第六章汽车涂装设计与涂装控制系统

第六章汽车涂装工艺设计与涂装控制系统

第一节汽车涂装工艺设计概论

一、概述

1、工艺设计的重要性

工艺设计的优劣直接影响着产品的质量、生产效率和生产成本。涂装工艺设计是确定工艺设计方案的全过程。它是根据产品的涂层标准、生产纲领和生产物流，通过采用的工艺流程以及选用的涂装材料、涂装设备、涂装厂房、公用动力设施和生产辅助设施等优化组合实现。

工艺设计要重视工艺流程和工艺布置，如果工艺材料和设备的选择及设计不合适，还可以更换。但是，工艺流程和工艺布置选择不合适、布置不合理将后患无穷。其后果是在生产过程中产生的质量问题无法解决、运行成本增加、经济效益低、不能满足国家规定的各种法规要求等。因此，必须高度重视工艺设计，并做到精心设计；设计出既符合生产工艺要求，又经济实用、整齐美观的合理布局。布置合理与否，将直接影响建设项目的投资、投产后的操作、检修和安全，以及各项经济指标的完成情况。若厂房布置过于宽敞，会增加建设投资；若过于紧凑，会影响日后安装、操作、检修等工作，甚至还会导致生产事故的发生。因此必须统一考虑，全面衡量，合理安排，切实做好车间布置工作。

2、工艺设计的基本原则

1）物流合理

涂装工艺设计中的物流包括产品的生产工件物流和各种材料、物料及废物的物流。生产工件物流应选择运行路线短且尽量避免运行路线交叉。对于多层分区布置应尽量减少产品升降和往返次数。各工序应布置合理、衔接良好，且各工位布置要紧凑。各种材料、物料及废物的物流应选择运输路线短、尽量不通过生产操作区、存放场地尽量靠近使用位置。选用的物流运输设备或工具应经济可靠。

2）立体化、区域化布置

汽车涂装的装饰性要求越来越高。涂装环境的洁净度是提高涂装装饰性的重要条件。因此，工艺设计应按立体化、区域化分层分区布置各种设备及辅助设施。即按不同工序和不同工艺要求，达到不同洁净度以保证汽车涂装装饰性要求。应该设置喷漆洁净区、一般洁净区、烘干区和送排风设备区。尽量使辅助设施设在底层，喷漆操作间设在中层，送排风设备区设在上层；烘干区设在中层或上层，送排风设备区和烘干区尽量用墙板封闭，防止噪声和热量扩散而影响其他区域。

3）离线返修及质量抽检的设置

涂装产品表面质量要求高，在每个工艺段（电泳、中涂、面漆等）必须设置离线返修工位，保证不合格产品及时修整。在聚氯乙烯（PVC）和面漆后边设置质量抽检(Audit)工位，在电泳、中涂和面漆强冷室后边设置质量反馈检查工位，以保证产品质量并达到质量信息及时反馈的目的。

4）设置必要的车身编组站及漆后缓冲

随着市场竟争的激烈程度，车身产品都采用多品种、多样化生产。为了保证生产柔性化，大型车身涂装线都应布置漆前的白车身编组站和漆后车身编组站，按品种和颜色存放车身。对每个工艺段（电泳、PVC、中涂、面漆）后边都设有缓冲线，保证涂装线在班后或意外事故时的“跑空”，防止烘干炉内工件放置时间过长，同时保证同步生产和便于清理设备内部。为了节省面漆和多种产品需求，在中涂漆后设多色缓冲线。

5）保持微正压

为了保证喷漆洁净度，必须保证喷漆区对其他区域保持微正压，其他区域对涂装厂房外界保

持微正压。防止外部灰尘进人洁净区，由送人的经过滤的新鲜空气维持各区域的微正压环境。从喷漆洁净区至厂房室外，车间各个区域之间的微正压压差一般按照10~20 Pa递减。

6）设备选择方式

伴随汽车涂装技术的国际化发展，国内对世界上的各种涂装线的技术水平都有较深入的了解。经过分析和研究，我们认为尽管同一类涂装设备有着不同的结构形式，各有自己的特点，但是在使用上大同小异。通过不断完善，都朝着结构合理可靠、降低投资、提高效率、减少运行成本、节能和环保的方向发展。在选择涂装设备时，应根据不同的工艺设备布置产品档次及投资额度的确定方案。

悬挂积放链与反向地面积放链或滑撬运输系统配套使用，较适用单层厂房区域化布置，采用水旋式喷漆室和烘干炉等设备；桥式烘干炉和桥式U型烘干炉适用于反向地面积放链运输工件；Ⅱ型烘干炉适用于滑撬运输系统运输工件。新型的水旋式喷漆室也适用于多层厂房的立体化、区域化布置。

悬挂积放链、摆杆或Rodip滑撬运输系统、多功能穿梭机分别与滑撬运输系统配套使用，均适合多层厂房立体化、区域化布置，采用文丘里式喷漆室和烘干炉等设备。文丘里式喷漆室用于单层厂房区域化布置，由于其水洗装置较深，会造成土建费用增力口。

多品种生产且柔性化要求高的喷漆线，选择喷涂机器人比自动喷涂机更合适，采用机器人喷漆是未来汽车涂装喷漆的发展趋势。

产品级别较高、投资额度较大的涂装线，可选择适合立体化、区域化多层厂房工艺布置的涂装设备，选择自动化程度高的喷涂设备（喷涂机、机器人）以达到生产全过程的自动化控制。

产品级别较低、投资额度较小的涂装线，可选择适合区域化单层厂房工艺布置的涂装设备。选择适当的自动化控制水平及喷涂设备。

受建设厂地所限，在投资额度允许的情况下，可选择适合占地面积小的多层厂房立体化、区域化工艺布置的涂装设备。

7）土建及公用设施适用、可靠

汽车涂装线要求厂房全封闭、占地面积尽量小、厂房高度尽量低，以节省送排风系统运行能耗。厂房内墙壁及地面光滑平整，涂不积尘、不起灰的专用涂料。根据涂装线用能种类和厂区公用动力供应位置及工艺设备用能位置，合理布置涂装线公用动力设施及供应管线。公用动力设施位置的安排应该既方便从厂区引线，又尽量靠近使用设备。公用动力管线布置司令图方案，要考虑线路短、与其他设施互不干涉、布线顺畅及安装维修方便。

3、工艺设计的关键点

1）工艺布置的合理性

汽车涂装线一般都采用“三涂层”涂装工艺，即底漆、中涂、面漆。工艺流程及工艺布置应合理，各种工艺功能齐全，充分考虑柔性化生产并有生产调整、改造的发展余地。物流、人流顺畅，工件运行路线短，升降和迁回少；工件缓冲和各种物料存放位置合适；各种设备及库房布置恰当；消防、安全、卫生措施可靠；三废治理得当，符合国家环保法规要求。

考虑未来的涂装工艺发展，工艺设计要满足发展的需要。尽管国内目前环保法规要求还不高，涂装几工艺应考虑将来能采纳环保型涂装工艺，如高固体分漆、水性漆、粉末涂料。

2）设备及辅助设施布置的准确性

由于涂装车间设备品种多，设备结构大而复杂，公用介质种类多且各种管道密集，在施工中易发生相互干扰和碰撞。因此，在工艺设计中应及时绘制管道司令图及设备管道综合汇总图，以便检验工艺设计中工艺布置的准确性；及时消除各种干涉和碰撞，使设备及辅助设施布置准确，各种管道布线通畅。

3）投资的经济性