0  引言

汽車涂裝涂膠工藝是汽車生產(chǎn)中重要的組成部分，為保證車身的密封、防震、降噪及提高整車舒適性等性能，需對車身進(jìn)行涂膠。涂膠工序包括汽車車底涂膠UBC（Under body coating）和車底密封膠UBS（Under body sealing）。在汽車生產(chǎn)過程中，涂膠是制造過程中必不可少的一道工序，不僅增強(qiáng)了汽車本身的結(jié)構(gòu)，而且可以起到防銹、減震的作用。目前，汽車生產(chǎn)是批量、流水線式生產(chǎn)，因?yàn)榇朔N生產(chǎn)方式的特殊性，必須提高系統(tǒng)的自動化程度和增加系統(tǒng)的智能柔性，多種先進(jìn)智能的輸送系統(tǒng)不斷出現(xiàn)并被廣泛應(yīng)用。

1   涂膠密封線工藝及吊具自動化輸送生產(chǎn)線的類型

涂膠線需要將電泳底漆后的車身升高，為方便底部密封操作方便，一般提升高度為車底距地坪2.0 m的高度。一般輸送在人工操作區(qū)采用stop/go方式進(jìn)行工作，在機(jī)器人工作區(qū)采用stop/go方式進(jìn)行工作；高生產(chǎn)率的情況下則采用連續(xù)運(yùn)行的方式。在進(jìn)入機(jī)器人區(qū)域之前，輸送設(shè)備的運(yùn)行要與機(jī)器人進(jìn)行連鎖控制，檢測車型信息；在機(jī)器人噴涂區(qū)，吊具要被夾緊定位，保證側(cè)向的定位精度。吊具停止精度要一般保證在±1.5 mm以內(nèi)，以保證機(jī)器人的噴涂要求。

車底密封輸送設(shè)備采用輸送方式+剛性吊具的輸送方式，UBS、UBC均在吊具上進(jìn)行，并且要求吊具小車平穩(wěn)，無跳動。

在完成密封后將車身從吊具上轉(zhuǎn)掛到地面輸送設(shè)備上。在轉(zhuǎn)掛過程中，吊具、車身都必須準(zhǔn)確定位，轉(zhuǎn)掛過程要設(shè)置對射檢測開關(guān)，用于檢測轉(zhuǎn)掛是否到位、準(zhǔn)確。如果出現(xiàn)故障，輸送設(shè)備將會停止，進(jìn)行聲光報警，同時通過故障報警通知維修人員來處理，確認(rèn)轉(zhuǎn)掛可靠后，轉(zhuǎn)掛繼續(xù)運(yùn)行。

因此涂膠線吊具的設(shè)計選型尤為關(guān)鍵，在設(shè)計吊具時必須要保證車底密封操作人員的操作方便性、安全性以及保證機(jī)器人手臂的安全運(yùn)行空間，且要求運(yùn)行與轉(zhuǎn)接過程吊具穩(wěn)定。

將電泳后的車身通過機(jī)械化輸送吊具懸吊起來，需要經(jīng)過涂膠機(jī)器人噴涂、人工補(bǔ)噴、檢查等工序。目前采用的吊具形式根據(jù)輸送方式有H型吊具自行小車輸送機(jī)、懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)、空中滾床輸送機(jī)、空中寬軌托盤式輸送機(jī)。

1.1   H型吊具自行小車輸送機(jī)

自行小車輸送機(jī)也稱電動單軌葫蘆輸送機(jī)（亦稱微控電軌車、EMS），它是一種智能輸送設(shè)備，電動單軌智能輸送小車是高度體現(xiàn)了機(jī)械、電氣于一體的現(xiàn)代化智能輸送系統(tǒng)，體現(xiàn)了高度的智能和自動化，它具有智能控制、高度自動化、節(jié)能、操作靈活等特點(diǎn)，不僅在汽車生產(chǎn)線上被廣泛應(yīng)用，在其他行業(yè)也發(fā)揮著重要作用。自行小車輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2   H型吊頂張開吊具懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)

懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)能夠利用有限的空間擴(kuò)大運(yùn)輸及存儲能力，該機(jī)型最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)在線存儲功能。實(shí)現(xiàn)工位或工序間的物料存儲，讓工序間具有一定的彈性，實(shí)現(xiàn)小車間密集的停靠和積存，大大縮減了輸送距離。此類型輸送機(jī)用于規(guī)定的空間內(nèi)，沿預(yù)定的軌跡運(yùn)行，結(jié)構(gòu)布局較靈活且占地面積小。積放懸掛鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)屬于智能的輸送系統(tǒng)，通過PLC集中控制實(shí)現(xiàn)自動輸送、存儲，從而實(shí)現(xiàn)了快節(jié)奏、高效率的現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)。懸掛鏈?zhǔn)椒e放輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3給出的是涂膠密封線（也稱PVC線）吊具吊頂型式，自動張開式吊具，吊具支點(diǎn)托住車門門窗部位。吊具支腿完全避開車身底部，更加方便機(jī)器人作業(yè)。電動單軌葫蘆輸送系統(tǒng)也常用此類吊具，缺點(diǎn)是容易引起車身支點(diǎn)處變形，嚴(yán)重的引起車窗變形，車門關(guān)不嚴(yán)，此類吊具型式一定要經(jīng)過車身懸吊試驗(yàn)，車身車窗處強(qiáng)度足夠大方能采用。涂膠線工藝布置與圖2的布局相類似。

1.3   H型吊具懸掛滾床輸送機(jī)

空中懸掛滾床輸送機(jī)是倒置的地面滑橇輸送機(jī)，目前比較流行實(shí)用。優(yōu)點(diǎn)是與地面滑橇輸送機(jī)互換性強(qiáng)，空地轉(zhuǎn)掛方便，工藝線路布局靈活方便。是由多種標(biāo)準(zhǔn)模塊單元組成，利用地面滾床的結(jié)構(gòu)原理，實(shí)線在空中完成線體間的輸送，主要由旋轉(zhuǎn)滾床、升降裝置、空中滑橇吊具等設(shè)備組成。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，此類型輸送系統(tǒng)能滿足汽車行業(yè)某種特殊需求，能夠提高現(xiàn)代化程度，不需要對地面進(jìn)行特殊處理，在空中即可完成各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)掛交接。此類輸送系統(tǒng)起到其他輸送機(jī)很難替代的作用，有鏈?zhǔn)胶蛶?種驅(qū)動方式。

應(yīng)用特點(diǎn)：1）根據(jù)不同的工藝要求及布局，每段空中滾床都是獨(dú)立單元，可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)送間距。2）能夠與其他輸送設(shè)備結(jié)合實(shí)現(xiàn)空中立體輸送，可實(shí)現(xiàn)多層布置。3）自動化程度高，適應(yīng)性強(qiáng)，可完全由程序控制。4）安全可靠、噪音小、車身底部操作空間較大，靈活性強(qiáng)。

典型的涂膠線空中懸掛滾床輸送機(jī)工藝平面布置如圖4所示。 

這種輸送形式兩端采用移行機(jī)的方式使吊具返回，減少了前述兩種輸送機(jī)軌道吊具水平回轉(zhuǎn)占用的面積，使得涂膠線水平長度縮短，有效節(jié)省了廠房面積。實(shí)際使用中也發(fā)現(xiàn)這種輸送吊具的不足，因?yàn)榉聪驖L床滾子中心距一般為800~900 mm，吊具仍然需要懸臂結(jié)構(gòu)，運(yùn)行中不平穩(wěn)，對車身自動轉(zhuǎn)掛轉(zhuǎn)運(yùn)以及機(jī)器人自動噴涂帶來影響。

1.4   托盤式吊具空中寬軌托盤輸送機(jī)

為了保證運(yùn)行中地對空轉(zhuǎn)掛、機(jī)器人噴涂、空對地轉(zhuǎn)掛車身平穩(wěn)，空中寬軌托盤輸送機(jī)吊具結(jié)構(gòu)為目前市場上最新型懸吊方式。該輸送裝置由一對中心距一般為3 m的平行軌道組成，每一側(cè)懸臂的軌道上設(shè)置等間距的自由滾輪，寬軌托盤吊具由滾輪支撐，吊具的行走是靠雙側(cè)設(shè)置的摩擦驅(qū)動運(yùn)行。通過驅(qū)動輪組對托盤吊具產(chǎn)生驅(qū)動力，達(dá)到傳遞工件的目的，整個軌道上按著小于托盤縱梁的摩擦長度布置一個驅(qū)動站，將托盤吊具從一個驅(qū)動站傳遞到下一個驅(qū)動站。

托盤式吊具由兩側(cè)摩擦梁、托盤架、四套旋轉(zhuǎn)式支腿組成。車身嵌鑲在托盤中，摩擦梁寬于車身，吊臂結(jié)構(gòu)縮短，并且可以旋轉(zhuǎn)。有效避開了機(jī)器人手臂的操作軌跡，運(yùn)行、轉(zhuǎn)掛、機(jī)器人操作工位車身平穩(wěn)。

該類型最大特點(diǎn)除了吊具運(yùn)行穩(wěn)定性極高，還表現(xiàn)在工作區(qū)域合理緊湊，滑橇返回、涂膠工作區(qū)、托盤吊具分別位于最底層、中間層、最頂層，有效利用了有限空間，使結(jié)構(gòu)布局更加合理；該種類型設(shè)備兼容性較高，能生產(chǎn)多種車型，增加了系統(tǒng)的多樣化。

主要特點(diǎn)是智能化、靈活性較高、無油污、速度高，是目前車底密封線最較為先進(jìn)的機(jī)械化智能輸送設(shè)備，已在新能源汽車涂膠生產(chǎn)線上應(yīng)用。涂膠線托盤式摩擦輸送機(jī)線路布置如圖5所示。

換撬的實(shí)現(xiàn)是以上4種吊具輸送形式涂膠線布局的另一功能，都能實(shí)現(xiàn)車身自動地對空轉(zhuǎn)掛，所以方便實(shí)現(xiàn)車身從底漆橇向面漆橇的轉(zhuǎn)接。

車身經(jīng)過電泳烘干后通過底漆橇體輸送到涂膠入口升降機(jī)處等待，升降機(jī)升起后車身與底漆橇脫離，吊具接車身送入到空中輸送系統(tǒng)，進(jìn)行涂膠工作。底漆橇體沿線體返回至地面進(jìn)行堆垛循環(huán)。而位于涂膠線出口的升降機(jī)、面漆滑橇在地面滾床上等待，空中返回吊具下降車身落在面漆橇上，從而實(shí)現(xiàn)車身從電泳底漆滑橇到面漆滑橇的自動轉(zhuǎn)換。

具體實(shí)施措施：在涂膠出口升降機(jī)前對當(dāng)前車型進(jìn)行智能識別，將讀取的信息反饋給系統(tǒng)，使與之對應(yīng)吊具和面漆滑橇在升降機(jī)處等待。升降機(jī)下降過程中完成對吊具和面漆橇體的轉(zhuǎn)換，面漆橇體承載車身進(jìn)入下一工位。

2  各種吊具輸送方式性能比較

各種吊具輸送方式性能比較見表1所列。

涂膠線以上輸送方式中前3種輸送方式空吊具返回均是水平返回，需要占用廠房空間，增大了涂裝車間面積需求，影響整個涂裝工藝線路布局。托盤式吊具輸送方式空吊具垂直返回，節(jié)省了車間空間。

在軌道上行走的電動單軌葫蘆輸送機(jī)和積放懸掛鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，此兩種類型的輸送系統(tǒng)全部是對吊具進(jìn)行懸掛輸送，也就是“扁擔(dān)挑”的方式，因此車身吊具運(yùn)行中不平穩(wěn)，易晃動。電動單軌智葫蘆輸送機(jī)采用葫蘆升降吊具，剛性差，對吊具精確定位帶來難度。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的鏈條需要定期維護(hù)潤滑，要避免油產(chǎn)生的污染，并且存在有鏈條爬行現(xiàn)象，會對自動化智能作業(yè)帶來一定影響，運(yùn)行伴有噪音缺陷。這兩種輸送方式還存在速度低的缺陷。

涂膠線一般采用H型吊具，H型吊具托車身底部或裙邊，較大的H型吊臂對機(jī)器人噴涂有遮擋區(qū)域，甚至對車身某些部位無法噴涂，只能采用手工補(bǔ)噴的方式補(bǔ)噴?？罩袘覓鞚L床輸送+吊具運(yùn)行穩(wěn)定性較前兩種輸送方式有較大提高，橇體寬度受滾子中心距的影響，實(shí)際使用中仍然發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中有晃動，而空中寬軌托盤輸送的應(yīng)用解決了以上幾種吊具輸送方式的不足，托盤寬度寬于車身，運(yùn)行、轉(zhuǎn)掛、操作區(qū)域穩(wěn)定性大大提高，像托盤一樣將車身嵌鑲在托盤中，托盤支具結(jié)構(gòu)較小，并且能夠旋轉(zhuǎn)，能夠避開機(jī)器人涂膠區(qū)域，使得返回空間變小，深受用戶歡迎。

3  結(jié)語

在汽車行業(yè)不斷高速發(fā)展過程中，自動化生產(chǎn)在汽車制造過程中越來越重要。隨著新廠房的建立和投入，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最高效的生產(chǎn)模式，可使資源充分利用，達(dá)到最優(yōu)的生產(chǎn)效率。汽車生產(chǎn)線向模塊化、自動化、智能化、柔性化方向發(fā)展。原有的涂膠線輸送形式占用空間較大，規(guī)劃復(fù)雜，成本較高。而垂直返回的空中托盤式摩擦輸送機(jī)占用面積少，設(shè)備空間利用率高，運(yùn)行平穩(wěn)，是市場最新型的輸送型式。隨著科技的不斷進(jìn)步，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，輸送設(shè)備的種類也在不斷增加，所以規(guī)劃時選用合理、經(jīng)濟(jì)的輸送方式尤為重要。涂裝車間對于汽車制造起著不可替代的作用，隨著汽車輕量化趨勢的發(fā)展，對應(yīng)的各個環(huán)節(jié)都要與之匹配，所以精心設(shè)計、精細(xì)選型，同時汽車輕量化的發(fā)展也對底涂涂裝技術(shù)帶來新的創(chuàng)新。

來源： 現(xiàn)代涂料與涂裝