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)線的全過程，是涂裝生產(chǎn)線的動脈。采用哪種輸送結(jié)構(gòu)和方式不僅決定了整個涂裝線的布局，而且會對產(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、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，無法實現(xiàn)對不同工藝的優(yōu)化處理。國內(nèi)外廣泛采用的擺桿鏈，出人槽角度可達 45°，減小了槽體積、縮短了設(shè)備長度，解決了吊具橫梁和懸鏈滴水污染車身的問題，雖然車頂氣泡有所縮小，但由于出入槽角度的限制也無法根除車頂氣泡。

**涂裝輸送行業(yè)國際水平的德國 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)中存在上述問題，縮小了處理槽的容積，降低了運行成本，提高了涂層質(zhì)量，非常有利于環(huán)境保護。本文就 Leandip 翻浸輸送系統(tǒng)設(shè)計、制造、安裝及調(diào)試應(yīng)用進行詳細分析和介紹，該產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于貴陽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，見表 1。

2 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)工作原理及特點

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)懸掛積放輸送機和擺桿式輸送機系統(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，通過摩擦動力滾輸送機進行輸送。翻浸輸送系統(tǒng)作為一種新型的涂裝輸送設(shè)備，其核心是滑橇帶動工件在槽體內(nèi)水平直線運動，并帶動翻轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn) 360°旋轉(zhuǎn)。

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

運行原理：1）車身轉(zhuǎn)掛至翻浸小車后，通過摩擦動力滾床，沿著不同的工位直線運行；2）在槽體入槽位置，進行定點翻轉(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間要求在浸槽內(nèi)車頂朝上反向向前運行；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）空的翻浸小車通過摩擦動力滾床、移行設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備等輔助設(shè)備返回至上線點。

2.2 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)特點

Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)可實現(xiàn)連續(xù)式運行翻浸，在浸入即出的浸槽內(nèi)，工件使用同一套翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進行360°翻轉(zhuǎn)。在工藝較長的浸槽內(nèi)，車身運行至槽體的翻轉(zhuǎn)位置，當(dāng)小車處于正確的位置時，控制系統(tǒng)給出準(zhǔn)許信號使小車及車身進行 180°翻轉(zhuǎn)。在浸槽入口，當(dāng)小車處于正確的位置時，電控系統(tǒng)將發(fā)出準(zhǔn)許信號使小車進行 180°翻轉(zhuǎn)，使車身浸入到工藝槽內(nèi)。在槽內(nèi)運行時，在某一位置會有車身的搖擺動作，可以達到±7°的擺動。在工藝槽出口，車身運行至槽體出口的翻轉(zhuǎn)位置，控制系統(tǒng)給出準(zhǔn)許信號使小車及車身進行 180° ~0°旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)。連續(xù)運行中翻轉(zhuǎn)的槽體比定點翻轉(zhuǎn)的槽體要長，達到的生產(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：

1）實現(xiàn)車身 360°旋轉(zhuǎn)翻浸是其*顯著的特點，在槽液中車體底部向上，尾部向前，反向前進，再旋轉(zhuǎn)180°出槽，實現(xiàn)反向浸漬，此種輸送機使得完成的車身工藝性能好，車身在槽液中翻浸并不停地擺動，使空腔內(nèi)的槽液得到充分流動，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）車體翻浸實現(xiàn) 90°出入槽，大大縮短槽體長度。

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

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

5）翻浸小車可以跳過部分工位直接進入下一個工位進行處理；當(dāng)某產(chǎn)品不需要翻浸處理時，可以直接快速通過，對混線生產(chǎn)帶來了極大方便。

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，特別適用于單品種大批量生產(chǎn)的涂裝車間。

9）可實現(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)運行翻轉(zhuǎn)小車特點

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

1）在翻浸小車一側(cè)安裝有一套機械鎖鉤用來防止車身在翻轉(zhuǎn)時被甩出。車身轉(zhuǎn)接和沒有進入翻轉(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)下直線運行。

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

3）當(dāng)運行小車運行到出槽旋轉(zhuǎn)站時，在重力作用下處于自由狀態(tài)，車身底部向上，運行到位，翻轉(zhuǎn)站動力系統(tǒng)啟動翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)到位，機械停止器的鎖鉤沿翻轉(zhuǎn)組件上的高強度圓盤滑動，在重力作用下自動入槽口，即鎖止位，小車繼續(xù)向前直線運行。

2.4 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)掛特點

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

2.5 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)站特點

對于間歇試運行系統(tǒng)采用定點翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)站設(shè)在翻轉(zhuǎn)工位，0° ~ 360°翻轉(zhuǎn)工位設(shè)一臺翻轉(zhuǎn)站，長槽（如脫脂、磷化、電泳具有一定工藝時間要求的）需要設(shè)置進槽翻轉(zhuǎn)和出槽翻轉(zhuǎn) 2 個翻轉(zhuǎn)站。翻轉(zhuǎn)站由機架、浮動機架、專用大扭矩電機減速機、鉗口和檢測裝置構(gòu)成。

2.6 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)軌道特點

安裝在槽體兩側(cè)的平行軌道，一側(cè)為摩擦動力滾床輸送機，另一側(cè)為無動力軌道。摩擦動力滾床輸送機為單元模塊化設(shè)計。同時在一條完整的系統(tǒng)中設(shè)置旋轉(zhuǎn)軌道、電動移行軌道，并配以升降機組成了完整的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

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，空車沿槽體下部返回，電泳線也是前后兩端設(shè)置升降機，空車沿槽體下部返回。后者可實現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。

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

3.1 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)設(shè)計要點

當(dāng)需要設(shè)計一條全新的 Lean dip 系統(tǒng)時，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 摩擦動力滾床單元長度的確定

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

單元。

3.1.4 摩擦動力滾床單元速度的確定

1）按照工藝要求時間計算出速度；2）核算運行過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 臺旋轉(zhuǎn)站；2）有工藝時間要求的（如脫脂、磷化、電泳槽）需要入槽 1 臺、出槽 1 臺旋轉(zhuǎn)站；3）有瀝水要求工位的設(shè)置 1 臺旋轉(zhuǎn)站。

3.1.6 旋轉(zhuǎn)站功率的確定

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

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，為減速機出軸轉(zhuǎn)速；η=0.95，為減速機機械效率；K=1.2，為啟動系數(shù)。

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

3.1.7 駝峰軌道設(shè)計

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

3.1.8 返回軌的設(shè)計

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

3.1.9 電泳底漆橇體的設(shè)計

翻浸輸送系統(tǒng)對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

3.2.1 軌道的安裝

1）兩側(cè)軌道中心距要相同，摩擦動力軌道一側(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)邊的接口平滑過渡；2）要特別注意，因為軌道安裝在槽體兩側(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力滾床踏面的位置高度關(guān)系，確保小車運行時摩擦阻力*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)的問題是如果不平滑集電器會起火花；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)的問題是取電時造成間隙打火花，嚴重時燒壞集電器；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）要用上線的運行小車調(diào)整 3 個方向的位置。

3.3 Lean dip 翻浸輸送系統(tǒng)調(diào)試要點

3.3.1 翻浸小車的調(diào)試

系統(tǒng)安裝完成后進入調(diào)試程序，**步手動空車試運行，也是驗證通過性?？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行試車。全部試車通過，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)生的問題是運行小車不能正確進入旋轉(zhuǎn)站，需要調(diào)試人員在手動程序狀態(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)動預(yù)緊力，實測旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的浮動角度，調(diào)試給定彈簧預(yù)緊力的大小。

3.3.3 集電器的調(diào)試

安裝在運行小車上的集電器是在車身擺動的情況下接電，常出現(xiàn)的問題是取電過程中打火花，嚴重的燒壞電刷。

3.3.4 程序調(diào)試

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

4 結(jié)語

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80 JPH，可以滿足生產(chǎn)線的高產(chǎn)能要求；同時，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*終降低運營成本。投資初期造價較擺桿式高，但是綜合槽體成本、能源消耗成本、維護和運營成本，還是節(jié)省了很大的成本。加之為了適應(yīng)國內(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。