淺談前處理電泳自行葫蘆式節(jié)拍提升

孔繁龍 汪金東 許能才 王兵

摘 要：文章主要講解汽車生產(chǎn)過程中，涂裝前處理電泳工序采用的自動(dòng)葫蘆式輸送方式節(jié)拍的提升，從工位設(shè)置、輸送控制方式、吊具出入槽等方面去進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：前處理;電泳;自行葫蘆;節(jié)拍提升

中圖分類號(hào)：U445 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）14-181-03

Abstract： In this paper， the author mainly explains how to improve the rhythm of auto-calabash conveying mode used in the process of electrophoresis before painting in automobile production.

Keywords： Pre-treatment; Electrophoresis; Bicycle Gourd; Up The tempo

CLC NO.： U445 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）14-181-03

引言

隨著汽車市場(chǎng)的發(fā)展，新能源汽車制造廠不斷增加，而大部分新能源制造廠的設(shè)計(jì)產(chǎn)能無法得到滿負(fù)荷生產(chǎn)，造成各大新能源汽車制造廠在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就考慮小產(chǎn)能輸送設(shè)計(jì)。涂裝車間前處理電泳工藝現(xiàn)已全部采用硅烷+高泳透電泳漆的新型工藝，對(duì)于輸送方式和節(jié)拍的平衡要求非常高，其中自行葫蘆式輸送方式為前處理電泳工序較為常見的，具有自動(dòng)化程度高，噪音小，維修方便，成本低等特點(diǎn)。

前處理電泳生產(chǎn)過程中，采用地面輸送+自行葫蘆輸送系統(tǒng)，通過自動(dòng)轉(zhuǎn)掛的方式實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。而整個(gè)前處理電泳工序中，脫脂、硅烷和電泳工位考慮成本問題，設(shè)立單個(gè)矩形槽的方式，電泳工位受泳透時(shí)間的影響，工位節(jié)拍成為影響整體前處理和電泳工序的“瓶頸”工位。

為解決電泳工位節(jié)拍的問題，滿足整體前處理電泳工序13JPH的設(shè)計(jì)節(jié)拍，我們從工位布局、自行小車和葫蘆運(yùn)行方式方面來進(jìn)行調(diào)整，本文就此方面的設(shè)計(jì)和調(diào)整進(jìn)行探討。

1 自行葫蘆式輸送

1.1 自行葫蘆式輸送的定義

在涂裝車間前處理電泳輸送線上，利用環(huán)鏈葫蘆式升降的特點(diǎn)，將白車身直接固定于吊具上，放入各溶液槽中進(jìn)行清洗處理、硅烷反應(yīng)和泳透作用，同時(shí)為了保證白車身的清洗質(zhì)量，可將白車身在溶液槽中進(jìn)行搖擺，方便內(nèi)腔的排氣和進(jìn)液。

1.2 自行葫蘆式輸送的結(jié)構(gòu)

自行葫蘆式輸送基本結(jié)構(gòu)分為：行走軌道、電泳吊具、檢修道岔/走道、小車組、升降葫蘆、轉(zhuǎn)掛裝置、滑觸線、電泳取電裝置、工位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等設(shè)備組成。

（1）行走軌道：前處理電泳線的自行小車輸送系統(tǒng)的軌道采用國產(chǎn)鋁合金。

（2）吊具：采用門式結(jié)構(gòu)，鎖緊車身底板4個(gè)支點(diǎn)孔，支點(diǎn)采用偏心鎖緊銷的結(jié)構(gòu)形式，可自動(dòng)及手動(dòng)鎖緊、解鎖。

（3）檢修道岔/走道：裝置與維修支線相連接，檢修道岔選用電動(dòng)方式，并有直通、彎通到位機(jī)械、電氣保護(hù)裝置。

（4）小車組：采用加均衡梁的結(jié)構(gòu)形式，均衡梁上吊掛升降葫蘆及吊具，保證強(qiáng)度和剛性，均衡梁與車組之間螺栓連接，分體式設(shè)計(jì)，配防撞裝置、導(dǎo)向輪，需防水。

（5）升降葫蘆：選用單鏈環(huán)式電動(dòng)葫蘆，升降動(dòng)作可靠，防水、防腐，防護(hù)等級(jí)滿足要求。

（6）轉(zhuǎn)掛：上、下件轉(zhuǎn)掛采用自動(dòng)轉(zhuǎn)掛，葫蘆自動(dòng)上升下降，轉(zhuǎn)掛工位要求車組停止準(zhǔn)確，吊掛結(jié)構(gòu)牢固。

（7）滑觸線：滑觸線和集電器全套選用進(jìn)口產(chǎn)品，采用雙頭集電器。

（8）電泳取電裝置：自行小車自帶陰極取電裝置，采用軟芯電纜，電泳取電時(shí)要求可靠、安全，不允許產(chǎn)生“電弧”。

（9）工位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：每個(gè)工位需要設(shè)置垂直導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，工件及吊具在垂直升降時(shí)不允許產(chǎn)生較大的漂動(dòng)和不平穩(wěn)。

2 前處理電泳工藝流程

某新能源汽車公司涂裝車間前處理電泳采用硅烷無磷系+高泳透力電泳工藝，整體工藝設(shè)計(jì)簡單、實(shí)用，所有浸洗槽均為單個(gè)矩形槽設(shè)計(jì)，節(jié)約空間、降低在線槽液量，具體工藝流程如下：

上件自動(dòng)轉(zhuǎn)掛→洪流沖洗（半槽噴洗）→預(yù)脫脂（半槽噴洗）→主脫脂（浸洗）→小槽噴淋→水洗1（浸洗）→純水1（浸洗）→小槽噴淋→硅烷→小槽噴淋→純水2（浸洗）→純水3（浸洗）→新鮮水噴淋→加濕→電泳→超濾液噴淋→UF1液（浸洗）→UF2液（浸洗）→純水3（浸洗）→新鮮水噴淋→瀝液→下件自動(dòng)轉(zhuǎn)掛→烘干

2.1 脫脂工序設(shè)備配置

脫脂主要清理白車身內(nèi)外表及內(nèi)腔油污，沖洗白車身所帶的鐵屑和焊渣，所選的藥劑材料廠家需專業(yè)，藥劑的脫脂、除油能力穩(wěn)定性要好，否則硅烷車身無法遮蓋，嚴(yán)重影響電泳車身質(zhì)量;

脫脂工位設(shè)備配置主要由：循環(huán)水泵、懸液分離器、紙袋式除渣機(jī)、袋式過濾器、油水分離裝置和加料裝置。

（1）循環(huán)水泵主要作用為槽液的循環(huán)，保證對(duì)工件的清洗能力，槽液中的藥劑均勻、不沉淀;

（2）懸液分離器、紙袋式除渣機(jī)、袋式過濾器主要作用為分離槽液中的焊渣、鐵屑和殘?jiān)悦鈿堅(jiān)皆诠ぜ蠠o法清洗，保障槽液的潔凈度，提升對(duì)工件的清洗能力;

（3）油水分離裝置主要作用為分離槽液中的油水，控制槽液的含油量，保證對(duì)白車身脫脂除油能力;

（4）加料裝置主要作用為槽液補(bǔ)加藥劑，保證槽液藥劑的含量，控制各槽液工藝參數(shù)，保障工件脫脂除油能力。

2.2 硅烷工序設(shè)備配置

硅烷表面處理劑是一種基于復(fù)合硅烷聚合物的納米級(jí)金屬涂裝前處理化學(xué)品，能在室溫下與鋼鐵、鋅、鋁等多種金屬基材表面發(fā)生反應(yīng)，通過牢固的共價(jià)鍵形成一層具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米級(jí)功能性有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜，為金屬基材提供良好的防腐蝕性能并增強(qiáng)與涂料的結(jié)合力。

硅烷工位設(shè)備配置主要由：循環(huán)水泵、層流泵、袋式過濾器、處渣裝置和加料裝置。

（1）循環(huán)水泵主要作用為槽液的循環(huán)，保證工件在槽液內(nèi)均勻上膜、更好的進(jìn)行反應(yīng)，槽液中的藥劑均勻、不沉淀;

（2）層流泵主要作用為增加上部槽液的流動(dòng)、循環(huán)，使工件更好的進(jìn)行反應(yīng);

（3）袋式過濾器、處渣裝置主要作用為過濾槽液的殘?jiān)?，保障槽液的潔凈?

（4）加料裝置主要作用為槽液補(bǔ)加藥劑，保證槽液藥劑的含量，控制槽液各藥劑參數(shù)，保障工件的表面發(fā)生反應(yīng)成膜。

2.3 電泳工序設(shè)備配置

電泳工位設(shè)備配置主要由：循環(huán)泵、袋式過濾器、換熱泵、板式換熱器、超濾泵、超濾裝置、陽極系統(tǒng)和加料裝置。

（1）循環(huán)泵主要作用為槽液的循環(huán)，袋式過濾器過濾槽液的殘?jiān)?，槽液中的樹脂和色漿均勻、不沉淀;

（2）換熱泵、板式換熱器主要作用是給槽液降溫，電泳系統(tǒng)24小時(shí)不停機(jī)，槽液溫度會(huì)受循環(huán)和外界溫度影響不斷上升，保證槽液溫度在工藝范圍內(nèi);

（3）超濾泵、超濾裝置主要作用為過濾、分解主槽液，提升主槽固體份，制造超濾液，用于UF槽液和清洗工件;

（4）陽極系統(tǒng)主要作用是使槽液形成電場(chǎng)，工件和槽液發(fā)生反應(yīng)成膜;

（5）加料裝置主要作用是補(bǔ)加樹脂和色漿，保證槽液內(nèi)的固體份含量。

3 電泳工位時(shí)間分布

電泳工位從整體生產(chǎn)過程將工位時(shí)間分布為：行走時(shí)間、入槽時(shí)間、泳透時(shí)間、出槽時(shí)間、瀝液時(shí)間和行走時(shí)間;具體的主要時(shí)間分布如下：

（1）自行小車從電泳前等待工位進(jìn)入電泳工位的行走時(shí)間;

（2）自行小車到位后，升降葫蘆將工件放入電泳槽液的入槽時(shí)間;

（3）工件在電泳槽內(nèi)進(jìn)行車身泳透的時(shí)間;

（4）工件電泳結(jié)束后，升降葫蘆將工件升出電泳槽液的出槽時(shí)間;

（5）工件升降到位后，內(nèi)腔電泳漆需進(jìn)行瀝液，減少槽液流失和后道工序槽液污染;

（6）工件瀝液后，自行小車從電泳工位行走到UF1工位的行走時(shí)間。

4 電泳工位節(jié)拍提升

4.1 等待工位

從空間節(jié)約中考慮，設(shè)計(jì)的前處理電泳之間轉(zhuǎn)換為“U”型轉(zhuǎn)彎段，電泳前需有等待工位，方便前處理車身隨時(shí)可以進(jìn)入電泳工位，減少時(shí)間的浪費(fèi)。

（1）硅烷車身長期暴露在空氣中會(huì)生銹，造成電泳車身印痕，需在等待工位兩側(cè)設(shè)置霧狀噴淋，為等待工位車身進(jìn)行加濕。（2）等待工位應(yīng)盡可能靠近電泳工位設(shè)置，減少自行小車進(jìn)入電泳工位行走的距離，節(jié)約行走時(shí)間，保證節(jié)拍（見圖1）。

4.2 電泳工位

電泳工位節(jié)拍時(shí)間分為出入槽時(shí)間和工藝時(shí)間，工藝時(shí)間包括泳透時(shí)間和瀝液時(shí)間;在保證電泳車身膜厚和內(nèi)腔泳透力達(dá)到產(chǎn)品需求的情況下，盡可能的減少各時(shí)間節(jié)拍，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。

4.2.1 出入槽時(shí)間

工件通過自行葫蘆在電泳工位做出入槽的升降，自行葫蘆通常設(shè)定快、慢速，快速12m/min，慢速2m/min，實(shí)際運(yùn)行中通過快慢速的配合，使工件在工位內(nèi)出入槽的時(shí)間最少，從而保證節(jié)拍的滿足。過程中需考慮工件內(nèi)腔的排氣、工裝受壓力影響變形、工件入槽受浮力影響而產(chǎn)生漂浮等因素，保證工件質(zhì)量的情況下，實(shí)現(xiàn)快慢速的配合。

4.2.2 泳透時(shí)間

通常工件泳透時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品需求為180S，現(xiàn)大部分主機(jī)廠都采用高泳透力電泳漆，工件內(nèi)腔和外表膜厚的差異性較

小，內(nèi)腔膜厚可以做到14-16um，外表膜厚在20-22um，相匹配的工件泳透時(shí)間可以降低10-15S，節(jié)約一定的電泳工位時(shí)間。

4.2.3 瀝液時(shí)間

分為傾斜瀝液和到位瀝液，主要為瀝凈工件內(nèi)腔的電泳漆;根據(jù)工件內(nèi)腔面積、車門開啟角度以及工件底板瀝液孔數(shù)量，結(jié)合工件傾斜角度、傾斜瀝液時(shí)間和到位瀝液時(shí)間來現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)工件內(nèi)腔瀝液效果，達(dá)到工件內(nèi)腔電泳漆無連續(xù)流出狀態(tài)為最佳。

4.3 程序控制

電泳工位工件瀝液完成后，自行小車行走進(jìn)入U(xiǎn)F1工位，等待工位的工件才能行走進(jìn)入電泳工位;實(shí)際過程中可以通過增加信號(hào)開關(guān)的方式，利用控制程序?qū)㈦娪竟の缓偷却の坏淖孕行≤囎龅酵叫凶?，從而?jié)約一個(gè)行走小車的行走時(shí)間。行走過程中需利用信號(hào)開關(guān)的傳輸，避免兩個(gè)行走小車發(fā)生碰撞，最終實(shí)現(xiàn)降低時(shí)間提升節(jié)拍。

5 總結(jié)

電泳工位節(jié)拍的提升，關(guān)系到整個(gè)前處理電泳節(jié)拍的平衡，脫脂和硅烷工藝時(shí)間可以根據(jù)電泳節(jié)拍時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而保證整體節(jié)拍的平衡，做到生產(chǎn)不停線?，F(xiàn)在大部分汽車涂裝均采用無磷系硅烷+高泳透力電泳漆配套，硅烷工藝對(duì)前處理電泳各工位車身通過時(shí)間和停留時(shí)間要求較高，所以提升前處理電泳各工位節(jié)拍平衡是工件質(zhì)量的基本保障，最終實(shí)現(xiàn)提升節(jié)拍、提高效率、降低成本、減少能耗的目標(biāo)。