0 引言

現(xiàn)代化車身涂裝線的輸送系統(tǒng)貫穿于涂裝生產(chǎn)線的全過(guò)程，是涂裝生產(chǎn)線的動(dòng)脈。采用哪種輸送結(jié)構(gòu)和方式不僅決定了整個(gè)涂裝線的布局，而且會(huì)對(duì)產(chǎn)品內(nèi)

在質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響。

傳統(tǒng)的懸掛積放式輸送系統(tǒng)槽體積大、設(shè)備長(zhǎng)、涂裝線占地面積大，車身頂蓋及空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣排不盡，使這些部位磷化、電泳涂裝效果不好；還有兜液、瀝水不盡、車身帶液（水）多、藥劑和沖洗用水量大、污水處理量大，均導(dǎo)致涂裝成本提高；由于懸掛式輸送系統(tǒng)鏈條軌跡的固定模式，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同工藝的優(yōu)化處理。國(guó)內(nèi)外廣泛采用的擺桿鏈，出人槽角度可達(dá) 45°，減小了槽體積、縮短了設(shè)備長(zhǎng)度，解決了吊具橫梁和懸鏈滴水污染車身的問(wèn)題，雖然車頂氣泡有所縮小，但由于出入槽角度的限制也無(wú)法根除車頂氣泡。

**涂裝輸送行業(yè)國(guó)際水平的德國(guó) Eisenman、Durr 和意大利 Geico 分別研發(fā)了車身翻轉(zhuǎn)技術(shù)，逐步應(yīng)用于前處理、電泳工藝，從而克服了擺桿鏈技術(shù)中存在上述問(wèn)題，縮小了處理槽的容積，降低了運(yùn)行成本，提高了涂層質(zhì)量，非常有利于環(huán)境保護(hù)。本文就 Leandip 翻浸輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)試應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析和介紹，該產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于貴陽(yáng)吉利新能源汽車涂裝車間，湖北星暉新能源智能汽車涂裝車間正在安裝調(diào)試。

1 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)與擺桿輸送系統(tǒng)比較擺桿鏈輸送系統(tǒng)與 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)，見(jiàn)表 1。

2 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

2.1 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)工作原理

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)是一種新型的前處理電泳涂裝用輸送設(shè)備，用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)懸掛積放輸送機(jī)和擺桿式輸送機(jī)系統(tǒng)，翻浸輸送系統(tǒng)是以旋轉(zhuǎn)浸漬方式為

主的間歇或連續(xù)輸送設(shè)備。工件（車身）在旋轉(zhuǎn)框架的頂部，通過(guò)摩擦動(dòng)力滾輸送機(jī)進(jìn)行輸送。翻浸輸送系統(tǒng)作為一種新型的涂裝輸送設(shè)備，其核心是滑橇帶動(dòng)工件在槽體內(nèi)水平直線運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 360°旋轉(zhuǎn)。

安裝在槽體兩側(cè)的平行軌道，一側(cè)為多個(gè)摩擦動(dòng)力滾床單元輸送機(jī)，另一側(cè)為無(wú)動(dòng)力軌道。載有車身和電泳底漆橇體的運(yùn)行小車（以下簡(jiǎn)稱翻浸小車）沿著平行軌道運(yùn)行并旋轉(zhuǎn)翻浸。間歇運(yùn)行的翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)站定點(diǎn)安裝于槽體外側(cè)。翻轉(zhuǎn)動(dòng)作由安裝在小車上的旋轉(zhuǎn)件與旋轉(zhuǎn)站電機(jī)組件來(lái)完成。

運(yùn)行原理：1）車身轉(zhuǎn)掛至翻浸小車后，通過(guò)摩擦動(dòng)力滾床，沿著不同的工位直線運(yùn)行；2）在槽體入槽位置，進(jìn)行定點(diǎn)翻轉(zhuǎn)并使車身浸入到工藝槽內(nèi)；3）在工藝浸槽內(nèi)，翻浸小車按照工藝時(shí)間要求在浸槽內(nèi)車頂朝上反向向前運(yùn)行；4）在工件出槽位置，一套翻轉(zhuǎn)裝置與入槽處的翻轉(zhuǎn)裝置相同，使車身在浸槽末端翻轉(zhuǎn)出槽；5）待所有工藝工序完成后，車身在翻浸小車上轉(zhuǎn)載下線至地面輸送系統(tǒng)上；6）空的翻浸小車通過(guò)摩擦動(dòng)力滾床、移行設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備等輔助設(shè)備返回至上線點(diǎn)。

2.2 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)特點(diǎn)

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式運(yùn)行翻浸，在浸入即出的浸槽內(nèi)，工件使用同一套翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行360°翻轉(zhuǎn)。在工藝較長(zhǎng)的浸槽內(nèi)，車身運(yùn)行至槽體的翻轉(zhuǎn)位置，當(dāng)小車處于正確的位置時(shí)，控制系統(tǒng)給出準(zhǔn)許信號(hào)使小車及車身進(jìn)行 180°翻轉(zhuǎn)。在浸槽入口，當(dāng)小車處于正確的位置時(shí)，電控系統(tǒng)將發(fā)出準(zhǔn)許信號(hào)使小車進(jìn)行 180°翻轉(zhuǎn)，使車身浸入到工藝槽內(nèi)。在槽內(nèi)運(yùn)行時(shí)，在某一位置會(huì)有車身的搖擺動(dòng)作，可以達(dá)到±7°的擺動(dòng)。在工藝槽出口，車身運(yùn)行至槽體出口的翻轉(zhuǎn)位置，控制系統(tǒng)給出準(zhǔn)許信號(hào)使小車及車身進(jìn)行 180° ~0°旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)。連續(xù)運(yùn)行中翻轉(zhuǎn)的槽體比定點(diǎn)翻轉(zhuǎn)的槽體要長(zhǎng)，達(dá)到的生產(chǎn)率更高。

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)具有如下主要特點(diǎn)：

1）實(shí)現(xiàn)車身 360°旋轉(zhuǎn)翻浸是其*顯著的特點(diǎn)，在槽液中車體底部向上，尾部向前，反向前進(jìn)，再旋轉(zhuǎn)180°出槽，實(shí)現(xiàn)反向浸漬，此種輸送機(jī)使得完成的車身工藝性能好，車身在槽液中翻浸并不停地?cái)[動(dòng)，使空腔內(nèi)的槽液得到充分流動(dòng)，氣體被有效趕出，從而提高內(nèi)腔的涂裝質(zhì)量，解決了困擾前處理電泳多年的技術(shù)難題。

2）車體翻浸實(shí)現(xiàn) 90°出入槽，大大縮短槽體長(zhǎng)度。

3）翻浸系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是電氣/電子元件都不暴露在具有腐蝕性氣體的環(huán)境中。

4）采用橇體支點(diǎn)鎖緊車身的方式，車身在下部進(jìn)行支撐，不需要抱具；降低了槽體的有效高度和寬度，減少了因吊具對(duì)槽液的污染。

5）翻浸小車可以跳過(guò)部分工位直接進(jìn)入下一個(gè)工位進(jìn)行處理；當(dāng)某產(chǎn)品不需要翻浸處理時(shí)，可以直接快速通過(guò)，對(duì)混線生產(chǎn)帶來(lái)了極大方便。

6）由于槽體體積減小，加熱的液體能源消耗量降低。

7）由于實(shí)現(xiàn) 90°垂直翻浸出入槽，車身腔內(nèi)液體快速有效排出，工位之間的竄液量減少。

8）輸送系統(tǒng)易于清理及維護(hù)，特別適用于單品種大批量生產(chǎn)的涂裝車間。

9）可實(shí)現(xiàn)間歇式翻浸和連續(xù)式翻浸作業(yè)。

2.3 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)運(yùn)行翻轉(zhuǎn)小車特點(diǎn)

Lean dip 翻浸運(yùn)行小車為全旋轉(zhuǎn)運(yùn)行小車，具有如下特點(diǎn)：

1）在翻浸小車一側(cè)安裝有一套機(jī)械鎖鉤用來(lái)防止車身在翻轉(zhuǎn)時(shí)被甩出。車身轉(zhuǎn)接和沒(méi)有進(jìn)入翻轉(zhuǎn)之前，依靠鎖鉤鎖緊旋轉(zhuǎn)軸，使得旋轉(zhuǎn)軸保持水平態(tài)，并在水平狀態(tài)下直線運(yùn)行。

2）當(dāng)小車運(yùn)行至翻轉(zhuǎn)站的位置時(shí)，系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。鎖具被抬起，機(jī)械停止器處于高位，旋轉(zhuǎn)軸處于解鎖狀態(tài)，允許小車進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力組件將處于小車的 C 型唇口內(nèi)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

3）當(dāng)運(yùn)行小車運(yùn)行到出槽旋轉(zhuǎn)站時(shí)，在重力作用下處于自由狀態(tài)，車身底部向上，運(yùn)行到位，翻轉(zhuǎn)站動(dòng)力系統(tǒng)啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到位，機(jī)械停止器的鎖鉤沿翻轉(zhuǎn)組件上的高強(qiáng)度圓盤(pán)滑動(dòng)，在重力作用下自動(dòng)入槽口，即鎖止位，小車?yán)^續(xù)向前直線運(yùn)行。

2.4 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)掛特點(diǎn)

在大規(guī)模批量生產(chǎn)線，自動(dòng)轉(zhuǎn)掛工位是影響自動(dòng)化程度的關(guān)鍵工位之一，其轉(zhuǎn)掛可靠性直接影響整線的運(yùn)行。該系統(tǒng)車身轉(zhuǎn)掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，如圖 1 所示。

2.5 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)站特點(diǎn)

對(duì)于間歇試運(yùn)行系統(tǒng)采用定點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)站設(shè)在翻轉(zhuǎn)工位，0° ~ 360°翻轉(zhuǎn)工位設(shè)一臺(tái)翻轉(zhuǎn)站，長(zhǎng)槽（如脫脂、磷化、電泳具有一定工藝時(shí)間要求的）需要設(shè)置進(jìn)槽翻轉(zhuǎn)和出槽翻轉(zhuǎn) 2 個(gè)翻轉(zhuǎn)站。翻轉(zhuǎn)站由機(jī)架、浮動(dòng)機(jī)架、專用大扭矩電機(jī)減速機(jī)、鉗口和檢測(cè)裝置構(gòu)成。

2.6 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)軌道特點(diǎn)

安裝在槽體兩側(cè)的平行軌道，一側(cè)為摩擦動(dòng)力滾床輸送機(jī)，另一側(cè)為無(wú)動(dòng)力軌道。摩擦動(dòng)力滾床輸送機(jī)為單元模塊化設(shè)計(jì)。同時(shí)在一條完整的系統(tǒng)中設(shè)置旋轉(zhuǎn)軌道、電動(dòng)移行軌道，并配以升降機(jī)組成了完整的Lean dip 封閉循環(huán)系統(tǒng)。

2.7 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)返回特點(diǎn)

返回系統(tǒng)有 2 種方式：一種為水平返回方式，沿著前處理電泳進(jìn)口和出口位置，水平方向成為閉合回路返回；另一種為垂直方式返回，前處理前后兩端設(shè)置升降機(jī)，空車沿槽體下部返回，電泳線也是前后兩端設(shè)置升降機(jī)，空車沿槽體下部返回。后者可實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。

3 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試要點(diǎn)

3.1 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

當(dāng)需要設(shè)計(jì)一條全新的 Lean dip 系統(tǒng)時(shí)，需要確定以下幾方面內(nèi)容。

3.1.1 生產(chǎn)名義節(jié)距的確定

根據(jù)給定車型*大外形尺寸，按生產(chǎn)量大小確定采用間歇式翻浸還是連續(xù)式翻浸，首先做出旋轉(zhuǎn)運(yùn)行軌跡，確定*大包絡(luò)線尺寸。名義節(jié)距一般比包絡(luò)線直徑大 600 mm，即每側(cè)有 300 mm 的安全距離。

3.1.2 軌道安裝高度的確定

先要確定旋轉(zhuǎn)軸的中心高度，一般以槽體外沿平面高出 200 mm 為旋轉(zhuǎn)軸中心高度，以此核定軌道的安裝高度。

3.1.3 摩擦動(dòng)力滾床單元長(zhǎng)度的確定

首先確定旋轉(zhuǎn)站動(dòng)力滾床的長(zhǎng)度，再以前后瀝水段直線長(zhǎng)度確定連接段滾床的長(zhǎng)度，還要根據(jù)不同工藝段的時(shí)間速度要求，以便于控制和傳遞為原則劃分

單元。

3.1.4 摩擦動(dòng)力滾床單元速度的確定

1）按照工藝要求時(shí)間計(jì)算出速度；2）核算運(yùn)行過(guò)程中前后車不能相撞；3）核算生產(chǎn)節(jié)拍是否滿足。

3.1.5 旋轉(zhuǎn)站數(shù)量的確定

1）即浸即出槽設(shè)置 1 臺(tái)旋轉(zhuǎn)站；2）有工藝時(shí)間要求的（如脫脂、磷化、電泳槽）需要入槽 1 臺(tái)、出槽 1 臺(tái)旋轉(zhuǎn)站；3）有瀝水要求工位的設(shè)置 1 臺(tái)旋轉(zhuǎn)站。

3.1.6 旋轉(zhuǎn)站功率的確定

首先進(jìn)行旋轉(zhuǎn)扭矩計(jì)算，建立力學(xué)模型（如圖 2 所示），以某車身 45 JPH 進(jìn)行受力分析與計(jì)算。

圖 2 中，旋轉(zhuǎn)軸重力：P1=3 000 N；支撐框架重力：

P2=2 000 N；

功率計(jì)算：節(jié)拍 45 JPH 旋轉(zhuǎn)站的轉(zhuǎn)速 n=2 r/min，功率 P=Mnη/9 550K，式中，M=18 799.8 N·m，為作用在軸上的扭矩；n=2 r/min，為減速機(jī)出軸轉(zhuǎn)速；η=0.95，為減速機(jī)機(jī)械效率；K=1.2，為啟動(dòng)系數(shù)。

計(jì)算結(jié)果：P=18 799.8×2×0.95/9 550×1.2=3.12 kW，實(shí)際選用旋轉(zhuǎn)站功率為 4 kW。

3.1.7 駝峰軌道設(shè)計(jì)

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)特殊結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較大角度的擺動(dòng)，脫脂、磷化、電泳段設(shè)計(jì)駝峰軌道，用以消除車身表面存留的氣泡，擺動(dòng)角度可達(dá)±7°。

3.1.8 返回軌的設(shè)計(jì)

一般生產(chǎn)節(jié)拍≤45 JPH 時(shí)采用水平返回方式，＞45 JPH 時(shí)采用垂直返回的方式。

3.1.9 電泳底漆橇體的設(shè)計(jì)

翻浸輸送系統(tǒng)對(duì)底漆橇體有特殊要求，底漆橇體除了滿足車身支撐鎖緊要求外，還要滿足與翻轉(zhuǎn)小車的結(jié)合與鎖緊。

3.2 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)安裝要點(diǎn)

3.2.1 軌道的安裝

1）兩側(cè)軌道中心距要相同，摩擦動(dòng)力軌道一側(cè)也是導(dǎo)向輪行走側(cè)，除了直線度保證外，還要保證側(cè)邊的接口平滑過(guò)渡；2）要特別注意，因?yàn)檐壍腊惭b在槽體兩側(cè)，槽體寬度方向空槽與盛滿液體狀態(tài)不一致，有變形，軌道一定要留出寬度可調(diào)整的位置，確保軌道中心距不變；3）駝峰軌道的安裝，高度上要保證駝峰軌道踏面與動(dòng)力滾床踏面的位置高度關(guān)系，確保小車運(yùn)行時(shí)摩擦阻力*小。

3.2.2 導(dǎo)電銅排的安裝

1）導(dǎo)電銅排分高、低壓段，高、低壓段之間充滿絕緣材質(zhì)，接口必須緊密、平滑，容易出現(xiàn)的問(wèn)題是如果不平滑集電器會(huì)起火花；2）導(dǎo)電銅排與車載集電器的間隙要保證一致，容易出現(xiàn)的問(wèn)題是取電時(shí)造成間隙打火花，嚴(yán)重時(shí)燒壞集電器；3）保證與軌道絕緣。

3.2.3 旋轉(zhuǎn)站的安裝

1）旋轉(zhuǎn)站安裝位置 X、Y、Z 3 個(gè)方向均可調(diào)整為好；2）安裝后鉗口必須水平；3）要用上線的運(yùn)行小車調(diào)整 3 個(gè)方向的位置。

3.3 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)調(diào)試要點(diǎn)

3.3.1 翻浸小車的調(diào)試

系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)入調(diào)試程序，**步手動(dòng)空車試運(yùn)行，也是驗(yàn)證通過(guò)性?？蛰d試車完成后，重載調(diào)試，預(yù)先按車身*大外形尺寸制作一仿形樣件進(jìn)行試車。全部試車通過(guò)，接著按增加 1/3 的數(shù)量逐步重載上線調(diào)試。

3.3.2 旋轉(zhuǎn)站的調(diào)試

旋轉(zhuǎn)站調(diào)試*容易發(fā)生的問(wèn)題是運(yùn)行小車不能正確進(jìn)入旋轉(zhuǎn)站，需要調(diào)試人員在手動(dòng)程序狀態(tài)下，精調(diào)旋轉(zhuǎn)站的三維坐標(biāo)位置，確保旋轉(zhuǎn)鉗口與旋轉(zhuǎn)頭上下間隙均勻，以上下各 1 mm 為宜。由于不同車身內(nèi)腔空間不同，旋轉(zhuǎn)阻力不一致，還要調(diào)整旋轉(zhuǎn)站的驅(qū)動(dòng)預(yù)緊力，實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的浮動(dòng)角度，調(diào)試給定彈簧預(yù)緊力的大小。

3.3.3 集電器的調(diào)試

安裝在運(yùn)行小車上的集電器是在車身擺動(dòng)的情況下接電，常出現(xiàn)的問(wèn)題是取電過(guò)程中打火花，嚴(yán)重的燒壞電刷。

3.3.4 程序調(diào)試

Lean dip 系統(tǒng)運(yùn)行程序非常復(fù)雜，這里不再詳細(xì)敘述。

4 結(jié)語(yǔ)

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)由高度模塊化、靈活的傳輸單元構(gòu)成，應(yīng)用于前處理和電泳涂裝，產(chǎn)能*高可達(dá)80 JPH，可以滿足生產(chǎn)線的高產(chǎn)能要求；同時(shí)，該系統(tǒng)擁有更好的生產(chǎn)柔性、更緊湊的空間占用、更少的化學(xué)品消耗和更低的能耗，從而滿足涂裝生產(chǎn)在可持續(xù)發(fā)展方面的各種要求。此外，與傳統(tǒng)工藝相比，該系統(tǒng)大大減少了生產(chǎn)線的長(zhǎng)度和處理槽的體積 （30%左右），因此能*大程度地優(yōu)化使用空間，并*終降低運(yùn)營(yíng)成本。投資初期造價(jià)較擺桿式高，但是綜合槽體成本、能源消耗成本、維護(hù)和運(yùn)營(yíng)成本，還是節(jié)省了很大的成本。加之為了適應(yīng)國(guó)內(nèi)車身技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)新建涂裝線都將采用這種輸送方式。