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输送设备/机器人 |
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前处理电泳线输送机同步技术 |
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作者：上海大众汽车有限公司 陈烨 来源：AI《汽车制造业》 |
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目前应用最广泛的两种输送技术：悬挂式推杆链及双摆杆式输送链。旋转浸渍式输送机及多功能穿梭机目前随着工艺质量要求不断提高也得到了快速发展。
预处理电泳工艺设备技术的发展
为提高涂层对底材的附着力和耐腐蚀性，汽车在涂漆前都进行除油和磷化处理。世界各国的表面处理工艺及设备基本定型，仅在脱脂和磷化后的水洗次数、磷化后进行钝化或不钝化等细节上有些差别，在处理过程中几乎都采用全浸式（在9～13道工序中至少有5～7道以上为全浸式工序）。
目前应用最广泛的两种输送技术：悬挂式推杆链及双摆杆式输送链（如图1所示）。旋转浸渍式输送机及多功能穿梭机目前随着工艺质量要求不断提高也得到快速发展。
图1 广泛应用的两种输送技术
上 推杆悬链 下 摆杆链双链
悬挂式推杆链（OHC，简称推杆悬链）特点是设备原理简单、投资少、制造相对容易、运行速度快。相比双摆杆式输送链、多功能穿梭机及旋转浸渍式输送机，推杆悬链在国内应用已很成熟，国内能自行设计、制造、安装调试。在广州本田、上海大众等公司的高节拍流水线上应用仍有一定优势。
双摆杆式输送链（Swing Rod，简称摆杆链）的技术优点是避免了输送机在运行过程中给车身和槽液带来的污染；运行速度快，而且速度调节范围较大，装挂方式灵活；入槽、出槽的角度大，可以减少设备长度、降低设备投资。它具有传统输送机无法比拟的优势，已被很多公司广泛采用。
输送同步技术的实现
推杆悬链输送机布置在设备上方（在槽区中心线上），而摆杆链双链布置在槽上方两侧，如图1所示。它们的共同点是两种输送技术的输送轨都是由上坡段、下坡段和水平段组成。它们采用了不同的链同步技术：推杆悬链前后链的同步技术、摆杆链左右链的同步技术。
1、悬挂式推杆链
积放式悬挂输送机系统由标准化部件组成，主要部件包括：驱动站、张紧装置、回转装置、牵引链、轨道、道岔等。积放式输送机最大的优点是可以在任意点停止下来并可以积存起来，也可以根据需要重新开始运行，既有输送功能，又有存储功能。但应用在前处理线、电泳线上时，由于存在上下坡，吊具及车身重量均较大（一般为500～1000kg），即输送链推头（Pitch）负载较大。为了避免在上下坡溜车的情况，将输送机轨道设计为压紧轨，只有在输送转换传递区域才是正常的积放轨。这样在压紧轨区域，输送链推头与吊具确保不脱开，同时也失去了积放功能。常见的方案有单链多驱动同步驱动、双链双驱动同步助推及多链多驱动同步传递方案。
高节拍流水线必定是需要用空间换时间，即由足够的流水线长度来满足工艺时间要求，例如某欧系40JPH（每小时工作量）生产能力厂，其前处理线长220m，电泳线长150m，以此来获得足够的浸槽和喷淋时间。由于输送长度长、总负载增加，输送机必须增加输送驱动、轨道强度等，如方案1。
方案1：单链多驱动同步驱动方案（如图2所示），其中实线段为压紧轨、虚线段为回链。
图2 单链多驱动同步驱动方案
方案1采用单一输送链、三个驱动来获得足够的驱动力。其同步要求是：三个驱动要保持同时启动、同时停止。其优点是机械设计和电气控制较简单，性价比最高。但对轨道强度与刚性设计提出更高要求，设备故障率也较高。
在实际应用中，方案1三个驱动站同步驱动的实现较为困难，容易出现三个驱动站中某一驱动站先过载保护而导致另外两驱动过载而停链，造成预处理电泳线整条流水线停线。在空载时或在负载均匀分布时，输送链启动容易；但在负载分布不均匀时，现场过载保护复位后重新启动，也经常由于三驱动同时启动不同步而造成重启失败。这种情况在实际应用中出现的几率较多，所以一般不推荐使用该方案。
方案2：双链双驱动同步助推方案（如图3所示）。
图3 双链双驱动同步助推方案
当C1链吊具到达A点时，助推链把该吊具推到C2链B点。助推链是间歇性运行的，只有当A点有吊具时才开始运行。本来C1、C2链同步耦合的关系，通过增加助推链简单地“解耦”了。当C2链短时间故障时，助推区域可作为故障缓冲区，即短时间内C2链故障，C1链还可继续运行。对于流水线较短、节拍较慢（低于15JPH）的生产线来说，该方案是最佳选择方案。
方案3：多链多驱动同步传递方案（如图4所示）。
图4 多链多驱动同步传递方案
该方案是方案1的改进方案，其机械设计除了A1A2、B1B2两传递区域外，其他设计均与方案1相似。但该方案在电气自动控制方面比较复杂。由于图中实线段为压紧轨，所有到达C1链A1点的吊具必须在规定的时间内传递到C2链A2点，并立即带走；所有到达C2链B1点的吊具必须在规定的时间内传递到C3链B2点，并立即带走。所以C1、C2、C3链同步控制必须满足：
□ B2（A2）有空位时，C2链（C1链）才能运行，否则必须停止。
□ 吊具到达A1点时，C2链相应的推头必须到达指定区域，以便能准时把该吊具带走。否则需停C1链，等待C2链相应的推头到达指定区域。
□ 吊具到达B1点时，C3链相应的推头必须到达指定区域，以便能准时把该吊具带走。否则需停C2、C1链，等待C3链相应的推头到达指定区域。
□ 由于不同输送链有不同的磨损量，为达到输送链同步，需要增加C1、C2、C3链磨损自动补偿功能。
□ C1、C2、C3链出现不同步时，需要两两之间能自动调节的同步功能。
由于变频技术应用日趋成熟，电气控制同步的实现也变得相对简单。以SEW变频器为例，MOVITRAC 31C是合适的选择，具有同步运行控制功能，即一组3台异步电动机（C3链主动，C1、C2从动运行）按一定的规律相互同步运行，其原理如图5所示。
图5 C1/C2/C3链主动从动同步控制方案
在实践应用中本方案主要控制器件选用为：
PLC选用SIEMENS S5 115，变频器选用SEW-USOCOME MOVITRAC 31C，其中包括速度控制选用件FEA31C、FES31C、FEN31C等。
方案3可以解决方案1的不足，可实现有条件的同时启动、同时停的三链同步，而且对现场负载分布状况不敏感。在实践应用中方案3故障率较低，约为方案1的10%，运行可靠。
2、双摆杆式输送链
摆杆输送机由于能实现产品车身45°入槽，而被广泛使用。摆杆输送机主要由摆杆、驱动站、张紧装置、回转装置、牵引链及轨道等组成。其工作原理为：牵引链条布置在槽区两侧，摆杆的两端轴分别与槽区两侧的牵引链条铰接在一起，每2个摆杆为1组，每1组摆杆输送1个工件，牵引链带动摆杆沿特定的轨道运行，完成工件前处理及电泳各工序，空摆杆沿设备下部的摆杆返回轨道平放着返回。所以必须保证槽区两侧的牵引链同步运行。
摆杆输送机牵引链同步技术主要通过机械设计来实现，其技术原理如图6所示：
图6 摆杆输送机双链同步技术原理
□ 驱动装置的2套传动系用1根通轴相连，确保输送机两侧链条同步运行。
□ 摆杆与链条的连接保持一定的自由度。摆杆两端轴分别与内链片上的套铰接，摆杆轴与链片套为线接触，可在小范围内自由调整。摆杆轴一端与链片固定，另一端自由，两侧链条不同步时，使摆杆运行灵活，不容易卡死。
另外，其流水线布置方案与悬挂式推杆链方案2类似，只不过同步助推链由前处理后的一个出空存储线替代，同时作为前处理线后一故障存储线。
需要重视的两个因素
由于输送机运行环境恶劣——强酸、强碱、高湿度环境，需要重视以下两个因素：
1、布置在区域检测器件需选用IP等级高、可靠性好的产品，以适应工作环境要求。
2、在实际应用中，输送链腐蚀、磨损较快，如何实现链节磨损自动补偿调整，是保持系统同步（悬挂式推杆链前后同步、双摆链输送链左右同步）运行的关键。(end)
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(10/23/2007) |
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