2022-12-09
摘要：從同線體車(chē)型共用、多車(chē)型工藝可行性、操作使用性等方面闡述了涂裝工裝輔具的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合某汽車(chē)公司涂裝輔助工裝的實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)單介紹了涂裝工裝輔具的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程和應(yīng)用案例。
涂裝輔助工裝主要輔助車(chē)身涂裝工藝生產(chǎn)，是保護(hù)車(chē)身涂裝生產(chǎn)安全通過(guò)涂裝機(jī)械化輸送設(shè)備的重要裝備。白車(chē)身從進(jìn)入涂裝車(chē)間到進(jìn)入總裝車(chē)間每一道工序都離不開(kāi)工裝的輔助。工裝的設(shè)計(jì)和使用對(duì)涂裝每個(gè)工序都起到關(guān)鍵作用，前處理電泳工裝的設(shè)計(jì)決定了車(chē)身的瀝液、排氣和電泳效果；面漆工裝的設(shè)計(jì)決定了機(jī)器人噴涂質(zhì)量和生產(chǎn)效率，如果工裝設(shè)計(jì)尺寸超差會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人與車(chē)身干涉碰撞出現(xiàn)重大安全隱患。所以對(duì)工裝設(shè)計(jì)定位公差精度在±1mm，確保車(chē)身生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)到一致性。
輔助工裝主要類(lèi)型
涂裝輔助工裝通常分為前處理電泳工裝和面漆工裝兩種；前處理電泳輔助工裝為限位夾緊類(lèi)，面漆輔助工裝為支撐類(lèi)；安裝固定在車(chē)身四門(mén)、前艙蓋、行李箱蓋位置。
輔助工裝作用
輔助工裝貫穿涂裝第一道工序到最后一道工序的生產(chǎn)全過(guò)程，滿(mǎn)足全過(guò)程輸送安全及工藝要求。
前處理電泳輔助工裝
用于輔助白車(chē)身前處理電泳生產(chǎn)，滿(mǎn)足工藝要求，當(dāng)白車(chē)身進(jìn)入前處理電泳槽，槽液需要快速填充到車(chē)身空腔內(nèi)，這就需要車(chē)身四門(mén)、前后蓋均要保持一定的開(kāi)啟角度，便于槽液快速填充，出槽時(shí)能夠快速流出，避免車(chē)身出槽時(shí)槽液沖擊力產(chǎn)生的變形。
面漆工裝
面漆外表面多為機(jī)器人噴涂，對(duì)于槍嘴到被涂物的距離有嚴(yán)格要求，這時(shí)面漆輔助工裝的一致性尤為重要，每臺(tái)車(chē)身四門(mén)兩蓋的開(kāi)合角度均要保持一致，同時(shí)四門(mén)兩蓋與車(chē)身之間的間隙、平面度也要吻合一致，才能保證高壓靜電噴涂機(jī)器人在噴涂外表面時(shí)油漆車(chē)身膜厚和色澤的一致性，避免出現(xiàn)前后車(chē)輛油漆質(zhì)量不一致，同輛車(chē)身前后門(mén)色差等質(zhì)量缺陷。
涂裝輔助工裝的作用，就是要確保四門(mén)兩蓋噴涂油漆后濕膜狀態(tài)下不與車(chē)身產(chǎn)生接觸碰撞，輔助工裝支撐位置要求在整車(chē)覆蓋面，避免漆膜在濕膜狀態(tài)下碰傷而造成返修。
工裝要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配牢靠、操作方便，同時(shí)便于清洗周轉(zhuǎn)。多車(chē)型共線生產(chǎn)，工裝結(jié)構(gòu)形式、操作性保持通用化設(shè)計(jì)，有利于生產(chǎn)節(jié)拍均衡。
設(shè)計(jì)思路及要素
1）輔助工裝從設(shè)計(jì)就要考慮通用性，了解各工序?qū)o助工裝的工藝需求，針對(duì)工裝鋪助材料材質(zhì)、結(jié)構(gòu)造型，在設(shè)計(jì)初期就要通過(guò)數(shù)模反復(fù)校對(duì)驗(yàn)證，才能設(shè)計(jì)出合理的輔助工裝。
2）通用化輔助工裝的設(shè)計(jì)首先要基于同線體、同平臺(tái)車(chē)型，所有車(chē)型需要有共同的固定特征或固定位置，如有新車(chē)型開(kāi)發(fā)同步考慮同線體車(chē)型共有固定特征或固定位置的設(shè)計(jì)，其次優(yōu)先考慮輔助工裝的工藝可行性、線體通過(guò)性、操作使用性等方便員工操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少員工操作工時(shí)，便于工裝運(yùn)轉(zhuǎn)。
3）涂裝工裝鋪具材料材質(zhì)選擇，基本上已經(jīng)是成熟的工藝，對(duì)涂裝前處理電泳的工裝鋪具材料材質(zhì)選擇必須是具備耐溶劑、耐腐蝕、耐酸堿等性能；面漆輔助工裝材料選擇要具備耐高溫等性能。
電泳輔助工裝設(shè)計(jì)
電泳工藝輸送方式不同，對(duì)工裝設(shè)計(jì)的固定要求及方式也不同，此次僅對(duì)前處理電泳電動(dòng)葫蘆輸送系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)電動(dòng)葫蘆輸送系統(tǒng)特性快速上升與下降的特性，白車(chē)身在入槽和出槽時(shí)對(duì)四門(mén)兩蓋的瞬間沖擊較大，設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮四門(mén)的開(kāi)啟角度，能夠快速充液、瀝液，同時(shí)考慮工裝安裝的牢固性，四門(mén)兩蓋不會(huì)在槽中自動(dòng)打開(kāi)，造成車(chē)身安全事故隱患。
電泳前蓋、后蓋工裝輔具
針對(duì)電泳前蓋、后蓋工裝輔具的設(shè)計(jì)，首先考慮排氣、瀝液的問(wèn)題，其次是安裝方便，省時(shí)省力，對(duì)于通用型工裝來(lái)說(shuō)通常會(huì)遇到3種可能：一是排氣干凈、瀝液干凈，這種情況基本上都是專(zhuān)用工裝；二是排氣干凈、瀝液不凈，這種現(xiàn)象在設(shè)計(jì)工裝時(shí)就要排除瀝液不凈的現(xiàn)象；三是排氣不凈、瀝液干凈，對(duì)于這種現(xiàn)象可以利用氣體竄動(dòng)的原理做出通用型工裝，保證前后蓋電泳質(zhì)量，見(jiàn)圖1。
通常我們的瀝液孔在前艙內(nèi)板的最低點(diǎn)，排氣孔會(huì)開(kāi)在內(nèi)板與外板壓合處的最高點(diǎn)，所以工裝的長(zhǎng)度一般要高于兩翼，前艙蓋和后行李箱蓋鉸鏈的開(kāi)口在30°~40°即可，注意這種角度狀態(tài)一定是瀝液孔在最低點(diǎn)處，如果不是最低點(diǎn)，我們可以通過(guò)工裝加長(zhǎng)或減短來(lái)調(diào)整瀝液孔的所處位置，同時(shí)要滿(mǎn)足鉸鏈的開(kāi)口在30°~40°，如果超出范圍，申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變更增加瀝液孔?？梢愿鶕?jù)電動(dòng)葫蘆輸送系統(tǒng)擺動(dòng)的原理，當(dāng)車(chē)身擺動(dòng)時(shí)，氣泡會(huì)隨著擺動(dòng)移動(dòng)位置，讓電泳液在前后蓋內(nèi)腔充分與前后蓋外板內(nèi)表面接觸成膜，見(jiàn)圖2。
針對(duì)通用前艙蓋工裝安裝設(shè)計(jì)，優(yōu)先選擇的位置是共有的固定特征或固定位置，一般車(chē)型都是焊接式鎖扣，白車(chē)身安裝防撞梁過(guò)涂裝線，這樣的工裝可以選擇防撞梁和前艙蓋鎖扣固定，為方便員工操作固定方式盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，見(jiàn)圖3。
針對(duì)通用后行李箱蓋工裝安裝設(shè)計(jì)，優(yōu)先選擇的位置是共有的固定特征或固定位置，所以可以選擇行李箱鎖安裝孔與后圍內(nèi)板鎖扣安裝孔進(jìn)行卡接，方便員工操作，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，見(jiàn)圖4。
電泳四門(mén)工裝輔具
1）電泳四門(mén)工裝的作用就是固定車(chē)身四門(mén)在槽內(nèi)不自行打開(kāi)，讓槽液快速流出，對(duì)車(chē)身四門(mén)兩蓋不會(huì)產(chǎn)生有變形影響的沖擊力；
2）固定四門(mén)與車(chē)身的開(kāi)啟角度，讓四門(mén)與車(chē)身呈現(xiàn)30°左右開(kāi)啟角度，槽液在這個(gè)角度時(shí)能夠快速填充及快速流出；
3）輔助工裝承接車(chē)身與四門(mén)接觸的部位，不要有銳角接觸，防止破壞電泳層及磕碰變形；
4）工裝設(shè)計(jì)首先選擇車(chē)型共有固定特征或固定位置才能實(shí)現(xiàn)多車(chē)型通用，操作便捷、結(jié)實(shí)耐用，針對(duì)電泳四門(mén)通用工裝安裝設(shè)計(jì)，通常會(huì)選擇門(mén)鎖及門(mén)鎖扣安裝孔，因?yàn)檫@兩個(gè)位置具有通用工裝所具備共有固定特點(diǎn)，見(jiàn)圖5。
利用門(mén)鎖安裝孔和車(chē)身鎖扣安裝孔進(jìn)行安裝，整個(gè)設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單安裝方便，利用彈簧的彈性將四門(mén)固定在需要的開(kāi)啟角度。
面漆輔助工裝設(shè)計(jì)
面漆工裝用于輔助車(chē)身PVC膠密封、油漆噴涂，本次闡述的面漆工裝設(shè)計(jì)基于手工打膠和內(nèi)表面手工噴涂，在設(shè)計(jì)面漆工裝時(shí)要考慮工裝不影響車(chē)身四門(mén)兩蓋折邊密封，同時(shí)工裝安裝選擇的位置是總裝裝配后的覆蓋面，工裝與車(chē)身接觸面都要考慮不會(huì)產(chǎn)生碰傷，四門(mén)關(guān)閉后與車(chē)身要有8~12 mm的間隙，在油漆車(chē)身濕膜不會(huì)產(chǎn)生碰傷的基礎(chǔ)上最大限度縮小四門(mén)兩蓋的開(kāi)度間隙，這樣可提高車(chē)身四門(mén)兩蓋漆膜均勻性，減少四門(mén)兩蓋邊緣油漆流綴及少漆等質(zhì)量問(wèn)題。
前后蓋面漆工裝
面漆前后蓋工裝安裝設(shè)計(jì)，我們優(yōu)先選擇的位置是前蓋鎖扣及后蓋鎖安裝孔，這樣的方式工裝可以選擇防撞梁和前艙蓋鎖扣固定，為方便員工操作固定方式盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，見(jiàn)圖6。
這種設(shè)計(jì)能夠方便員工操作，前后蓋手工密封折邊膠時(shí)工裝手柄自然下垂，能夠避開(kāi)手工涂膠的軌跡路線，同時(shí)機(jī)器人噴涂時(shí)工裝不會(huì)影響前后蓋邊緣噴涂上漆。
四門(mén)面漆工裝
四門(mén)工裝的間隙尤為重要，如果四門(mén)與車(chē)身開(kāi)合間隙過(guò)大，機(jī)器人在噴涂外表面時(shí)會(huì)噴涂到B柱，導(dǎo)致B柱手工噴涂與機(jī)器人噴涂產(chǎn)生色差，如果四門(mén)與車(chē)身開(kāi)合間隙過(guò)小，四門(mén)濕膜狀態(tài)下容易出現(xiàn)碰傷，所以在設(shè)計(jì)四門(mén)工裝時(shí)會(huì)分為兩個(gè)部分，一個(gè)是限位，另一個(gè)是迫緊，見(jiàn)圖7。
涂裝輔助工裝設(shè)計(jì)需要對(duì)車(chē)身數(shù)據(jù)、工裝結(jié)構(gòu)、人機(jī)操作等方面進(jìn)行反復(fù)分析模擬，減少試制期間工裝實(shí)物驗(yàn)證優(yōu)化頻次，通過(guò)數(shù)模提高工裝通用化程度。
涂裝輔助工裝是涂裝生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的輔具，設(shè)計(jì)涂裝通用性輔助工裝要充分考慮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝的需求及整個(gè)產(chǎn)線的輸送系統(tǒng)功能，從輔助工裝操作便捷性、通用性、可靠性等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，這樣設(shè)計(jì)的工裝才能滿(mǎn)足涂裝工藝生產(chǎn)需求、提高油漆車(chē)身外觀質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。
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