2022年车身涂装工艺设计方案研究.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 乘用车车身涂装工艺规划讨论盖东辉马汝成 机械工业第九设计讨论院 130011）摘要 本文通过分析论述大型乘用车车身涂装车间的工艺规划设计理念,对大型多层 乘用车车身涂装车间工艺布置、工艺设备、设施的挑选应用以及设计思路等进行了讨论探 讨；关键词 工艺布置、分析与优化 大型乘用车车身涂装车间代表了汽车涂装技术的最高水平,它通常都采纳多层立体 化、区域化工艺布置方式,工艺规划设计难度大,工艺布置复杂；但是,可以充分的利用 空间、有效的规划使用工艺面积和节约占地面积；本文结合实际工程设计体会对大型多层乘用车车身涂装车间的工艺规划设计理念进行 一些讨论

2、和探讨；1 工艺规划的关键点 1.1 工艺布置区域化、立体化、干净化 区域化、立体化布置是把同类型、同干净度要求的涂装设备布置在车间同一区域和楼 层；目的是按不同的干净度分区；通常涂装车间划分为一般干净区、干净区、烘干区及噪 声区等；一般干净区布置密封、车底喷涂线及手工操作的检查、打磨、修整、返修等易产生尘 埃颗粒的工位,并与各种帮助设备和干净度要求较低的各类库房、物流输送频繁的各种材 料存放地,在多层厂房底层布置；干净度要求高的喷漆设备为干净区,在车间二层布置；烘干室及各排空线在车间二层或三层布置,防止热污染；空调机房噪声大布置在车间第三 层或顶层；喷漆排风机房和烟囱布置在喷漆室邻近的侧面或

3、端部区域；为了防止脏物、噪 声和热的污染,采纳金属轻质密封隔墙将喷漆区、烘干区、空调机房封闭,空调机房设在 顶层时用楼板封闭,用砖墙将喷漆排风机房、喷漆室下部的水洗系统和废漆处理设备封 闭；通过分区和分层工艺布置,实现了涂装车间区域化、立体化；这样能充分利用使用面 积,节约占地面积；通过区域化、立体化布置,并满意不同的干净度要求,实现全车间的 干净化；1.2 车间物流顺畅、短捷 大型多层乘用车车身涂装车间生产物流输送立体交叉,涉及机械化类型较多；通常大型乘用车车身涂装车间内的机械化输送距离长达6-7 公里,车身由涂装车间入口到涂装车间出口通常运行时间为基本型乘用车需要6.5-7 小时,双色乘用

4、车或多功能车MPV ）和运动型多用途车 SUV ）等需要 9-9.5 小时；车间物流需经相关专业协作多次优化完成；涂装车间物流要做到各种物流便利顺畅,涂装产品、涂装材料、设备修理、废物输送 等物流不能相互干涉；依据生产组织需要有相应的工序间产品排空、缓冲、编组输送线；不合格产品可随时就近下线,返回打磨返修；尽量缩短产品的物流路程；切忌按涂装工序 排列生产物流,忽视其他物料运输；1.3 柔性生产工艺、产品多元化 涂装车间能够多品种混流生产,不仅需要合理确定通过的产品最大形状尺寸,仍要考 虑机械化输送能否满意不同平台产品输送要求,能否满意不同类型产品的喷漆质量；依据 不同产品的不同涂装工艺要求,实

5、现涂装车间生产产品多元化、工艺柔性化；1.4 环保节能型厂房和设备 全密闭厂房的涂装车间应采纳封闭、隔热、减振、降噪等方法,爱护车间工作环境；1 / 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 厂房密闭和保温至关重要,在保证室内环境干净的同时,要实行节能建筑结构和措施；选 择的涂装设备应牢靠节能,特殊是喷漆室和烘干室的结构形式的确定,将直接影响车间能 耗；充分考虑前处理和电泳设备水的循环使用及节水措施,烘干室的烟气热回收及余热再 利用等；1.5 合理确定工艺基础参数 工艺规划设计需要合理确定各类设备设计参数,如车身质量、表

6、面积等,由于涂装产 品向多元化进展,应综合考虑设计确定值；列表说明如表 1；表 1 工艺基础参数确定汇总表序工程名称厂家给定上限设计确定值按上限值设计不利结果基础参数范畴号1 车身质量 多品350kg 300kg 增大各类烘干室安装功率,实际生答应通过车身质量范畴种混线生产）部分产量）产时造成铺张；250kg-350kg2 车身延展面积2 90m2 80m增加电泳槽阳极面积,增加各清洗答应通过车身延展面积范部分产量）工序耗水量；围 70-90 3 车身自动喷涂2 15m12m增加机器人数量,增加自动段喷漆答应通过车身自动喷漆面面积 外表面）部分产量）室长度；积范畴 8-15 4 车身长宽高48

7、00 18004800 1800增加生产线上各种设备长度或容答应通过最大车身48001500mm 1500mm 量；1800 1500mm部分产量）2 工艺规划设计分析 2.1 区域化、立体化、干净化的工艺规划设计 在工艺规划设计时应考虑完整、全面,符合实际生产情形；对于特大型工程,应事先 依据产品的工艺流程,制定涂装车间的物流图、功能图,然后绘制工艺布置图；物流图和 功能图见图 1、图 2；图 1 乘用车车身涂装车间物流图图 2 乘用车车身涂装车间功能图物流图、功能图表示涂装车间生产过程和布置情形；区域化、立体化布置很简单实现2 / 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共

8、 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 涂装车间干净分区；体会证明,涂装车间保持干净度要求,可降低返修率达 5% 以上；因 此,区域化、立体化布置是降低涂装成本的有效手段；新型涂装工艺布置思路：在实现区域化、立体化布置的同时,使电泳和密封线、中涂 和面漆线分别布置在两个独立的厂房中,两个厂房分平行式和垂直式两种涂装工艺布置方 式；依据能耗和干净不同要求分别考虑,以实现节能环保,达到需要干净的区域更加洁 净；布置简图见图 3；图 3 新型涂装工艺布置简图2.2 可实施性思路 工艺布置方案必需考虑以下因素：各种设备和设施齐全,但是,功能不过剩；便利施 工建设和安装修理,使各种施工

9、周期尽量短；在消防、环保、安全、卫生等方面符合国家 法规；要全面考虑车间物流,初步确定各种设备安装时进入车间的入口或位置；细分各种 物流通道,包括消防、备件、材料、修理及人员疏散等通道；考虑各层物流、人流楼梯、电梯、设备安装孔洞等运输方式；并且要充分利用通道上方的有效空间,实施公用管线布 置；使工艺方案具有可实施性,保证满意正常生产和生产治理；2.3 留意环保,使工作环境人性化 乘用车车身涂装车间厂房为密闭厂房,其中使用对人体有害的化学药品较多,各类设 备会产生噪声和热量,对工作环境造成不良影响；为了防止工人工作环境变得恶劣,保证 工人正常工作和质量稳固,必需留意涂装车间工作环境人性化；将烘干

10、区布置在车间上层,将空调及排风风机布置在车间隔音的空调机房层,排除不 良环境影响；全车间通风换气,有化学药品的房间进行单独全室通风,改善房间空气质 量；设置应急设施对被化学品损害人员进行紧急救治,夏季对操作工位、休息室送制冷后 的新奇风,设置更衣淋浴、卫生间、餐厅等,通过工艺规划设计实现工作环境人性化；2.4 涂装生产工艺柔性化,适应产品多元化生产 为能实现多平台多品种混流生产,有些车型需套色及大返修,其套色喷涂工作量和大 返修车身喷涂工作量较小,其喷涂位置变化较大,不适合返回机器人面漆线进行喷涂,可 布置一条有用的综合喷漆线,完成该项工作；有些高档乘用车采纳四涂层珠光漆,四涂层 车身一般只占

11、生产纲领的一部分,无需增加满意四涂层的喷漆线,可利用面漆线或中涂线 循环,或利用综合喷漆线,合理支配底色涂层打磨及面漆线前编组线路,实现四涂层工 艺；为满意定单化生产需要,在调漆间布置、喷涂机器人配置及工序间缓冲存放等几个方 面要考虑小漆种工艺规划设计；2.5 主要工艺设备选型与节能环保 涂装车间的各种工艺设备、帮助设备和公用设备的选型,要环保、节能、经济、适 用,功能不应过剩；2.5.1 前处理、电泳设备 前处理、电泳设备的喷淋室、工作液槽、转移备槽及帮助设施分三层布置,这种布置 形式设备规整,工作液槽与转移槽间倒槽便利,但相应设备投入较大；依据实际情也可以 采纳喷淋室、工作液槽双层布置,转

12、移槽及帮助设施合理布置在主体设备旁边,这种结构3 / 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能节约材料,降低设备造价；输送设备不同前处理和电泳设备的结构也不同；采纳推杆悬链或摩擦链输送机时,前处理、电泳室体上部按机械化轨迹进行仿形布置,通过采纳大“C” 型吊具及仿形室体设计能够将输送悬链与前处理、电泳产生的各种腐蚀性水汽隔离,有利于爱护输送悬链系统；前处理、电泳机械扮装置采纳摆杆输送机、Rodip 输送机、多功能穿梭机、倒挂升降输送机,传动 链）驱动机构布置在浸槽两侧,室体顶部采纳斜板结构将凝聚的水滴导 流,防止水滴

13、、油滴落在车身及槽液里,确保涂装质量,明显缩短设备长度；其中：Rodip 输送机、多功能穿梭机是滚浸式输送机,采纳全旋转浸渍输送技术,使车身入槽后旋转 180 或 360 底板朝上反向前进,能大幅度缩短设备长度,节约投资；节约电能、化学药 品和后冲洗水；显著提高产品涂装质量；多功能穿梭机更适合柔性化生产；2.5.2 喷漆室 喷漆室主要为文式和水旋式结构形式；采纳文式喷漆室,调输漆间位置及输漆管路走向规划较便利,并且简单布置在喷漆室下部或近旁；布置方式为直线型和U 型；采纳U 型布置距离排风烟囱近,排风机布置便利,投资与运行费用低,适合水性漆的面漆喷漆室布 置；近年来多采纳机器人喷漆,内置式机器

14、人占用空间大,喷漆室能源铺张大；外置式或壁挂式机器人是选用趋势,它使喷漆室宽度降至3.8m 或更窄,大量削减喷漆送风量,节约能源和降低CO 2排出量；以前高速旋杯的出漆量为300600ml/min ,目前出漆量最大已达1000ml/min ,使机器人数量削减,有些工位有减半的趋势；文氏喷漆室的漆泥处理装置布置在下部,集中治理较便利；水旋式喷漆室的漆泥处理 集中布置在喷漆室邻近的漆泥处理间内,大型多层涂装车间采纳水旋式喷漆室正逐步减 少；机械化运输设备采纳滑橇输送机、反向积放链或摩擦链输送机等；也有带托架的独立 板链输送系统 ,其前后需要工件转载；为喷漆室供风的空调机布置在喷漆室上方或侧面；空调

15、机布置在喷漆室上方,厂房需要加高,高层建筑超过24m 会提高消防等级及增加投资；因此,厂房高度应当掌握在24m以下；将空调机布置在喷漆室侧面也是一种布置方式；2.5.3 烘干室 烘干室尽量集中布置,便于动能集中供应和环境隔热；烘干室常采纳了 型结构,也 可采纳 型结构,将换热系统放在烘干室顶部楼板以上,在烘干室下面可布置其它操作工序；但是,电泳烘干室工作温度较高,烘干室形式应当采纳传统的 用直通型结构；U 型桥式烘干室便于集中布置,节能,省投资,治理便利； 型和 型烘干室的输送系统为带垂直升降装置的输送机,统为反向积放链、摩擦链或反向单轨输送机 IMC）； 型；胶烘干室可以采U 型桥式烘干室的

16、输送系烘干室的废气处理装置可选用蓄热式热力直燃系统 RTO）或回收式热力直燃系统TAR ）,烘干烟气中的热量应回收利用；以前烘干室换热大多采纳集中供热系统TAR ）,由一套焚烧炉集中供热,使排放烟气温度达到160以下；最近采纳蓄热式热力直燃系统 RTO）集中处理烘干废气也在逐步增多；国产烘干室排放的烟气温度大于 200,应当回收利用余热；可将排放的烟气收集,通过新风换热装置对新奇空气加热后排放；这样温度可降至160以下,能明显降低CO 2排出量；2.5.4 电控设置 先进的电控是现代化大型多层乘用车车身涂装车间必要的组成部分,电控通常按下几 个方面考虑；4 / 6 名师归纳总结 - - - -

17、 - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 识别系统采纳耐高温、耐化学腐蚀的数据载体；用现场总线连接现场传感器、执行器等电气设备；用带人机界面的 PLC 掌握涂装设备；用工业以太网连接各 治理 ERP 系统连接；PLC,设中心掌握室,通过网络服务器与办公自动化系统及生产适量设置大屏幕显示装置,准时传达生产信息；重点生产区域及重要车间物流门设摄像监控系统；通过这些电控措施便于生产治理,提高生产效率 2.6 工艺优化,降低单车能耗和材料消耗等；目前我国生产的乘用车产品主要源于美系、欧系、日系和韩系,以及国内自主系列产 品；尽管涂装工艺大体相同,但是,不同体系

18、的产品依据其企业内部的产品和涂装工艺涂 层标准规定仍有不同；因此,在进行工艺分析和规划时,应当依据不同品种或体系的产品 细化不同的涂装工艺；例如：依据乘用车的基本型、多功能型MPV）、运动多用途型后边都设有缓冲线,保证工件班后或意外事故跑空；编组站和缓冲线的存车数应当适量,不宜过大；人工打磨修整操作工位应全封闭,在易产生灰尘的环境区域可设置水分喷雾器,在 操作工位入口可设粘性地面等,更有利于保持干净度；涂装产品表面质量要求高,在每个工艺段 电泳、中涂、面漆等 应设置离线返修工 Audit ）工位,在电泳、位,保证不合格产品准时修整；在 PVC 和面漆后边设置质量抽检 中涂和面漆强冷室后边可设置

19、质量反馈检查工位,保证产品质量；点修补和大返修预备应 具备车身缓冲线 区）,具有回线功能；重视新技术的吸纳运用,特殊是能保证质量并节约投资的新工艺,如 3C1B 涂装工 B1:B2 紧凑油漆系统涂装工艺；二涂层涂装新 艺；双底色涂装工艺；3WET涂装工艺方法；工艺等；设备及设施的布置必需精确到位；由于涂装车间设备品种多,设备结构大而复杂,公用介质种类多而各种管道密集,建设施工中易发生相互干拢和碰撞；因此,设备及设施 的布置必需精确到位,通过三维设计图验证各种设备和设施及管道的布置精确性；工艺规划设计必需充分考虑施工建设和安装修理便利,各种通道合理到位；特殊是 设备安装的孔、洞位置,要在设计时一

20、同考虑；工艺布置要考虑将来进展,满意环保进展的需要；尽管国内目前环保法规要求仍不 严,今后必定要与国外接轨；涂装工艺规划设计应当考虑将来能采纳环保型涂装工艺的可 能性,如高固体份漆或超高固体份漆、水性漆、粉末涂料等涂装工艺；合理运用节能和环保技术,充分回收和利用各种设备排出废气中的余热；挑选环保 设备和设施；采纳节能型设备和应用节能措施；达到节能减排的成效；投资经济合理；要结合建设工厂的实际情形和产品水平打算投资,不能使设备功能 过剩；采纳以国内设备及材料为主,关键设备及配套件从国外引进的建设方式更经济；4 终止语 立体化、区域化的多层乘用车车身涂装车间,占地面积少,分区明显,环境易满意洁 净要求,工人操作环境良好,是大型涂装车间工艺规划设计基本模式；通过节能设备和设 施降低运行成本,采纳环保型涂装工艺、设备和设施尽量达到环境友好性,是将来涂装工 艺规划设计优化的进展趋势；6 / 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页