汽车在喷涂中，喷房的节拍决定了每日的产量，通过压缩换色时间，减小两车之间的节距，对中涂喷房的节拍进行提升，目标从36 JPH升到38 JPH。 关键词：喷房；节拍；提升
潘成成、徐晓峰（上汽大通汽车有限公司无锡分公司，江苏 无锡 214107）
摘要：汽车在喷涂中，喷房的节拍决定了每日的产量，通过压缩换色时间，减小两车之间的节距，对中涂喷房的节拍进行提升，目标从36 JPH升到38 JPH。
关键词：喷房；节拍；提升
0 引言
汽车自动涂装生产线是在一条生产线上完成涂装前处理、底漆、中涂、面漆、后处理等各道工序的生产线。在这种生产线上，当完成一道工序后，工件被输送装置自动输送到下一个工位，进行下一道工序。自动化生产线的输送链有自动载荷小车输送链、雪橇输送链、推杆输送链等。近十几年来，汽车涂装技术发展很快，汽车涂装车间的设计也越来越完善，先进的技术越来越多地得到运用，使涂装车间朝着高度自动化、高质量保证功能、低能耗和低污染方向发展。喷房节拍影响了整体的工作效率，根据实际情况完成不同路径、不同节拍、不同数量的输送工作，能方便地根据系统规模扩大输送范围和输送量，使现代企业的工人综合劳动强度大大降低，且提高工作效率。本文根据生产经验及实际操作，对中涂喷房的节拍提升进行探索，并提出一些提升节拍的措施。1 现状与背景介绍
中涂工艺顺序：中涂擦净、中涂自动段和中涂检查位。中涂有8台FANUC-P250机器人，机器人使用的是Ransburg-570外加电水性涂料喷涂雾化器；中涂Robot段节拍：现为36 JPH下，单车时间100 s，节距8.5 m，链速85 mm/s，换色时间25 s，单车喷涂时间需＜75 s；提升至38 JPH时，单车时间（换色+喷涂）94.74 s；中涂烘房炉温：现炉温曲线满足中涂烘烤窗口，需测试38 JPH及40 JPH节拍下是否能满足炉温及耐溶剂性、附着力要求；喷房机运段：底涂出入口升降机节拍可提升，烘房IMC出入口交接匹配。2 方案选择
现36 JPH下，单车时间100 s，节距8.5 m，链速85 mm/s，换色时间25 s，单车喷涂时间需＜75 s；提升至38 JPH，单车时间（换色+喷涂）94.74 s，有2种方案：1）节距不变，提高链速；2）链速不变，减小节距。2.1 方案一：节距不变，提高链速
节距不变，链速需提高至89.7 mm/s；链速提高，如使用原轨迹，将会出现out of reach或限位等问题，解决方法为：1）喷涂速度提升；2）合理划分喷涂区域及修改部分轨迹。需验证的事项有：喷涂边界设定、Hold for CC值设置、喷涂过程中奇异点（singularity）检查、 限位点检查、DCS检查、Out of Reach检查、停链测试；经仿真模拟得：长高盲（较大车型）车型目前的分区，只提升走枪速度可以满足38 JPH，速度需提升6.3%~7.0%。本方案的缺点：中涂站流量已经超过500 mL/min(上限600 mL/min)，继续增加流量有上漆率不足致外观变差的风险； 漆雾变大致雾化器聚漆严重，有产生漆渣的风险；废漆及废溶剂处理量增大，不利于成本节约及环保；各机器人喷涂区域进行重新分配时需更改起枪点、边界、Hold for CC值，改动较大，涉及所有车型，无此改动经验，需寻求外部资源。2.2 方案二：链速不变，减小节距
链速不变保持在85 mm/s, 现有轨迹不需做改动，流量参数也不需调整；链速不变，要提升至38 JPH，节距需减小0.45 m至8.05 m；单车喷涂时间不变，所以换色时间需要进行压缩；现有车型喷涂及换色时间下95%车型无风险，5%大车型存在风险。 本方案的缺点：压缩换色时间，存在管路清洗不干净，串色的风险；节距缩短后，机器人有碰撞车体的风险。 综合考虑，选取方案二：链速不变，减小节距。3 喷房方案实施
3.1 调整换色时间
根据目前最长车型喷涂时间计算，换色时间需要压缩4.76 s。目前换色（Clean Out+Fill）为25 s，通过验证，对换色程序进行压缩：管路清洗（Clean Out）11#步骤时间减少3 s，填充（Fill）1#、2#、4#、6#步骤时间各减少0.5 s。总时间减少5 s，未出现串色现象，换色效果良好。3.2 缩短车辆之间的节距节距减小0.45 m，离线软件模拟效果良好，进行实车验证；验证结果：班后最后两台车，进中涂自动段前，修改最小PD感应距离，前后机器人工作时无干涉，前一台机器人与后一台车前盖及机舱无干涉，效果良好。
3.3 跟踪验证
根据试验内容，进行验证，验证结果见表1。表1验证结果
4 中涂烘房方案实施
分别验证中涂烘房节拍38 JPH与40 JPH时的炉温曲线。
4.1 中涂烘房38 JPH炉温曲线
现中涂烘房节拍36 JPH，节距6.74 m，线速4.04 m/min（67.4 mm/s）,炉温不需要调整，可直接进行测量。节拍提升至38 JPH，节距不变6.74 m，线速提升至4.37 m/min（71.1 mm/s）；验证38 JPH节拍下各车型炉温曲线，结果满足烘烤窗口要求（上限不超过165 ℃，在150 ℃时满足15 min或140 ℃时满足24 min），炉温曲线合格。附着力及耐溶剂性能测试良好，符合涂装要求。4.2 中涂烘房40 JPH炉温曲线
现中涂烘房节拍36 JPH，节距6.74 m，线速4.04 m/min（67.4 mm/s）；节拍提升至40 JPH，节距不变6.74 m，线速提升至4.49 m/min（74.9 mm/s）；验证现有温度设置，盲窗隔板车型不达标；设定三区提升15 ℃，四、五区提升10 ℃，盲窗隔板车符合烘烤窗口，炉温曲线合格。小车型未超上限。附着力及耐溶剂性能测试良好，符合涂装要求。综上所述，为防止烘房堵线，造成烘房停线，故中涂烘房节拍选择40 JPH进行涂装。5 中涂机运方案实施
1）底涂出口升降机节拍：底涂出入口升降机瓶颈节拍已由36 JPH提升至40 JPH，满足要求；2）IMC出入口交接匹配：中涂烘房IMC出入口交接调试已完成，已正式切换，验证效果良好；综上所述：中涂机运段可进行实车验证。6 人工段进行评估
中涂喷房目前共计10个操作工位，其中裙边左右各2个工位、擦车左右2个工位、补电泳漆左右2个工位，核对车型、检查区各1个工位。 中涂整体节拍由之前的36 JPH提升至38 JP，生产整体线速度提升5.3 mm /s,对于工时平衡方面，重点在于每个岗位工时平衡当中的平衡时间是否能够满足现场要求。物料、工具进行对比，无需增加，满足38 JPH节拍要求。综上所述，现人员、工艺、工具配置能够满足节拍由36 JPH提升至38 JPH时的生产需求。7 总结
人：节拍提升至40 JPH，单车操作时间减少5.3 s，满足要求，无影响。机：Robot部分仿形及参数、换色效果经确认，机器人无干涉，满足38 JPH节拍要求；烘房炉温、链速、底涂出口升降机节拍、IMC出入口交接匹配正常。 料：与36 JPH节拍相同，按照调漆间管理正常执行。法：现场SOS\JIS随36 JPH调整为38 JPH，做出相应修改，TPM及CP暂时不变，验证结束后，修改工艺并配置生产工具；喷房保洁清洗频次暂不变化，维持1次/d。环：喷房温湿度、风速无需调整，与36 JPH节拍的相同。8 结语
本文详细阐述了节拍提升的方案，并根据验证过程中遇到的问题给出相应的解决方案。自动喷涂生产线任何一个小小的变化，均能带来意想不到结果，通过大胆的想象和小心的验证，在不牺牲外观质量的情况下，每小时提升了2台车的产量，缩短了生产时间，提高了工作效率，同时能源也得到了节省，降低了单车能源成本。