汽车涂装自动输送线的设计与虚拟实验

汽车涂装自动输送线的设计与虚拟实验

杨咪咪

常州大众涂装设备有限公司 江苏 常州 213000

摘要：将PLC控制技术、工业局域网和现场总线应用于汽车生产过程和车身运输的循环过程中。打滑运输完成了白体焊接后的转移、悬挂和自动储存，从而实现白体的预处理电泳和一面漆的涂胶、喷胶、烘干、抛光等工艺流程。

关键词：汽车涂装；自动输送线；设计；虚拟实验

一、引言

近年来，我国机动车数量的不断增加带动了汽车制造业的发展，汽车制造业逐渐发展成为热门产业，促进了我国经济的全面发展。在现代汽车制造业的生产加工中，涂装是表面制造的一个重要环节。强化涂装设计可以起到防腐蚀、防锈的作用，提高汽车的质量，同时也提高了汽车的装饰价值。涂装是一项系统工程，为了保证涂装质量，有必要加强汽车涂装传输线的合理设计。对现代汽车涂装传输线的设计进行了分析和探讨。中国汽车制造业经历了整车进口、先进技术和主要汽车零部件引进国内汽车品牌的历程，在展会的过程中，对汽车工业的输送设备和自动控制系统提出了越来越高的要求。雪撬式输送机以其噪声低、运行可靠的特点，得到了汽车厂家的广泛应用。本文以东风公司车身涂装生产线为例，对汽车涂装自动输送线进行了研究和设计。

二、涂装工艺概述

涂装是机械产品生产加工中的一个过程，目的是为了防止机械产品外层表面的生锈或腐蚀，通过涂装来切断空气，达到防锈和防腐的目的，有利于提高产品质量。涂装是一项系统工程，包括很多程序和工序，涂装的表面处理、涂装、干燥、涂装要求也非常高，应根据涂装对象的材料和性质选择涂料，选用稳定性强、质量好的涂料。涂刷工艺的应用，能起到保护、装饰等功能，能防止机械设备表面被腐蚀、破坏，同时选用色彩艳丽的涂料也能起到美化和装饰性效果。涂装技术是汽车生产制造的重要环节。随着汽车制造水平的不断提高，涂装技术也在不断优化和创新，工艺越来越熟练，涂装质量也越来越高。目前，在汽车制造行业的生产加工中，实施大批量生产模式，对涂装要求更高，能否达到自动涂装的要求，是决定涂装质量的关键因素。涂装生产线作为汽车生产的重要组成部分，投资较高，提高涂装传输线的合理设计是关键。

3. 现代汽车涂装输送线设计 

为了探索汽车涂装输送线的设计，本文重点研究了小车悬挂输送系统的运行情况，并为后续的汽车涂装工作提供了建设性的建议。汽车悬架运输发送系统,是现代制造生产和加工的宠儿,已广泛应用在涂层过程中,是使用信息技术,汽车由PLC系统的智能控制,传输路径的变化,通过运输计划来控制汽车,将材料和运输工作。当到达指定操作点时，小车应执行计算机指令，以达到自动操作的目的。小车的输送系统以积木式布置的形式和结构运行，包括轨道、牵引车、载货小车、链葫芦、滑线、随机控制箱、传感器、中央控制系统、吊具、分流(或组合式)流量开关、举升装置等多个部件。

智能化输送系统的组成,除了运输设备,也有相应的控制技术,PLC,成为一个重要的选择,与PLC技术的帮助下,涂装输送线为一个合理的操作和处理工作,PLC将信号传输到行政部门,行政部门通过发出指示命令。多辆车的操作应该设置地面总控制主机CPU，然后在每辆车上安装单个主机CPU，通过总CPU来控制该车上的单个主机，这样操作和控制更加简单方便。CPU负责对来自各个方面的信号进行处理，通过传感器获取信号和信息，在接收到信号后，做出响应和指令，然后将指令发送给每一辆车的PLC，由PLC来对小车进行驱使。 

四、汽车涂装自动输送系统的组成

汽车涂料自动输送系统主要由动力辊道,辊道升降,强力旋压辊床上,电机的转换,起重链传输辊道迁移等单位设备机器,滑雪身体成分,其优点是灵活的组合系统,根据生产工艺的需要增加/减少单元设备、安装、调试方便、易于维修和设备调整。

2.1输送系统工艺流程

东风车体厂涂装车间输送系统采用地面打滑输送机，用于输送焊接车间下线白车身(从焊接下线电梯转移到涂装车间防滑处)，转移到预处理电泳输送线。白车身经过预处理和电泳处理后，转移回地面滑板完成白车身钣金修复-上胶-上胶-烘干上胶-抛光-喷漆。

2.2电气控制系统的硬件配置

涂装车间分为4个电源区，每个电源区由一套PLC控制，控制柜和PLC控制柜的数量不同的继电器柜组合在一起。根据控制要求，将电气控制系统分为管理层、控制层和设备层。上位机通过通讯单元与PLC连接到工业局域网，即控制系统的管理控制层，PLC(主控)与现场设备进行数据交换的通信网络构成了控制系统的设备层。涂装车间电子控制系统结构如图1所示。

图1.电气控制系统结构图

输送机电控系统采用AB公司SLC5/04系列PIC为主机。除了本地LO模块外，还可以配置现场总线，用于接收现场传感器操作按钮站的信号，控制气动电磁阀指示灯等。利用工业局域网实现涂装车间各电源区域与其它设备之间的信号传输和信息传输。系统采用AB公司RSLOGIX500编程软件进行控制。同时，选择AB公司的RSVIEW组态软件，对当前进程值和故障进行可视化，并对要监控的机器或系统进行操作;选用西门子低压电器元件和图尔克母线设备。

2.3工业局域网的选择与配置

涂装车间的电源区域与其他设备之间的信号切换和信息传输采用DH+网络，DH+网络是目前世界上应用最广泛的工业局域网之一。它为可编程控制器提供远程编程支持，可用于PLC-5, SLC5/04PLC-3，个人计算机和可编程rS-232C/RS422接口提供设备之间的点对点通信，是为工业级应用程序设计的经济基带LAN。DH+支持576K波特，115.2K波特，230K波特(表1)，这里选择57.6K波特。在这个通信速率下，网络长度为3000米。DH+网络的通信速率/通信距离如表1所示。

AB公司SLC5/04处理器可以使用DH+通道1来执行DH+通讯协议,其中,3针连接器用DH+完成对等通讯,并沿链路传送令牌控制权最大为64节点。这种方法不需要查询,能提供时效性可靠的数据传送。

2.4现场总线的选择与配置

喷漆车间各电源区域配备一台SLC5/04PLC进行控制。现场控制柜配有本地LO模块和设备网现场总线。设备净净(设备)是一个开放的全球工业标准的通信网络,它从可编程控制器通过电缆直接连接到按钮,如传感器、电动机起动器,简单的操作界面设备,如不需要每个设备硬接线连接到LO L0模块或模块组件,大大减少布线工作量,提高工作效率,当连接和安装,缩短施工周期。同时，设备网络提供了故障诊断功能和接入现场智能设备的能力，延长了系统的平均无故障时间。

总线采用主干-分支的拓扑结构。总线供电和通信信号使用同一根信号线。母线电源为2VDC，为节点提供工作电源，同时为输入设备提供电源。总线有效节点地址范围为0~63，模块默认地址为63，默认通信速率为l25K，节点地址和通信速率可由硬件和软件设置。

2.5 可编程序控制器（PLC）技术

随着微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和通信技术的发展，PLC在技术和功能上都有了飞跃。在初始逻辑运算的基础上，加入模拟量等功能模块，形成数值运算和闭环调节。尤其是PLC的特殊数据高速公路(高速公路)到一个共同的网络,并逐步PLC之间的通信制造商规范标准化,使PLC有条件和其他各种计算机系统和设备实现集成,形成一个大型控制系统,也使个人电脑系统与DCS的形式,并使PC应用程序开发领域的持续的过程控制,目前，基于PLC的DCS系统在国内外得到了广泛的应用。

PLC投入运行时，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

(1)输入采样——检查每个输入的开关状态，存储状态数据供下一阶段使用。

(2)执行程序，然后PLC依次执行用户程序中的指令，执行结果暂存。

(3)刷新输出——根据第一阶段的输入状态，在第二阶段执行程序，在这一阶段刷新已确定的输出结果。

这三个阶段的完成称为扫描周期。在整个运行过程中，PLC CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC输入,数据处理的信号和控制信号的输出分别在不同时间的扫描周期帮助消除系统由可编程控制器设计方法是尽可能利用当前先进的计算机技术,以满足用户的需要,PLC和继电器接触器控制电路是一个重要的区别除了必要的接口和外部物理世界(例如I / 0点),其他内部实现逻辑功能。这些逻辑功能不仅可以替代，而且远远超出了如中间继电器、时间继电器等硬件逻辑可以实现的功能，从而为PLC的可靠性和便捷性的形成奠定了基础。

五、自动输送系统控制程序的编制

东风车体厂涂装车间使用的地板打滑输送系统单元设备众多，操作过程复杂，对控制程序要求极其严格。本文仅白车身离线转移至预处理电泳和预处理电泳工件离线至底漆烘烤工艺。

六、结语

综上所述，输送线的设计是涂装生产过程中的重要组成部分，在整个涂装过程中起着不可替代的作用。加强涂装传达线的设计是关键。涂装输送线的设计工作,应该从汽车输送原理和相关技术细节之前,形成一个统一、协调涂装输送线,提供涂装的辅助工作,提高涂层工艺的质量和效果。经过系统研究、设计、开发和现场安装、调试、交付使用,控制系统已完成并投入使用,运行良好,完全满足汽车生产线的要求交付、转让和涂层工艺,大大提高汽车生产线的自动化水平和安全技术水平,降低运营成本,提高劳动生产率,降低系统故障率,减少工人的劳动强度。

参考文献

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