如何发展智能的汽车涂装？

中国制造业目前总体发展水平不均衡，其中汽车行业因为这几年的井喷式发展，新建工厂在环保上实现跨越发展的情况下，高端冲焊生产线已经于几年前实现了高度的自动化和数据化，具备了发展智能化的初步基础。涂装作为复杂的散装化学品施工车间，在自动化和数据化上存在很大的技术发展瓶颈，因为涉及节能环保、职业卫生、安全以及企业成本管理的巨大需求，涂装车间智能制造发展需求尤为迫切。随着近两年涂装自动化作业比例逐步提高，以及生产、能源和环保数据采集技术的发展，涂装智能制造的课题也开始被推向前台。



物联网创造了3T融合的发展理念

涂装自动化作业技术的智能发展

相比于其他专业，在涂装车间采用自动喷涂，除了可以提升效率、稳定质量外，更有消除污染工位作业、提高涂料利用率和实现节能环保的价值。现有汽车涂装生产线底部密封绝大多数都通过改造实现自动化，粗细密封和油漆内喷也成为主流新建线的标配。采用车底密封机器人，可以使送排风量降低80%。在普遍已经实现机器人外喷的基础上采用机器人内喷涂料，在节约涂料、减少风量和减少污染的同时可实现80%以上的循环风应用，既稳定施工参数又使得喷漆室排风量大幅减少，使得新建先进涂装线得以实现所有喷漆（包含水性漆）废气的全部净化处理，该成套方案比人工喷涂解决策略的整体能耗和排放降低了60%以上。



机器人内表面涂胶



机器人内表面喷漆

其他涂装设备的智能化发展

除了机器人大批量应用外，因为提升质量、降低能耗和强化管理等方面的需求，涂装车间其他设备系统也在逐步向精细控制的智能化方向发展。原来的电泳整流系统多分是2～3段控制，而车身内外腔的复杂情况和阳极的分片控制之间存在很大的矛盾，经常带来膜厚一致性差的难题。目前新建的一些工厂，采用多段整流单独控制阳极（IGBT），实现质量目标的精确设定。工厂采用IGBT系统后在内腔电泳效果更好的基础上，同比实现能源节约30%及材料节约10%的效果。



电泳质量的精确管理

车身物流方面，近年来也发展了各种识别系统，在工厂设计中也力求集中储存，但仍然存在调度难题。目前也有先进的汽车工厂，将立体库从白车身、油漆车身储存为主逐步发展到涂装车间储存区，未来解决了出入库的瓶颈难题后，可进一步用立体库统一所有的储存、排空和编组区域，使得车身存取更加智能化。



电泳车身立体库存储

虚拟仿真技术的发展

涂装车间自动化、数据化、信息化以及系统集成化技术应用，必然会随着大环境陆续提升，但要真正形成智能制造系统，还需要基于这些基础完善虚拟制造技术。国内外顶尖的工程设计公司，已经在这方面努力提升，在工厂设计中研究全仿真技术，力求模拟真实的生产情况。未来按此建设涂装车间，在产品设计时，可以将数据导入虚拟车间进行虚拟调试，得出分析结果和生产数据，这种方式的SE分析结果可以更好的优化产品数据，经过产品优化后形成车间运行程序，在产品导入时现场的调试工作量就会大幅减少，并使数据完全可控。

结语

目前新建高端汽车涂装工厂在自动化方面都达到了较高基准，局部智能管理也有所突破。近期来说，智能化涂装工厂的理念可以理解为：按高度仿真实施、在产品导入时可以根据数据输入自动生成基本作业程序；以尽可能标准的生产线生产尽可能多样的产品；能源、环保和生产数据精确监控。这些需求会促使汽车涂装相关的自动化、信息化和数据采集设备迎来新的发展挑战和机遇。


本文作者：
奇瑞汽车股份有限公司 和军强