关于涂装滑橇柔性化途径的探讨

我国作为全球汽车消费的大国，对汽车有着较大的市场需求。近年，各大主流品牌汽车厂商连连在华投入新工厂建设项目，引入车型也成现爆发式增长;与此同时，国内自主品牌厂家也纷纷加大新车型的投入力度，透过国内的SUV热便可见一斑。

对于新工厂建设而言，涂装车间的产量往往成为制约整个工厂产能极限的瓶颈。目前的经济批量的轿车生产线通常将年产量定位为15-30万辆。而现代涂装的大规模、连续性、自动化特征使得绝大多数新建涂装生产线选择了滑橇式输送系统。

下面对涂装滑橇的整体结构进行简单的说明，并对涂装滑橇针对多车型工厂的柔性化途径给予探讨。

1 涂装滑橇柔性化的必要性

面临市场快速的产品更新，多品种柔性化共用线生产方式应用越来越多。柔性化生产一般指“质”的柔性，即生产系统能适应不同的产品或零件的加工或装配要求。

涂装滑橇柔性化一般指多种车型混线生产，各种车型能够依据市场需求的变化而在总产量不变的前提下，任意调整各个车型的生产比例。柔性生产线可以说是永久性生产线，再导入新车型时，只需适当调整及改造，即可以较小的投资和最短的周期来生产新车型。

由于涂装生产线的大规模、连续性、自动化特征，造成内车型间产能切换困难，切换投资高、周期长;生产线增加车型改造量大，需大量集中停产时间，对现生产车型冲击较大等弊端。滑橇做为涂装车间最常用的输送方式，涂装滑橇柔性化程度的提升将为多品种、个性化的产品生产提供有力保障。

2 涂装滑橇的简要介绍

滑橇是安置车体，并考虑其输送物件的特点而设计的构件，为使输送机能通过宽度较小的空间，滑橇内侧可装置导向装置。滑橇的上部可按照车体或其它物品的特点而设置。橇体主架一般采用型材焊接而成，也有螺接橇体应用。经热处理或时效处理保证尽可能小的变形量。涂装滑橇一般分为电泳滑橇、面漆滑橇、倒置滑橇。

2.1 电泳滑橇基本特征

电泳滑橇用于白车身从涂装入口接车到前处理、电泳的工艺流程，作为移栽机、摆杆、穿梭机等输送设备的输送对象。连接白车身及输送设备，并对双方均有锁紧功能。如图1主要的结构分为：行走梁、支点支架、支点头、锁紧结构。

2.2 面漆滑橇基本特征

面漆滑橇用于车身从PVC细密封、中涂、面漆到修饰工艺流程，主要用于辊床、移行机输送。如图2主要的结构分为：行走梁、支点支架、支点。

2.3 倒置滑橇基本特征

倒置滑橇一般用于车身底板密封防护及交车工位。行走于倒置辊床及倒置移行设备，用于需要对底板进行操作的工位。如图3主要结构分为：行走梁、抱臂、托块。

3 涂装滑橇柔性化途径

涂装车间导入新车型的工艺评审中，其中最基础的一项即为白车身的通过性评审。针对滑橇通过性评审的主要内容为评审白车身与涂装车间现有滑橇的支点可装配性，若现有滑橇不能满足新车型的通过性需求，即需要对涂装滑橇的橇体及相关设备进行柔性化改造。

3.1 电泳滑橇的柔性化

电泳滑橇承载焊装白车身，需进入前处理、电泳槽体，且需要在工艺时间内完成翻转动作，这就需要对滑橇的支点进行锁紧。针对电泳滑橇的基本特征及用途，对电泳滑橇的柔性化应用主要考虑白车身、滑橇本身的多支点及锁紧工位的改造。

3.1.1 白车身定位基准的统一

由于白车身的定位基准发生变化，使得原有的滑橇不能应对新车型的通过性需求，投资成本最小的改造方式为在白车身底板前、后纵梁上直接增加与原有定位基准三坐标统一的定位块。在不影响整车装配和离地间隙的前提下可采用焊接方式，若不能满足该前提可采用螺纹连接，在使用完毕后手工卸除，循环使用，按期保洁清理、报废。但需要在定位块和白车身接触部位进行必要的防腐处理，因为该位置在前处理和电泳过程中未接触到槽液。

3.1.2 滑橇本体多支点改造

新车型导入后，有时在白车身上无法设计出可用的附加基准块，这时就需要对滑橇本体进行改造，即在原有的电泳滑橇上新增支点。新增支点时需反复对承载车型进行模拟装配，确保新增支点与原有车型不干涉、新增车型与原有支点不干涉。

3.1.3 滑橇锁紧工位的改造

针对滑橇新增加的支点，滑橇锁紧工位需对应性的新增锁紧设备，改造思路包括对原有机械化锁紧设备的改造和新增智能滑橇锁紧、解锁系统两种途径。

1)传统滑橇锁紧、解锁设备的柔性化

在节拍时间满足的前提下，可对原有的机械化锁紧、解锁设备进行柔性化升级，将原有的固定的设备改造成为在X、Y、Z三个方向可运动三自由度锁紧设备，在X、Y方向可增加电机、轨道满足，Z向一般情况下不需要较大位移，在原有、设备的锁紧头位置新增气动可伸缩套管即可。

2)智能滑橇锁紧、解锁系统

智能滑橇锁紧、解锁系统即为用机器人代替原有的滑橇锁紧、解锁设备。在完成新车型通过性需求的同时，为未来后续车型的滑橇锁紧、解锁通过性提供了有效的解决途径，避免了锁紧改造的重复投资、一次性的解决了涂装底漆滑橇锁紧、解锁工位空间不足的技术瓶颈。

智能滑橇锁紧系统可视为独立的机器人操作工位，接入涂装车间中控室系统;包括四个子单元：机器人单元、滑橇定位单元、人机界面单元、安全防护单元。

机器人单元由机器人本体、控制柜、锁紧、解锁工具组成。如图6采用四台机器人，分别对应电泳滑橇锁紧、解锁的四个区域。手臂终端的锁紧、解锁工具可采用机械、气动、液压三种形式;并提供足够的扭矩，模拟传统滑橇锁紧、解锁设备的操作动作。

载车滑橇在辊床上的定位精度直接影响机器人锁紧、解锁工具的操作。除了辊床具备的接近开关定位能力，还需要智能滑橇锁紧、解锁系统具备对滑橇的定位能力，相关的方式可以采用视觉定位系统、光栅定位系统或激光定位。这样就使得机器人系统能够量化的获得滑橇的位置信息，提高终端的操作精度，有效的防止故障的发生。

人机界面使用触屏模式，可显示及修改机器人及操作工位信息(操作流程、设备参数、设备运行状态、连锁信号、急停状态及位置显示)，采用PLC接入中控室，实时报警。人机界面权限等级应该有四个以上，对用户进入及参数修改均有记录，记录内容包括：用户名、修改时间、修改内容、原始参数。

在电源断电或设备急停时，为了避免设备损坏或人身伤害，不允许设备有任何运动;防护栏的入口及出口要安装用来防止工作时人员进入的光栅，防护栏进出门上安装用于防护的连锁开关，安全报＊＊安装于两侧。电控柜面板和各操作站面板都必须设置急停按钮以及防护罩。

3.2 面漆滑橇的柔性化

面漆滑橇与电泳滑橇的根本区别在于面漆滑橇不需要对车身进行锁紧，所以面漆滑橇可以采用车身前部用支点定位、车身后部用限位托块承重的搭载方式，这样的结构从根本上提升了面漆滑橇的柔性。与底漆滑橇相同的是同样可以依靠车身基准块设计和多支点改造提升橇体本身的柔性，此处不再赘述。由于面漆滑橇不需锁紧、解锁，所以更换支点成为可能，下面将简要介绍面漆滑橇支点更换的相关内容。

3.2.1 手工更换面漆滑橇支点

活动支点的面漆滑橇解决了普通滑橇上的支撑点是固定的，不能满足多车型共线生产的问题。在两根平行的行走梁上分别设有两根以上的横梁，其中一根横梁两端分别设凹槽和销式定位机构，凹槽外侧面设有定位销，活动支点下部几何形状与凹槽形状相匹配。使用时，将活动支点手工放入到凹槽内，并用销子锁紧;不用时，将活动支点卸除，安装凹槽堵件，并用销子锁紧，防止积漆。这种滑橇可实现多车型共用一台滑橇，既满足活动式结构的可操作性，又满足其后的可维护性。

3.2.2 机器人更换面漆滑橇支点

与智能滑橇锁紧、解锁系统类似，面漆滑橇支点更换机器人系统同样由机器人单元、人机界面单元、定位系统单元、安全防护单元四个子单元构成，机器人布置方式也完全相同。区别在于面漆滑橇支点更换机器人不需要产生过大的扭矩，只需对滑橇进行精确定位后用机器人手臂末端工具对活动支点进行安装和锁紧。拾取端可采用气动方式，改造成本低，易维护。

3.3 倒置滑橇的柔性化

倒置滑橇一般采用托块加定位销的方式定位。在多车型搭载的状态下一般采用加宽托块的方式提高柔性，因为同级别的轿车或SUV车型白车身宽度相差不大，白车身裙边立面的Y向距离也大致相近，所以适当的加宽倒置滑橇的托块宽度就能有效的适应更多车型的通过性。

当不同设计平台的车型要通过同一台倒置滑橇时，定位销就可能成为主要的干涉点。这时，可以取消定位销定位，考虑使用托块做辅助定位;甚至取消白车身在倒置滑橇上的定位装置，从机械化的稳定性和精准性方面解决白车身与倒置滑橇的定位问题。

4 总结

涂装车间的通过性历来是制约汽车厂商新车型涂装生产准备的关键点，高效的解决滑橇的通用性将为涂装车间新车型通过性提供有效的保障。本文从滑橇的柔性化角度出发，结合白车身与现场设备在滑橇通用性上出现的实际问题，详细阐述了各种制约条件的解决方法，对涂装滑橇及相关设备未来柔性化的发展方式进行了多个角度的思考，为使用滑橇输送系统的设备改造项目提供了新思路。