更換等方面與地面滑橇具有通用性。

2.4 空中摩擦底涂輸送機

空中摩擦底涂輸送機通過摩擦輪驅(qū)動吊具前進(jìn)，主要由軌道系統(tǒng)、摩擦驅(qū)動單元，吊具、吊具定位器，吊具支腿打開關(guān)閉裝置等組成。

空中摩擦底涂輸送機采用摩擦輪驅(qū)動噪音小，傳動平穩(wěn)，布置靈活；可旋轉(zhuǎn)支腿的吊具，極少占用高度方向空間，降低制造成本，改善工藝布局；支撐系統(tǒng)借用室體結(jié)構(gòu)，和室體連接在一起，節(jié)約成本，減少施工周期；自動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使吊具上件時，支腿處于接車位置，下件時，處于打開狀態(tài)，滿足工件的自動轉(zhuǎn)接；空吊具垂直返回，節(jié)約空間。具體結(jié)構(gòu)如圖7及圖8所示：

空中摩擦底涂輸送機采用摩擦輪驅(qū)動，運行平穩(wěn)，噪音小，故障率低。但需要在轉(zhuǎn)接工位增加吊具支腿的打開/閉合裝置。

2.5 分離式吊具底涂輸送機

該輸送機的吊具為左右分離式，吊具返回時，從底部的滾床兩側(cè)返回，與橇體和滾床公用返回空間。該系統(tǒng)主要由鋼結(jié)構(gòu)、分離式吊具、四柱升降機、摩擦驅(qū)動單元組成。

分離式吊具底涂輸送機相比于傳統(tǒng)的底涂輸送機，兩側(cè)分離式吊具，吊具自身高度縮短近一半，有效的降低底涂工位室體的高度，減少建設(shè)成本，節(jié)省空間。兩側(cè)分離式吊具從底涂室底部返回，吊具布置在橇體和滾床的兩側(cè)，與橇體和滾床公用返回空間，避免了整體吊具的側(cè)向返回或底涂頂部返回占用的大量空間，減少建設(shè)成本，空間利用率大大提高。具體結(jié)構(gòu)如圖9所示：

圖9 吊具分離式底涂輸送機斷面

分離式吊具底涂輸送機的升降機結(jié)構(gòu)相對簡單，空間占用有限，維修方便，工藝布局更加靈活。相較于其它底涂線升降機的三個位置，該升降機只有兩個位置，方便調(diào)試。

2.6 旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機

汽車車身底下表面涂布密封膠的操作環(huán)境條件很差，很難保證涂布質(zhì)量。車身密封工序和車底涂層涂裝工序原為勞動密集型工序，手工作業(yè)量很大，為確保涂布質(zhì)量，克服人的因素和降低勞動成本，努力實現(xiàn)涂密封膠和車底涂料工序的機械化和自動化。改變車身通過 PVC 線的輸送方式及狀態(tài)，采用機械手自動噴涂。有些轎車車身涂裝線將車身轉(zhuǎn)裝在帶旋轉(zhuǎn)架的滑橇上通過PVC 涂裝線，在操作時可將車身旋轉(zhuǎn) 90°或所需的角度便于人工操作。這就出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機。

旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機帶有小車組，每個小車組都帶有驅(qū)動裝置，可工位間行走及使吊具及工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作，可以使工件旋轉(zhuǎn)90°方便人工操作。

旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機，具有以下結(jié)構(gòu)特點：人工操作位處工件傾斜，方便人工操作并充分體現(xiàn)了人機工程；吊具自帶行走驅(qū)動及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，類似EMS小車方式；旋轉(zhuǎn)吊具占用的寬度、高度方向空間均較大；需要對工件在吊具上進(jìn)行鎖緊，因旋轉(zhuǎn)角度較大，只能采用銷孔鎖緊方式，對車身的設(shè)計有相應(yīng)的要求。具體結(jié)構(gòu)如圖10所示。

旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機因交接及鎖緊要求，旋轉(zhuǎn)吊架安裝精度要求較高，調(diào)試難度較大；需要單獨設(shè)置鎖緊及解鎖工位；小車組結(jié)構(gòu)及動作較為復(fù)雜，后期生產(chǎn)維護(hù)和控制難度較大。同時對車身的設(shè)計有相應(yīng)的要求。

3 應(yīng)用場合與比較分析

汽車車身底部防護(hù)需要將車身吊掛在空中噴涂，其機械化輸送設(shè)備采用何種輸送方式視生產(chǎn)批量而定。小批量生產(chǎn)可選用普通的電動葫蘆；中等批量生產(chǎn)則可選用自行葫蘆輸送機；對于大批量生產(chǎn)的車身，則選用積放式懸掛輸送機、反向滑橇輸送機系統(tǒng)、空中摩擦底涂輸送機和吊具分離式輸送機作為運輸工具，此時須輔以自動上、下件升降機及吊具自動閉合和打開裝置；旋轉(zhuǎn)吊具式可將車身旋轉(zhuǎn)便于人工操作，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修調(diào)試難度及成本高、對車身設(shè)計的特殊要求等因素目前應(yīng)用較少。

圖10 旋轉(zhuǎn)吊具式底涂輸送機斷面及旋轉(zhuǎn)90°狀態(tài)

目前SUV、轎車生產(chǎn)線普遍節(jié)拍比較高，故傳統(tǒng)的自行葫蘆及積放式懸掛輸送機應(yīng)用不多。當(dāng)前空中反向滑橇輸送系統(tǒng)，已經(jīng)在通用、大眾等多個項目得到了廣泛應(yīng)用?？罩心Σ恋淄枯斔蜋C由于其節(jié)省空間、運行平穩(wěn)等特點在五十鈴、北汽等多個項目已展開應(yīng)用，效果良好。此外中汽工程最新研發(fā)的吊具分離式輸送機由于其能夠進(jìn)一步的節(jié)省空間，以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，相信也將能夠有很好的應(yīng)用前景。