車架電泳線效能提升技術應用研究

和黃璨

（東風柳州汽車有限公司，柳州 545005）

車架是整個卡車的脊梁，需要承受汽車的全部載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等，同時需要經受風吹雨淋、惡劣工況的各種考驗。車架電泳是車架最后一道工藝，相當于為車架披上防護外衣。電泳質量直接影響車架的防腐性能和耐候性，直接影響車架的使用年限。由于車架尺寸大、重量重、形狀復雜，行業內車架電泳線生產效率低、能耗和設備故障率高、質量不穩定成為卡車制造工藝的瓶頸。通過對車架電泳線關鍵設備技術進行研究和開發，打造高效率、低能耗、設備可靠、質量穩定以及具備智能化的高效能車架電泳線對汽車企業來說意義重大。

1 卡車車架電泳線現狀

車架電泳線一般采取陰極電泳的工藝。由于車架種類多、尺寸大、重量重，生產過程中設備需要經受酸堿腐蝕、高溫高濕等環境，對裝備性能提出了更高要求。車架電泳線能源消耗巨大，而電泳裝備結構直接決定著能源消耗。如何對車架電泳線裝備進行研究改進，實現智能高效生產并降低能源消耗，成為車架電泳線技術研究的方向。

2 車架電泳線效能提升技術的應用研究

2.1 研究總體思路

為實現電泳工程的“先進、可靠、經濟、環保”、電泳生產的“優質、高產、低成本、少公害”及人機工程的原則設計，力爭打造高效能的車架電泳標桿工廠，車架電泳生產線高效能提升和實施需圍繞“高效率、高節拍、高品質、低能耗”4個重點開展工作[1]。

2.2 車架電泳線各項技術應用研究

2.2.1 瓶頸工位和過線能力提升，實現高效率

（1）電泳參數自調整技術開發。車架電泳線采用陰極電泳工藝，為提高效率車架堆垛需匹配不同的車架類型，針對不同車架的堆垛匹配需要調節不同的電壓、電流等參數進行電泳，從而達到不同的膜厚質量要求。為解決這一技術難題，滿足高效率電泳工藝要求，可以開發車架電泳參數自調整技術，針對業內的傳統雙軌自行小車和整流器控制方式進行創新設計改進，并根據各類車架工藝尺寸進行高效識別控制。此外，采用防錯堆棧技術，容錯率更低，系統調整 更精準。

（2）多類型車架差異化烘干技術。泳后烘干是車架電泳一道關鍵工序。烘干溫度控制關系著整套烘干工序的工藝質量，因此車架烘干工藝根據精準的烘干曲線窗口驗證優化，通過先進的模擬仿真技術，經過一系列嚴格過線驗證，不斷優化出一套適用于車架的烘干工藝參數，使得線體可根據不同的車架類型進行烘干參數調整，確保最終各類型車架烘干硬度均滿足要求[2]。

（3）超高車架安全過線技術。車架電泳線采取車架堆垛方式過線。因為電泳線開啟后即開始消耗能源，所以提高單位時間內車架產出數量可以有效提升效率，降低能源消耗。針對車架增加堆垛數量后高度增加，帶來堆垛、過線、存儲和吊運過程中的安全風險隨之增加。如何保證超高車架的過線安全是高效率生產的一個技術難題。

①開發車架上件輸送超偏載自動檢測技術。通過對現有輸送滾床進行結構創新設計，采用先進的稱重自動平衡檢測技術，對總體超重和偏載超出范圍的禁止過線，從源頭上解決車架堆垛上件擺放不居中、超重造成的過線安全問題。

②設計試制車架輪廓檢測裝置。實現過線車架的最大輪廓檢測，對堆垛車架總高度、寬度超過設計值的禁止過線，解決車架超高超寬造成的過線安全問題。

③非標室體及門洞高度改造。車架堆垛高度增加與現有非標室體及門洞存在干涉隱患，需對非標室體及門洞進行改造。

④設計改進車架安全吊運吊具工裝，并優化車架工藝孔位置，保證車架吊運平穩安全。

2.2.2 模擬仿真和能量充分利用，實現低能耗

（1）建立車架涂裝線體三維仿真模型（如圖1所示），為車架堆垛過線提供模擬分析平臺和依據。效率提升增加堆垛層數后，各類線體設備通過性參數均需要考慮車架尺寸、重量等要件重大變化帶來的風險。因此，通過開發線體三維分析模型并廣泛應用，以提高項目前期方案研究分析效率，降低過線驗證的安全風險。

（2）通過軟件進行烘干室現狀送排風仿真和現場風速測量對比分析，再數模上進行改善仿真分析，確認更優的送風方案，使烘干室內爐溫分布更能滿足工藝要求，防止烘干爐局部溫度過高或過低情況。通過對烘干爐進行熱量模擬仿真對烘干預熱實現再利用，實現低能耗生產。

2.2.3 關鍵設備穩定性開發，實現設備可靠性提升

為實現各類型車架堆垛匹配生產，生產線設備的穩定運行尤為關鍵。通過設備穩定性提升技術研究，保障高效率生產[3]。

（1）開發車架上件輸送超偏載自動檢測技術。車架電泳線采用堆垛形式過線，如果車架上件擺放不居中、超重，可能在車架輸送過程中出現偏載、超重現象導致車架傾斜，從而損壞雙軌小車、室體、槽體等設備而發生故障。如圖2所示，通過研發設計、安裝調試輸送滾床稱重超偏載檢測裝置系統，有效解決和預防車架堆垛上件擺放和重量問題造成的設備故障，可提高線體設備的運行穩定性。

（2）雙軌小車對軌檢測技術。車架電泳前處理電泳采取雙軌小車系統，采取滑觸線通電和信號傳輸。因為在酸堿和高濕環境下容易造成滑觸線信號故障和對軌故障，所以通過改善電控系統，研發具有毫米級精度的對軌調整檢測裝置，以提升雙軌輸送設備的可靠性。

（3）雙軌平移車行走輪技術改進。平移車與兩端固定軌道對接是雙軌小車系統控制的重點和難點。為保障平移車準確對接，順利接載載物車，軌道對接時設置有輔助對位裝置，同時從安裝精度上進行控制，包括控制軌道安裝精度和小車前后軸安裝精度，以控制小車走輪軸夾角不超過±0.1°，從而保障平移車與兩端軌道順利對軌。

（4）烘干鏈滑撬輔助定位。電泳烘干爐設備屬于重點設備。烘干設備故障后，由于需要降溫、修復和升溫，故障修復時間長，會造成大量的能源消耗和生產損失。車架尺寸大，在烘干爐內輸送為橫向雙鏈輸送，烘干和強冷之間的設備轉接均需要車架停位準確，精度需要控制在±3 mm。由于車架重量重、慣性大，難以精確控制，極易造成轉接異常，引起停線。通過研究設計開發一種定位結構，在爐內轉接點對設備進行復雜定位，定位精度可以控制在±2.5 mm，從而確保烘干爐滑撬轉接的可靠性。

（5）整流器設備能力提升。整流器是車架電泳陰極電泳工藝的關鍵設備。為滿足高效率生產需要，車架堆垛數量增加帶來了電泳面積增加，電流也隨之增大，這樣會使整流器出現超負荷過載限流報警。通過詳細復核電泳整流器和陽極管負荷能力，可通過對整流器進行新增擴容改造，安裝調試實施后，可實現更大面積多層車架的電泳工藝要求，有效解決了電泳工序瓶頸問題。

2.2.4 產品和設備融合性分析，實現質量提升

生產線以車架堆垛的方式進行電泳工藝過線，但由于堆垛上下層結構的關系，可能會產生一定的工藝質量缺陷。通過產品和設備融合性分析，合理設置車架運行過程中的搖擺角度、橫向滑移、傾斜方向、仿真模擬以及預烘干優化等，提升車架電泳工藝品質。

（1）車架工藝槽搖擺過線技術。車架前處理電泳為全浸式過線工藝，通過控制優化車架空中輸送系統，采用精準編碼控制技術，實現在車架前處理電泳工藝過程中進行搖擺動作。經過模擬計算和安全驗證，優化設置搖擺角度，實現車架全方位電泳，提升工藝 質量[4]。

（2）車架殘液引流裝置開發。車架流痕問題會影響車架的質量。流痕產生后，需要打磨補漆處理，增加了人工成本和補漆成本。因此，改善車架流痕質量，減少車架生產成本，是急需解決的難題。通過殘液引流裝置傾斜過線、人工吹水規范、車架保壓優化以及調整烘干速率等各項對策實施，可大幅減少流痕點數，提升車架電泳質量[5]。

2.2.5 控制系統開發，實現智能化生產

車架電泳線的自動化程度是產線實現智能化、信息化以及數字化的基礎。通過設備控制系統和中控系統的設計開發，可實現電泳線體智能化生產，提高生產運行效率。

由于生產、工藝、能源等數據統計分析以往采用人工記錄，工作量大且容易出錯，通過設計開發中控系統，實現產線數據自動統計分析，能夠及時查找設備、工藝參數、能源消耗異常，并進行及時修復，確保線體運行的可控。利用制造企業生產過程執行系統（MES）和中控系統生產信息統計，為生產銜接提供依據，實現無縫生產，合理安排生產銜接和物流配送，避免生產等待，提升了單位時間內生產線凈產出車架數量，在降低能耗的同時提升生產節拍。通過生產信息的實施監控，對生產、設備、能耗進行分析，可為生產穩定和管理提升提供數據依據。

3 結語

在卡車車架電泳線工藝技術提升研究過程中，通過開發電泳參數自調整技術、多類型車架差異化烘烤、能源再利用、超偏載檢測裝置、自修正平移車和烘干精準定位裝置、殘液引流裝置等措施，實現了車架電泳的高效率、低能耗，同時具備設備穩定、質量可靠兼具智能化的生產線，在車架電泳線升級改造中具有廣泛的推廣價值，能夠為同類車架電泳線的建設和建設后的改善提供參考。