摘要：本文结合笔者在沈阳瑞晟智能装备有限公司的工作经验，选取前桥涂装线作为研究对象，提出了性化前桥涂装线的优化设计方案。从工艺流程、平面布设两方面入手，阐述了柔性化前桥涂装线的总体设计，并对主体非标设备、工装以及喷涂方式的优化设计展开具体说明，为零件涂装工艺的提升与应用提供参考。
关键词：柔性化设计；前桥涂装线；单线生产
引言：就当前的情况来看，人们对多种机械设备的涂装质量有着更高的要求，包括设备整体涂装以及单个零部件涂装。其中，零部件涂装是涂装行业的重要工作内容，其质量、工艺要求呈现出更为严格的发展趋势。基于此，展开对零部件涂装生产线技术的探究极为必要，能够推动涂装行业技术水平以及质量的增强。
一、前桥涂装线设计输入
（一）概况简述
某装备制造生产基地中包含机械整体冲焊涂总四大车间、装配以及涂装车间、前桥装配以及涂装车间。选取其中前桥涂装线作为研究对象，展开柔性化前桥涂装线的优化设计。
在该前桥涂装线中，主要完成176种前桥的涂装（包含重卡与轻卡），其中，轻卡产品尺寸最大达到2200×500×500毫米，重卡产品尺寸最大达到2490×600×600毫米；轻卡产品质量最大达到430千克，重卡产品质量最大达到460千克。
（二）产品质量
涂膜品质合格的产品质量标准具体如下：耐腐蚀盐雾不低于168小时；膜厚不低于40微米；耐冲击性不低于40厘米；附着力为0-1级[1]。在未进行涂装线优化前，产品质量要求如下：耐腐蚀盐雾不低于120小时；膜厚不低于40微米；耐冲击性不低于30厘米；附着力为1级。而在进行柔性化前桥涂装线更新设计后，产品质量要求如下：耐腐蚀盐雾不低于250小时；膜厚不低于55微米；耐冲击性不低于40厘米；附着力为0级。对比结果显示，柔性化前桥涂装生产线更新设计后，涂膜品质合格的产品质量能够满足标准要求。
（三）节能环保
在柔性化前桥涂装线中，选用的喷漆为水性漆，不仅可以进一步简化涂装工艺流程，还能够达到提升产品质量的效果。同时，处于对环保要求的考量，应当在涂装线内引入废气治理操作，此时需要处理的废气包括补漆室废气、烘干室废气等等。
二、柔性化前桥涂装线的总体设计
（一）工艺流程设计
前桥涂装工艺流程主要如下：上线后实施脱脂操作；进行两次水洗，并进行防锈防腐蚀处理；引入自动化吹水，辅助进行人工吹水；落实水分烘干、水分强冷；上遮蔽，并进行喷涂操作；展开面漆烘干处理；进行面漆强冷；剔除遮蔽物，并引入补漆操作；下线。
（二）平面布设
1.生产线数量
在进行前桥平面布置时，必须要提前完成生产线数量的确定，判断使用单线或双线。其中，对于单线来说，其产能为33万件，节拍为每秒92件，生产线占地面积较小，设备投资较低，生产耗能较小且物流成本更低，但是生产的灵活性不高。对于双线来说，其产能为33万件，节拍在每秒32.5-50件之间，生产的灵活性较高，但是其生产线占地面积、设备投资、生产耗能、物流成本均相对较高。对比发现，在产能相同的条件下，单线有着更高的应用优势，因此选用单线。
2.输送方式
平面图的布置、最终生产方式与输送方式之间存在着紧密的关系，出于对柔性生产的考量，在本次前桥涂装线设计中引入了“积放链+吊具”的运输方式。具体有：输送链总计设置3条；其中1条输送链为慢链，实现对喷漆室与前处理室的连接；剩余2条输送链为快链，分别贯穿于水分烘干室以及面漆烘干室。
3.补漆
对于前桥产品来说，其结构具有加高的不规则性，存在大量拐角、缝隙，因此在喷涂的过程中难以保证所有区域均完成喷漆。
一般来说，前桥产品的喷涂覆盖率稳定在97%左右。相对应的，存在3%需要进行补漆的面积，所以在规划设计前桥涂装线的过程中必须要考量补漆工序。
实践中，主要在下线区域加设补漆室，引入滑橇自循环输送模式、恒温恒湿空调风；为了实现对工作环境的进一步优化，设置了洗眼器。通过这样的方式，可以达到提升补漆效率效果的目标。
三、柔性化前桥涂装线的具体设计
（一）主体非标设备的设计
在进行主体非标设备的设计中，需要考量的内容相对较多。实践中，应当着重关注以下几项内容：
第一，保证工件可以顺利通过。参考工件最大尺寸，各个系统要预留出至少300毫米的通过空间，防止工件在晃动时与设备内壁发生碰撞，最终导致工件损坏或是涂装质量下降。第二，在地面坦克链的支持下，前桥被运输至涂装工位处，并结合升降机、积放链吊具，以吊挂的方式促使前桥移动至涂装线。换言之，要在两个上件点分别引入一条装配线，且保证相应区域的节拍高度匹配[2]。第三，使用喷淋处理的方式进行前处理，将喷淋压力控制在0.1-0.15MPa的范围内。第四，参考前文能够了解到，前桥工件断面尺寸最大达到600×600毫米，而工件所通过的门洞尺寸相对较小，因此引入直通式烘干室，并使用“积放链”完成运输。生产中所产生的烘干废气均实施燃烧处理，避免对环境造成更大威胁。第五，使用水帘式喷漆室展开喷涂操作，即一侧为水幕、一侧为喷涂区。出于对改建成本的考量，直接在地面上进行水帘喷漆室的建设即可，避免进行复杂土建基础建设。第六，依托悬臂吊完成涂装下件，为了确保节拍的匹配性，设置2个下件点以及2个悬臂吊。
（二）工装设计
1.吊具
该前桥涂装线需要完成176种桥型的共线生产，因此吊具的设计必须要具有兼容性，体现出柔性生产的特点。在本次前桥涂装线设计中，引入了可以吊挂2个对称前桥骑马螺栓孔，使用的吊具为吊钩形式。同时，在设置吊具数量的过程中，要保证其数量不低于在线最大工件数量，且需要保证拥有一套备用。基于此，在进行吊具清洁时，可以将吊具拆除并转移至清洁区域展开处理，并安装备用吊具，确保可以持续展开正常生产与涂装。
2.遮蔽件
在前桥工件中，存在部分区域不进行涂装，如螺栓孔等，以此确保产品后续的使用性能良好。基于这样的情况，在实施涂装前必须要对相应区域展开遮蔽。目前，常使用的遮蔽方式为在避免涂装区域安装遮蔽装置，避免相应区域在大面积涂装过程中被喷漆。在进行遮蔽件的设计中，应当着重考量其适用性以及安装操作简易性、可清洁性，确保不同桥型的工件均能应用，且后续的遮蔽件清洁操作更加简单，实现多次利用。同时，要保证遮蔽件可以在经过面漆烘干炉后不发生变化，因此要使用能够耐受100℃高温的材料。
结合上述要求，在本次涂装线设计中，主要选用硅胶作为遮蔽件的制作材料。
（三）喷涂方式的设计
在本涂装线中，需要完成176中不同桥型的工件喷涂，出于对涂装简便程度、成本的考量，针对每一种桥型的工件设计一种机器人仿形并不可行。基于这样的情况，主要对相似桥型展开合并，最终将机器人仿形的数量缩减至79种。
在优化设计喷涂方式的过程中，其难点在于枪嘴选型。此时，要参考油漆黏度、供漆压力、喷涂近距离，结合试纸、试板检测的展开，完成喷幅与膜厚的确定，并最终选定枪嘴型号。
总结：综上所述，在明确产品最大尺寸、桥型种类、质量标准、节能环保要求的基础上，通过引入单线生产线布置、“积放链+吊具”的运输方式、加设补漆室，并结合主体非标设备、工装以及喷涂方式的优化设计，实现了前桥涂装线的柔性化设计，提升了前桥工件涂装的质量。
参考文献：
[1]李晓琳,吴贵生.浅谈柔性化前桥涂装线规划设计[J].现代涂料与涂装,2020,23(04):65-68.
[2]王鹏,祁英,李智昊,等.柔性生产系统与生产物流系统规划建设[J].物流技术与应用,2019,24(10):128-130.
作者简介：姓名：韩博学（1993-08）；性别：男，民族：汉，籍贯：辽宁省铁岭人，学历：本科；现有职称：初级工程师；研究方向：机械设计制造及其自动化。