圖1  涂裝車間輸送系統(tǒng)中的一個層面

    涂裝車間是汽車制造四大工藝中的第三道工序，其工藝復雜，主要包括前處理線、電泳線、烘干爐、PVC線、中涂線、面漆線等。生產(chǎn)中要控制的工藝參數(shù)包括溫度、濕度、壓力、流量等，而所有的工藝過程全都是流水作業(yè)，在上下道工序之間工藝的實現(xiàn)全部靠輸送系統(tǒng)來實現(xiàn)。一個現(xiàn)代化的汽車涂裝線，輸送系統(tǒng)的自動化水平?jīng)Q定了其產(chǎn)能，而變頻器的應用是其中最重要的環(huán)節(jié)，特別是變頻器的調速功能，對后期的產(chǎn)能提升起到了關鍵性的作用。

    汽車涂裝車間的設備按工藝來分一般有：工藝設備、機械化輸送設備、自動噴涂機（機器人），對于機械化輸送設備按設備特點分一般有：升降機、高溫工藝鏈、常溫工藝鏈、橫移機、轉臺、滾床等。奇瑞汽車有限公司涂裝二車間是由德國杜爾公司總包建設，整條生產(chǎn)線從德國進口，由杜爾公司承擔設計、制造、安裝、調試。前處理線、電泳線采用RoDip-3運輸系統(tǒng)，PVC線、中涂、面漆線采用雙排工藝輸送鏈＋滾床＋升降機＋帶旋轉臺移行機等輸送設備組成。圖1為涂裝二車間輸送設備其中一個層面，此生產(chǎn)線為亞洲第5條生產(chǎn)線，在國內(nèi)只有2條，擁有現(xiàn)代化的生產(chǎn)設備，變頻器在其輸送系統(tǒng)中有著非常重要的作用。圖2為涂裝車間的橫移機。

涂裝車間的橫移機

    升降機

    升降機的作用就是把車身和滑橇由低處運至高處，或者把工件從高處運送至低處。在本系統(tǒng)中不論使用何種升降設備，其工作時都必須平穩(wěn)、可靠、到位準確，驅動裝置帶制動系統(tǒng)，無級調速，運行速度要滿足工藝要求。升降機所配用的驅動滾床進、出口有自動聯(lián)鎖擋塊，升降機電纜采用保護拖鏈形式。升降機按運送的工位可分為二層升降機和三層升降機兩種；按所在的工作溫度可分為常溫升降機和高溫升降機，其升降流程如圖3所示。升降機采用變頻調速，當升降行程在6m以下時，常溫升降機的速度為4m/min；升降行程在6m以上時，常溫升降機的速度為6m/min。高溫升降機選用4m/min速度。

    升降機的控制系統(tǒng)包括：電器元器件、變頻器、信號開關、電機等，其行程長、動作多，相互設備之間聯(lián)鎖關系復雜。而升降機的速度也是多速控制，速度之間多次進行切換，從而來保障設備在升降過程中的穩(wěn)定性。

    考慮到生產(chǎn)的節(jié)拍，升降機的運行速度要盡可能的快，而從安全方面考慮，升降機上升、下降到位的停止速度不能太快，否則將出現(xiàn)無法停止的情況。針對此問題我們采用了SEW公司的MOVIDRIVEcompact驅動變頻器，其控制單元MCF（MCF41AXXX）為控制異步電機不帶編碼器的VFC矢量控制方式，一共用三個速度控制電機運行，中間運行速度最快，用接近開關實現(xiàn)兩次減速后停止。
Rodip-3系統(tǒng)

    前處理和電泳線輸送系統(tǒng)一般有自行葫蘆、C型鉤、RoDip-3等輸送方式。而RoDip-3系統(tǒng)是目前國際上最先進的涂裝前處理、電泳運輸系統(tǒng)之一，因為RoDip-3能實現(xiàn)車身在槽內(nèi)360o翻轉（如圖4所示），對車身電泳質量起到很好的效果。首先，車身是以翻轉的方式進入槽液的，這樣在車身入槽時，槽液能快速地進入車身，而且能夠避免出現(xiàn)氣囊現(xiàn)象；其次，車身在槽內(nèi)的擺動只需要通過一個小的導向軌道就可實現(xiàn)；再次，RoDip-3是直接以翻轉的方式進入槽內(nèi)的，這樣就節(jié)約了工藝設備的長度。電泳RoDip-3設備如圖5所示。

   RoDip-3輸送系統(tǒng)主要由傳動裝置、拉緊鏈輪、回轉鏈輪、鏈條軌道、RoDip-3滑橇翻轉鎖緊支架組成。其傳動裝置有兩臺減速電動機傳動，有一臺為備用電機，在特殊的情況下可以進行電機切換，以保障生產(chǎn)的連續(xù)性。輸送機的速度可以根據(jù)工藝需要在一定范圍內(nèi)調整，我們在這里采用SEWMCF41A變頻器來實現(xiàn)速度調整，其速度控制需要根據(jù)工藝要求，從而更好地滿足生產(chǎn)，嚴格控制生產(chǎn)節(jié)拍。

    UBS（UnderBodySealing）工位

    在車底遮蔽工位，UBS吊具主要用于承載車身，帶著車身在工位上運行。懸置滾床通過幾個鋼柱吊點與室體頂部相連，將滾床懸吊在空中。懸置滾床由驅動電機、滾輪、齒形皮帶、鋼結構組成。機械結構上一共由7個電機驅動7個滾床，工作時7個電機要同步運行，為了實現(xiàn)此目的及節(jié)約投資成本，杜爾公司在這里采用了變頻器“一拖幾”的方式，由1臺變頻器控制7臺電機運行，如圖6所示。這樣不但解決了其控制環(huán)節(jié)復雜，相互之間聯(lián)鎖關系多的問題，還同時能夠達到變頻調速的功能。

     滾床的分散控制

    涂裝車間的輸送方式一般有地面鏈、滾床等輸送等方式，滾床因為維護方便、控制速度容易而被廣泛應用，在整個汽車涂裝車間里滾床數(shù)量最多、分布最廣。在此，我們選用了SEW公司的MOVIMOT變頻器用于現(xiàn)場分散安裝、控制，如圖7所示。    

    SEW公司的MOVIMOT帶I/O的通訊接口、總線和電源分開連接、可插拔的電機連線、維修開關，通過內(nèi)置的現(xiàn)場總線接口作為整個系統(tǒng)的一個從站掛到PLC硬件組態(tài)網(wǎng)絡中，實現(xiàn)分散控制，如圖8所示。

    結語

    輸送線設計時設備的選用要留有適當?shù)挠嗔浚诤笃诳赡苡龅疆a(chǎn)能提升、鏈速加快等問題，通過調節(jié)變頻器的參數(shù)可以達到提高鏈速的目的，可在不增加任何投資的基礎上實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍提升。涂裝輸送現(xiàn)場如圖9所示。筆者在維護設備中通過變頻器調速使產(chǎn)能提升了10%。另外，設備投入后設備維護的方便性也是非常重要的因素。控制線盡量選擇插拔式、有操作面板的變頻器，這樣操作方便快捷。

    輸送設備的穩(wěn)定運行決定了產(chǎn)量的完成，一條現(xiàn)代化、自動化的輸送系統(tǒng)要選用穩(wěn)定、功能強大、方便維護的變頻器。