基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結(jié)構(gòu)設(shè)計

李志杰 焦建武 高海軍 王愛軍 張金妹 趙 磊

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結(jié)構(gòu)設(shè)計

李志杰 焦建武 高海軍 王愛軍 張金妹 趙 磊

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

主要分析了導(dǎo)致噴漆室雙鏈爬行故障的原因，在進行TRIZ沖突問題分析及物質(zhì)-場分析的基礎(chǔ)上，通過TRIZ理論中39x39沖突矩陣、40個發(fā)明原理及76個標(biāo)準解得出問題解決方向，通過對噴漆室雙鏈防漆霧結(jié)構(gòu)設(shè)計，為新工廠噴漆雙鏈設(shè)備選型提供解決方案。

TRIZ；雙鏈輸送機；雙組份；爬行

1 引言

涂裝車間噴漆系統(tǒng)由噴漆室系統(tǒng)、靜電噴涂機器人系統(tǒng)、滑橇、噴涂雙鏈輸送機及雙組份涂料等組成，具體描述如下，噴漆室系統(tǒng)（由噴漆室本體、供風(fēng)系統(tǒng)、漆霧捕集裝置、循環(huán)水系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)及廢漆清理裝置組成），靜電噴涂機器人系統(tǒng)（由機器人、旋杯、高壓發(fā)生器、供漆系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成），滑橇（結(jié)構(gòu)由底座用兩根工字鋼或長方形管焊接而成,前托架和后托架用型鋼阻焊而成），噴漆雙鏈輸送機（其傳動裝置用萬向聯(lián)軸節(jié)連接到室外，用C形托架來支撐，C形托架固定在牽引鏈條的外鏈板上，每隔960mm放置一個，噴漆室防漆霧蓋板將牽引鏈條封閉起來，避免漆霧沾染鏈條），雙組份涂料（雙組份涂料由涂料以及固化劑組成，固化劑能加速涂料成膜的速度、能大幅度縮短其干燥時間）。

TRIZ（發(fā)明問題解決理論）是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒（G.S. Altshuller）所領(lǐng)導(dǎo)的研究機構(gòu)在研究分析了世界上250多萬件高水平發(fā)明專利的基礎(chǔ)上，并綜合多科學(xué)領(lǐng)域的原理及法則后提出了一套具有完整體系的創(chuàng)新理論，常用的技術(shù)問題解決工具有39x39沖突矩陣、40個發(fā)明原理，物質(zhì)-場模型分析、76個標(biāo)準解、技術(shù)進化定律和路線、效應(yīng)等，基于TRIZ的問題分析與求解流程（見圖1）。

圖1 基于TRIZ的問題分析與求解流程

2 基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 問題描述

隨著用戶對汽車質(zhì)量要求的不斷提高，對汽車外觀油漆的質(zhì)量要求也相應(yīng)增加，由于單組份油漆存在著光澤容易消失和抗天氣能力低的缺陷，不能滿足高質(zhì)量的噴漆工作需求，現(xiàn)涂裝車間噴漆室清漆段采用雙組份油漆提高表面的光澤或漆層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，抗紫外光和抗天氣的性能，雙組份涂料由涂料以及固化劑組成，固化劑能加速涂料成膜的速度、能大幅度縮短其干燥時間，同時機器人漆霧對噴漆室雙排鏈式輸送機的鏈條沾染惡化、輸送機出現(xiàn)爬行，造成機器人噴漆質(zhì)量問題、設(shè)備停機及存在輸送機與機器人相撞的風(fēng)險。

現(xiàn)A工廠涂裝噴漆雙鏈裝置，配置了兩個獨立的鏈條密封板，將鏈條密封在輸送機內(nèi)部（見圖2），現(xiàn)有防漆霧裝置密封效果不好，漆霧通過縫隙進入輸送機內(nèi)部，特別是清漆選用雙組份涂料，漆霧污染雙鏈鏈條，輸送機出現(xiàn)爬行，影響噴漆質(zhì)量及噴漆機器人的運行安全,目前隨著車間產(chǎn)量的增加，目前為避免雙鏈輸送機爬行故障，需每周停產(chǎn)一天清理鏈條漆渣嚴重影響生產(chǎn)效率。

圖2 A工廠涂裝車間噴漆用雙排鏈式輸送機防漆霧密封圖

2.2 問題分析

2.2.1 影響涂裝車間噴漆室雙鏈爬行問題的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析如下

超系統(tǒng)：噴漆室、機器人、雙組份漆霧、送風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、車身、循環(huán)水池、滑橇；

本系統(tǒng)：雙排鏈式輸送機；

子系統(tǒng)：電機驅(qū)動、鏈條滾輪、防漆霧蓋板、潤滑系統(tǒng)、張緊保護、控制系統(tǒng)。

2.2.2 問題根原因分析（見圖3）

圖3 涂裝車間噴漆雙鏈爬行問題因果分析

通過因果（魚骨刺圖）分析主要存在兩方面關(guān)鍵因素：

噴漆雙鏈滾輪受噴漆室機器人雙組份漆霧污染漆渣沾污、造成運行阻力；

輸送機漆霧防護蓋板對鏈條防護存在間隙未起到封閉作用、造成漆霧侵入；

2.2.3 根據(jù)問題根原因分析及TRIZ沖突問題判定原則判定是否存在沖突

確定有用功能：機器人噴漆隨輸送機滑橇（車身）同步運行；

確定有害功能：機器人雙組份漆霧沾染輸送機鏈輪；沖突問題判定原則：確定該問題是否屬于沖突問題？問：消除或減弱有害功能，有用功能是否同時減弱；

答：同時減弱；

根據(jù)結(jié)果確定：機器人噴漆隨輸送機攜帶滑橇（車身）同步運行與機器人雙組份漆霧沾染輸送機鏈輪為技術(shù)沖突問題。

2.2.4 根據(jù)TRIZ技術(shù)沖突從39個工程參數(shù)(見表1)中確定技術(shù)沖突的特性參數(shù)

表1 TRIZ理論技術(shù)沖突39個工程參數(shù)

改善的特性：提高自動化程度（No.38）； 物體產(chǎn)生的有害因素（No.31）

惡化的特性：物體外部有害因素作用（No.30）； 制造精度（No.29）

2.2.5 物質(zhì)-場模型分析：根據(jù)TRIZ理論該問題也屬于功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要素問題（見圖6）

輸送機防漆霧蓋板S2相對輸送機鏈條S1：屬于無效完整系統(tǒng)

機器人雙組份漆霧S3相對輸送機鏈條S1：屬于有害完整系統(tǒng)

圖4 噴漆雙鏈爬行物質(zhì)-場模型分析

2.3 方案設(shè)計

2.3.1 根據(jù)改進特性/惡化特性(No.31/No.29;No.38/No.30)由沖突矩陣確定可用發(fā)明原理（見表2、表3）

表2 TRIZ理論技術(shù)沖突矩陣

表3 TRIZ理論技術(shù)沖突發(fā)明原理

No.02分離（分開）：將一個物體中的“干擾”部分分離出去

解決思路：將受漆霧影響的鏈輪進行防護、將漆霧隔離起來；

解決方案：用滑橇本身或輸送機其他部分遮擋雙組份漆霧沾污鏈輪；

No.33同質(zhì)性：不考慮；No.04不對稱：不考慮；

No.17維數(shù)變化：將一維空間的物體變成二維空間的物體、將物體用多層排列代替單層排列；

解決思路：對鏈輪增加多層漆霧；

解決方案：由原來的兩道防護增加到四道防護；

No.34拋棄與修復(fù)：不考慮；

No.26復(fù)制：不考慮。

2.3.2 根據(jù)物質(zhì)-場模型分析將標(biāo)準解轉(zhuǎn)換為特解

無效完整系統(tǒng)：參考第一類標(biāo)準解--改進非完整系統(tǒng)：No.3子系統(tǒng)添加物資：提高噴漆雙鏈防漆霧蓋板功效；解決方案：增加防漆霧蓋板密封結(jié)構(gòu)；;

有害完整系統(tǒng)：參考第一類標(biāo)準解—消除或抵消有害系統(tǒng)：

No.09引入第三種物質(zhì)將漆霧與鏈輪隔開避免接觸；

解決方案：在雙組份漆霧與鏈輪之間增加隔離板。

2.3.3 根據(jù)以上TRIZ發(fā)明原理及標(biāo)準解四個解決方案，最終設(shè)計確定增加噴漆雙鏈防漆霧蓋板密封結(jié)構(gòu)設(shè)計方案（見圖4、圖5）

圖4 涂裝車間噴漆雙鏈輸送機防漆霧密封示意圖

圖5 涂裝車間噴漆雙鏈輸送機防漆霧結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3 結(jié)語

涂裝車間噴漆室清漆段采用雙組份涂料后，機器人漆霧對噴漆雙排鏈式輸送機的鏈條造成沾染、輸送機出現(xiàn)爬行設(shè)備故障，通過TRIZ理論沖突原理及物質(zhì)-場分析，對噴漆室雙鏈防漆霧蓋板結(jié)構(gòu)形式進行創(chuàng)新設(shè)計，目前該方案已在新投產(chǎn)的B工廠涂裝車間噴漆雙鏈設(shè)備設(shè)計中應(yīng)用。

[1] 檀潤華. TRIZ及應(yīng)用:技術(shù)創(chuàng)新過程與方法[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2] 王錫春.涂裝車間設(shè)計手冊(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.

Double-stranded anti-mist structure design based on the theory of TRIZ

This article mainly analyzes the cause of double-stranded crawling malfunction in spray paint room, based on the TRIZ conflict analysis and Material - field analysis, through the TRIZ theory of 39x39 conflict matrix, 40 inventive principles and 76 standard solution got problem solving direction, through the design of double-stranded anti-mist structure of spray paint room, provide solution for new factory paint double-stranded equipment selection.

TRIZ;double-stranded conveyor;double component;crawling

TS758.4

A

1008-1151(2015)03-0091-03

2015-02-11

李志杰（1965－），男，長城汽車股份有限公司生產(chǎn)技術(shù)中心涂裝設(shè)備部副高工，副部長。