车身涂装工艺设计研究(九院盖东辉)0902

乘用车车身涂装工艺规划研究

盖东辉马汝成（机械工业第九设计研究院130011）

[摘要]本文通过分析论述大型乘用车车身涂装车间的工艺规划设计理念，对大型多层乘用车车身涂装车间工艺布置、工艺设备、设施的选择应用以及设计思路等进行了研究探讨。

[关键词]工艺布置、分析与优化

大型乘用车车身涂装车间代表了汽车涂装技术的最高水平，它通常都采用多层立体化、区域化工艺布置方式，工艺规划设计难度大，工艺布置复杂。但是，可以充分的利用空间、有效的规划使用工艺面积和节省占地面积。

本文结合实际项目设计体会对大型多层乘用车车身涂装车间的工艺规划设计理念进行一些研究和探讨。

1工艺规划的关键点

1.1 工艺布置区域化、立体化、洁净化

区域化、立体化布置是把同类型、同洁净度要求的涂装设备布置在车间同一区域和楼层。目的是按不同的洁净度分区。通常涂装车间划分为一般洁净区、洁净区、烘干区及噪声区等。

一般洁净区布置密封、车底喷涂线及手工操作的检查、打磨、修整、返修等易产生尘埃颗粒的工位，并与各种辅助设备和洁净度要求较低的各类库房、物流输送频繁的各种材料存放地，在多层厂房底层布置。洁净度要求高的喷漆设备为洁净区，在车间二层布置。烘干室及各排空线在车间二层或三层布置，防止热污染。空调机房噪声大布置在车间第三层或顶层。喷漆排风机房和烟囱布置在喷漆室附近的侧面或端部区域。为了防止脏物、噪声和热的污染，采用金属轻质密封隔墙将喷漆区、烘干区、空调机房封闭，空调机房设在顶层时用楼板封闭，用砖墙将喷漆排风机房、喷漆室下部的水洗系统和废漆处理设备封闭。通过分区和分层工艺布置，实现了涂装车间区域化、立体化。这样能充分利用使用面积，节省占地面积。通过区域化、立体化布置，并满足不同的洁净度要求，实现全车间的洁净化。

1.2 车间物流顺畅、短捷

大型多层乘用车车身涂装车间生产物流输送立体交叉，涉及机械化类型较多。通常大型乘用车车身涂装车间内的机械化输送距离长达6-7公里，车身由涂装车间入口到涂装车间出口通常运行时间为基本型乘用车需要6.5-7小时，双色乘用车或多功能车（MPV）和运动型多用途车（SUV）等需要9-9.5小时。车间物流需经相关专业配合多次优化完成。

涂装车间物流要做到各种物流便捷顺畅，涂装产品、涂装材料、设备维修、废物输送等物流不能相互干涉；根据生产组织需要有相应的工序间产品排空、缓冲、编组输送线；不合格产品可随时就近下线，返回打磨返修；尽量缩短产品的物流路程。切忌按涂装工序罗列生产物流，忽略其他物料运输。

1.3 柔性生产工艺、产品多元化

涂装车间能够多品种混流生产，不仅需要合理确定通过的产品最大外形尺寸，还要考虑机械化输送能否满足不同平台产品输送要求，能否满足不同类型产品的喷漆质量。根据不同产品的不同涂装工艺要求，实现涂装车间生产产品多元化、工艺柔性化。

1.4环保节能型厂房和设备

全密闭厂房的涂装车间应采用封闭、隔热、减振、降噪等方法，保护车间工作环境。厂房密闭和保温至关重要，在保证室内环境洁净的同时，要采取节能建筑结构和措施。选择的涂装设备应可靠节能，特别是喷漆室和烘干室的结构形式的确定，将直接影响车间能耗。充分考虑前处理和电泳设备水的循环使用及节水措施，烘干室的烟气热回收及余热再利用等。

1.5合理确定工艺基础参数

工艺规划设计需要合理确定各类设备设计参数，如车身质量、表面积等，由于涂装产品向多元化发展，应综合考虑设计确定值。列表说明如表1。

表1 工艺基础参数确定汇总表

2 工艺规划设计分析

2.1 区域化、立体化、洁净化的工艺规划设计

在工艺规划设计时应考虑完整、全面，符合实际生产情况。对于特大型项目，应事先根据产品的工艺流程，制定涂装车间的物流图、功能图，然后绘制工艺布置图。物流图和功能图见图1、图2。

图1 乘用车车身涂装车间物流图

图2 乘用车车身涂装车间功能图

物流图、功能图表示涂装车间生产过程和布置情况。区域化、立体化布置很容易实现涂装车间洁净分区。经验证明，涂装车间保持洁净度要求，可降低返修率达5%以上。因此，区域化、立体化布置是降低涂装成本的有效手段。

新型涂装工艺布置思路：在实现区域化、立体化布置的同时，使电泳和密封线、中涂和面漆线分别布置在两个独立的厂房中，两个厂房分平行式和垂直式两种涂装工艺布置方式。

根据能耗和洁净不同要求分别考虑，以实现节能环保，达到需要洁净的区域更加洁净。布置简图见图3。

图3 新型涂装工艺布置简图

2.2 可实施性思路

工艺布置方案必须考虑下列因素：各种设备和设施齐全，但是，功能不过剩。方便施工建设和安装维修，使各种施工周期尽量短。在消防、环保、安全、卫生等方面符合国家法规。要全面考虑车间物流，初步确定各种设备安装时进入车间的入口或位置；细分各种物流通道，包括消防、备件、材料、维修及人员疏散等通道；考虑各层物流、人流楼梯、电梯、设备安装孔洞等运输方式。并且要充分利用通道上方的有效空间，实施公用管线布置。使工艺方案具有可实施性，保证满足正常生产和生产管理。

2.3 注重环保，使工作环境人性化

乘用车车身涂装车间厂房为密闭厂房，其中使用对人体有害的化学药品较多，各类设备会产生噪声和热量，对工作环境造成不良影响。为了避免工人工作环境变得恶劣，保证工人正常工作和质量稳定，必须注重涂装车间工作环境人性化。

将烘干区布置在车间上层，将空调及排风风机布置在车间隔音的空调机房层，消除不良环境影响。全车间通风换气，有化学药品的房间进行单独全室通风，改善房间空气质量。设置应急设施对被化学品伤害人员进行紧急救治，夏季对操作工位、休息室送制冷后的新鲜风，设置更衣淋浴、卫生间、餐厅等，通过工艺规划设计实现工作环境人性化。

2.4 涂装生产工艺柔性化，适应产品多元化生产

为能实现多平台多品种混流生产，有些车型需套色及大返修，其套色喷涂工作量和大返修车身喷涂工作量较小，其喷涂位置变化较大，不适合返回机器人面漆线进行喷涂，可布置一条实用的综合喷漆线，完成该项工作。有些高档乘用车采用四涂层珠光漆，四涂层车身一般只占生产纲领的一部分，无需增加满足四涂层的喷漆线，可利用面漆线或中涂线循环，或利用综合喷漆线，合理安排底色涂层打磨及面漆线前编组线路，实现四涂层工艺。为满足定单化生产需要，在调漆间布置、喷涂机器人配置及工序间缓冲存放等几个方面要考虑小漆种工艺规划设计。

2.5 主要工艺设备选型与节能环保

涂装车间的各种工艺设备、辅助设备和公用设备的选型，要环保、节能、经济、适用，功能不应过剩。

2.5.1 前处理、电泳设备

前处理、电泳设备的喷淋室、工作液槽、转移备槽及辅助设施分三层布置，这种布置形式设备规整，工作液槽与转移槽间倒槽方便，但相应设备投入较大。根据实际情也可以采用喷淋室、工作液槽双层布置，转移槽及辅助设施合理布置在主体设备旁边，这种结构能节省材料，降低设备造价。

输送设备不同前处理和电泳设备的结构也不同。采用推杆悬链或摩擦链输送机时，前处理、电泳室体上部按机械化轨迹进行仿形布置，通过采用大“C”型吊具及仿形室体设计能够将输送悬链与前处理、电泳产生的各种腐蚀性水汽隔离，有利于保护输送悬链系统。前处