和黃璨

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，柳州 545005）

車架是整個卡車的脊梁，需要承受汽車的全部載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等，同時需要經(jīng)受風(fēng)吹雨淋、惡劣工況的各種考驗。車架電泳是車架最后一道工藝，相當于為車架披上防護外衣。電泳質(zhì)量直接影響車架的防腐性能和耐候性，直接影響車架的使用年限。由于車架尺寸大、重量重、形狀復(fù)雜，行業(yè)內(nèi)車架電泳線生產(chǎn)效率低、能耗和設(shè)備故障率高、質(zhì)量不穩(wěn)定成為卡車制造工藝的瓶頸。通過對車架電泳線關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)進行研究和開發(fā)，打造高效率、低能耗、設(shè)備可靠、質(zhì)量穩(wěn)定以及具備智能化的高效能車架電泳線對汽車企業(yè)來說意義重大。

1 卡車車架電泳線現(xiàn)狀

車架電泳線一般采取陰極電泳的工藝。由于車架種類多、尺寸大、重量重，生產(chǎn)過程中設(shè)備需要經(jīng)受酸堿腐蝕、高溫高濕等環(huán)境，對裝備性能提出了更高要求。車架電泳線能源消耗巨大，而電泳裝備結(jié)構(gòu)直接決定著能源消耗。如何對車架電泳線裝備進行研究改進，實現(xiàn)智能高效生產(chǎn)并降低能源消耗，成為車架電泳線技術(shù)研究的方向。

2 車架電泳線效能提升技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 研究總體思路

為實現(xiàn)電泳工程的“先進、可靠、經(jīng)濟、環(huán)?！?、電泳生產(chǎn)的“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、少公害”及人機工程的原則設(shè)計，力爭打造高效能的車架電泳標桿工廠，車架電泳生產(chǎn)線高效能提升和實施需圍繞“高效率、高節(jié)拍、高品質(zhì)、低能耗”4個重點開展工作[1]。

2.2 車架電泳線各項技術(shù)應(yīng)用研究

2.2.1 瓶頸工位和過線能力提升，實現(xiàn)高效率

（1）電泳參數(shù)自調(diào)整技術(shù)開發(fā)。車架電泳線采用陰極電泳工藝，為提高效率車架堆垛需匹配不同的車架類型，針對不同車架的堆垛匹配需要調(diào)節(jié)不同的電壓、電流等參數(shù)進行電泳，從而達到不同的膜厚質(zhì)量要求。為解決這一技術(shù)難題，滿足高效率電泳工藝要求，可以開發(fā)車架電泳參數(shù)自調(diào)整技術(shù)，針對業(yè)內(nèi)的傳統(tǒng)雙軌自行小車和整流器控制方式進行創(chuàng)新設(shè)計改進，并根據(jù)各類車架工藝尺寸進行高效識別控制。此外，采用防錯堆棧技術(shù)，容錯率更低，系統(tǒng)調(diào)整 更精準。

（2）多類型車架差異化烘干技術(shù)。泳后烘干是車架電泳一道關(guān)鍵工序。烘干溫度控制關(guān)系著整套烘干工序的工藝質(zhì)量，因此車架烘干工藝根據(jù)精準的烘干曲線窗口驗證優(yōu)化，通過先進的模擬仿真技術(shù)，經(jīng)過一系列嚴格過線驗證，不斷優(yōu)化出一套適用于車架的烘干工藝參數(shù)，使得線體可根據(jù)不同的車架類型進行烘干參數(shù)調(diào)整，確保最終各類型車架烘干硬度均滿足要求[2]。

（3）超高車架安全過線技術(shù)。車架電泳線采取車架堆垛方式過線。因為電泳線開啟后即開始消耗能源，所以提高單位時間內(nèi)車架產(chǎn)出數(shù)量可以有效提升效率，降低能源消耗。針對車架增加堆垛數(shù)量后高度增加，帶來堆垛、過線、存儲和吊運過程中的安全風(fēng)險隨之增加。如何保證超高車架的過線安全是高效率生產(chǎn)的一個技術(shù)難題。

①開發(fā)車架上件輸送超偏載自動檢測技術(shù)。通過對現(xiàn)有輸送滾床進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計，采用先進的稱重自動平衡檢測技術(shù)，對總體超重和偏載超出范圍的禁止過線，從源頭上解決車架堆垛上件擺放不居中、超重造成的過線安全問題。

②設(shè)計試制車架輪廓檢測裝置。實現(xiàn)過線車架的最大輪廓檢測，對堆垛車架總高度、寬度超過設(shè)計值的禁止過線，解決車架超高超寬造成的過線安全問題。

③非標室體及門洞高度改造。車架堆垛高度增加與現(xiàn)有非標室體及門洞存在干涉隱患，需對非標室體及門洞進行改造。

④設(shè)計改進車架安全吊運吊具工裝，并優(yōu)化車架工藝孔位置，保證車架吊運平穩(wěn)安全。

2.2.2 模擬仿真和能量充分利用，實現(xiàn)低能耗

（1）建立車架涂裝線體三維仿真模型（如圖1所示），為車架堆垛過線提供模擬分析平臺和依據(jù)。效率提升增加堆垛層數(shù)后，各類線體設(shè)備通過性參數(shù)均需要考慮車架尺寸、重量等要件重大變化帶來的風(fēng)險。因此，通過開發(fā)線體三維分析模型并廣泛應(yīng)用，以提高項目前期方案研究分析效率，降低過線驗證的安全風(fēng)險。

（2）通過軟件進行烘干室現(xiàn)狀送排風(fēng)仿真和現(xiàn)場風(fēng)速測量對比分析，再數(shù)模上進行改善仿真分析，確認更優(yōu)的送風(fēng)方案，使烘干室內(nèi)爐溫分布更能滿足工藝要求，防止烘干爐局部溫度過高或過低情況。通過對烘干爐進行熱量模擬仿真對烘干預(yù)熱實現(xiàn)再利用，實現(xiàn)低能耗生產(chǎn)。

2.2.3 關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定性開發(fā)，實現(xiàn)設(shè)備可靠性提升

為實現(xiàn)各類型車架堆垛匹配生產(chǎn)，生產(chǎn)線設(shè)備的穩(wěn)定運行尤為關(guān)鍵。通過設(shè)備穩(wěn)定性提升技術(shù)研究，保障高效率生產(chǎn)[3]。

（1）開發(fā)車架上件輸送超偏載自動檢測技術(shù)。車架電泳線采用堆垛形式過線，如果車架上件擺放不居中、超重，可能在車架輸送過程中出現(xiàn)偏載、超重現(xiàn)象導(dǎo)致車架傾斜，從而損壞雙軌小車、室體、槽體等設(shè)備而發(fā)生故障。如圖2所示，通過研發(fā)設(shè)計、安裝調(diào)試輸送滾床稱重超偏載檢測裝置系統(tǒng)，有效解決和預(yù)防車架堆垛上件擺放和重量問題造成的設(shè)備故障，可提高線體設(shè)備的運行穩(wěn)定性。

（2）雙軌小車對軌檢測技術(shù)。車架電泳前處理電泳采取雙軌小車系統(tǒng)，采取滑觸線通電和信號傳輸。因為在酸堿和高濕環(huán)境下容易造成滑觸線信號故障和對軌故障，所以通過改善電控系統(tǒng)，研發(fā)具有毫米級精度的對軌調(diào)整檢測裝置，以提升雙軌輸送設(shè)備的可靠性。

（3）雙軌平移車行走輪技術(shù)改進。平移車與兩端固定軌道對接是雙軌小車系統(tǒng)控制的重點和難點。為保障平移車準確對接，順利接載載物車，軌道對接時設(shè)置有輔助對位裝置，同時從安裝精度上進行控制，包括控制軌道安裝精度和小車前后軸安裝精度，以控制小車走輪軸夾角不超過±0.1°，從而保障平移車與兩端軌道順利對軌。

（4）烘干鏈滑撬輔助定位。電泳烘干爐設(shè)備屬于重點設(shè)備。烘干設(shè)備故障后，由于需要降溫、修復(fù)和升溫，故障修復(fù)時間長，會造成大量的能源消耗和生產(chǎn)損失。車架尺寸大，在烘干爐內(nèi)輸送為橫向雙鏈輸送，烘干和強冷之間的設(shè)備轉(zhuǎn)接均需要車架停位準確，精度需要控制在±3 mm。由于車架重量重、慣性大，難以精確控制，極易造成轉(zhuǎn)接異常，引起停線。通過研究設(shè)計開發(fā)一種定位結(jié)構(gòu)，在爐內(nèi)轉(zhuǎn)接點對設(shè)備進行復(fù)雜定位，定位精度可以控制在±2.5 mm，從而確保烘干爐滑撬轉(zhuǎn)接的可靠性。

（5）整流器設(shè)備能力提升。整流器是車架電泳陰極電泳工藝的關(guān)鍵設(shè)備。為滿足高效率生產(chǎn)需要，車架堆垛數(shù)量增加帶來了電泳面積增加，電流也隨之增大，這樣會使整流器出現(xiàn)超負荷過載限流報警。通過詳細復(fù)核電泳整流器和陽極管負荷能力，可通過對整流器進行新增擴容改造，安裝調(diào)試實施后，可實現(xiàn)更大面積多層車架的電泳工藝要求，有效解決了電泳工序瓶頸問題。

2.2.4 產(chǎn)品和設(shè)備融合性分析，實現(xiàn)質(zhì)量提升

生產(chǎn)線以車架堆垛的方式進行電泳工藝過線，但由于堆垛上下層結(jié)構(gòu)的關(guān)系，可能會產(chǎn)生一定的工藝質(zhì)量缺陷。通過產(chǎn)品和設(shè)備融合性分析，合理設(shè)置車架運行過程中的搖擺角度、橫向滑移、傾斜方向、仿真模擬以及預(yù)烘干優(yōu)化等，提升車架電泳工藝品質(zhì)。

（1）車架工藝槽搖擺過線技術(shù)。車架前處理電泳為全浸式過線工藝，通過控制優(yōu)化車架空中輸送系統(tǒng)，采用精準編碼控制技術(shù)，實現(xiàn)在車架前處理電泳工藝過程中進行搖擺動作。經(jīng)過模擬計算和安全驗證，優(yōu)化設(shè)置搖擺角度，實現(xiàn)車架全方位電泳，提升工藝 質(zhì)量[4]。

（2）車架殘液引流裝置開發(fā)。車架流痕問題會影響車架的質(zhì)量。流痕產(chǎn)生后，需要打磨補漆處理，增加了人工成本和補漆成本。因此，改善車架流痕質(zhì)量，減少車架生產(chǎn)成本，是急需解決的難題。通過殘液引流裝置傾斜過線、人工吹水規(guī)范、車架保壓優(yōu)化以及調(diào)整烘干速率等各項對策實施，可大幅減少流痕點數(shù)，提升車架電泳質(zhì)量[5]。

2.2.5 控制系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)

車架電泳線的自動化程度是產(chǎn)線實現(xiàn)智能化、信息化以及數(shù)字化的基礎(chǔ)。通過設(shè)備控制系統(tǒng)和中控系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，可實現(xiàn)電泳線體智能化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)運行效率。

由于生產(chǎn)、工藝、能源等數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析以往采用人工記錄，工作量大且容易出錯，通過設(shè)計開發(fā)中控系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)線數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計分析，能夠及時查找設(shè)備、工藝參數(shù)、能源消耗異常，并進行及時修復(fù)，確保線體運行的可控。利用制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和中控系統(tǒng)生產(chǎn)信息統(tǒng)計，為生產(chǎn)銜接提供依據(jù)，實現(xiàn)無縫生產(chǎn)，合理安排生產(chǎn)銜接和物流配送，避免生產(chǎn)等待，提升了單位時間內(nèi)生產(chǎn)線凈產(chǎn)出車架數(shù)量，在降低能耗的同時提升生產(chǎn)節(jié)拍。通過生產(chǎn)信息的實施監(jiān)控，對生產(chǎn)、設(shè)備、能耗進行分析，可為生產(chǎn)穩(wěn)定和管理提升提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 結(jié)語

在卡車車架電泳線工藝技術(shù)提升研究過程中，通過開發(fā)電泳參數(shù)自調(diào)整技術(shù)、多類型車架差異化烘烤、能源再利用、超偏載檢測裝置、自修正平移車和烘干精準定位裝置、殘液引流裝置等措施，實現(xiàn)了車架電泳的高效率、低能耗，同時具備設(shè)備穩(wěn)定、質(zhì)量可靠兼具智能化的生產(chǎn)線，在車架電泳線升級改造中具有廣泛的推廣價值，能夠為同類車架電泳線的建設(shè)和建設(shè)后的改善提供參考。