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        簡述涂裝車間噴漆室區(qū)域電氣接口

        2017-05-29 08:35:36劉志成宋衍國
        汽車實(shí)用技術(shù) 2017年23期
        關(guān)鍵詞:中控室噴漆機(jī)械化

        劉志成,宋衍國

        (1.一汽-大眾汽車有限公司規(guī)劃部涂裝規(guī)劃科,吉林 長春 130011;2.機(jī)械工業(yè)第九設(shè)計(jì)研究院有限公司,吉林 長春 130011)

        前言

        涂裝車間的噴漆室區(qū)域涉及到的設(shè)備主要有,噴涂機(jī)器人,機(jī)械化輸送設(shè)備,工藝設(shè)備(包括通風(fēng)設(shè)備和漆霧分離設(shè)備),消防設(shè)備以及調(diào)漆設(shè)備,涉及到的主要接口如下圖所示:

        圖1 噴漆室區(qū)域設(shè)備電氣接口概覽

        噴漆室區(qū)域設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備自動(dòng)化程度高,涉及設(shè)備廠家眾多,不同廠家,不同設(shè)備之間接口較多,這就要求在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)備電氣接口方案規(guī)劃。

        1 接口設(shè)計(jì)

        為了保證項(xiàng)目的正常進(jìn)展,必須提早進(jìn)行噴漆室區(qū)域的電氣接口劃分,本章將對(duì)電氣接口需要完成的設(shè)計(jì)進(jìn)行描述。

        1.1 機(jī)械化-機(jī)器人-工藝設(shè)備接口

        圖2 Line tracking 兩種接口方式

        圖3 stop&go兩種接口方式

        目前根據(jù)機(jī)器人不同的噴涂形式,機(jī)械化輸送方面可以采取 linetracking(連續(xù)式)和 stop&go(間歇式)的輸送方式,不同的輸送方式的電氣接口設(shè)計(jì)如下(以國內(nèi)某合資汽車廠為例)。

        圖中以不同顏色來劃分不同廠家和控制系統(tǒng)的設(shè)備。兩種輸送形式對(duì)應(yīng)的兩種接口方式的主要區(qū)別是車身數(shù)據(jù)由機(jī)械化控制系統(tǒng)管理還是由機(jī)器人控制系統(tǒng)管理,兩者的優(yōu)缺點(diǎn)如下:

        1)由機(jī)械化控制系統(tǒng)管理數(shù)據(jù),機(jī)械化貫穿整個(gè)噴漆區(qū)域,數(shù)據(jù)管理清晰明確;

        2)由機(jī)械化控制系統(tǒng)管理數(shù)據(jù),節(jié)省通訊硬件;

        3)由機(jī)械化控制系統(tǒng)管理數(shù)據(jù),當(dāng)某個(gè)機(jī)器人站對(duì)車身數(shù)據(jù)進(jìn)行修改后,需要傳回給機(jī)械化,再由機(jī)械化傳遞到下一個(gè)機(jī)器人站,過程復(fù)雜,容易出錯(cuò);

        4)由機(jī)械化控制系統(tǒng)管理數(shù)據(jù),導(dǎo)致機(jī)械化控制程序較為復(fù)雜。

        在選擇兩種接口方式時(shí),除了技術(shù)上的考慮,還需要考慮機(jī)器人和機(jī)械化供應(yīng)商的技術(shù)實(shí)力和經(jīng)驗(yàn),可以由技術(shù)實(shí)力強(qiáng),經(jīng)驗(yàn)多的供應(yīng)商負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理。

        表1 機(jī)械化和機(jī)器人之間主要傳遞的信號(hào)如下表(示例)

        表中車身數(shù)據(jù)由機(jī)械化傳輸?shù)綑C(jī)器人,在機(jī)器人噴涂完成后,回傳給機(jī)械化和中控室進(jìn)行校驗(yàn)。

        表2 機(jī)器人、機(jī)械化工藝設(shè)備之間的主要控制邏輯如下表

        1.2 調(diào)漆系統(tǒng)-機(jī)器人-中控室接口

        油漆管路信息需要在調(diào)漆系統(tǒng)、機(jī)器人、中控室之間進(jìn)行傳遞,以保證三者之間的信息一致性,三者的硬件接口如下圖:

        圖4 調(diào)漆系統(tǒng)-機(jī)器人-中控室接口

        調(diào)漆系統(tǒng)、機(jī)器人和中控室之間需要傳遞的信號(hào)如下:

        1)清洗液的液位信號(hào)(機(jī)器人清洗液槽屬于機(jī)器人廠家供貨,放置在調(diào)漆間內(nèi),故需要做到調(diào)漆間目視系統(tǒng)上,需要將清洗液液位信號(hào)傳遞到調(diào)漆系統(tǒng));

        2)調(diào)漆系統(tǒng)出口壓力;

        3)調(diào)漆系統(tǒng)ready信號(hào);

        4)調(diào)漆系統(tǒng)休眠信號(hào);

        5)機(jī)器人、調(diào)漆系統(tǒng)故障和狀態(tài)信息傳遞到中控室;

        6)機(jī)器人目視化顯示調(diào)漆系統(tǒng)頁面信息。

        調(diào)漆間油漆系統(tǒng)切換必須及時(shí)通知機(jī)器人和中控室,為了保證噴漆管路信息在調(diào)漆系統(tǒng)、機(jī)器人和中控室之間的一致性,需要規(guī)劃設(shè)計(jì)油漆輸送管理系統(tǒng),以保證噴涂的準(zhǔn)確性。油漆輸送管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下:

        1)一條油漆管路在某一時(shí)間段必須只能設(shè)定為1種顏色;

        2)中控室和調(diào)漆間可以禁止或釋放某一油漆管路;

        3)調(diào)漆間發(fā)送更改到中控室,中控室從調(diào)漆間接收信息,然后分發(fā)到各個(gè)噴涂站;

        4)所有的噴涂機(jī)器人站都是接收端;

        5)一個(gè)油漆管路必須同時(shí)被中控室和調(diào)漆間釋放才能用于生產(chǎn)。

        中控室和調(diào)漆間的權(quán)限如下表所示:

        油漆管路管理系統(tǒng)的頁面如下圖所示:

        圖5 油漆管路管理系統(tǒng)圖例

        1.3 涂裝設(shè)備-消防系統(tǒng)接口

        噴漆室區(qū)域作為涂裝車間重點(diǎn)消防區(qū)域采用 HIFOG消防系統(tǒng),消防設(shè)備和涂裝設(shè)備之間需要連鎖,一旦發(fā)生火災(zāi),消防系統(tǒng)給出火警信號(hào),涂裝設(shè)備需要自動(dòng)停止并切斷電源。涂裝設(shè)備、消防系統(tǒng)硬件接口如下圖所示:

        圖6 設(shè)備-消防接口

        考慮到消防系統(tǒng)的安全性,一般采用無源雙回路觸點(diǎn)作為消防信號(hào),故系統(tǒng)之間的硬線一般采用5芯線,由涂裝設(shè)備廠家鋪設(shè)到消防中控室。需要根據(jù)消防聯(lián)動(dòng)表來設(shè)計(jì)涂裝設(shè)備、消防系統(tǒng)的連鎖,消防聯(lián)動(dòng)表示例如下表所示:

        表3

        安全信號(hào)需要輸入系統(tǒng)的安全輸入點(diǎn),由于安全輸入點(diǎn)對(duì)信號(hào)的傳輸距離的限制,需要根據(jù)涂裝設(shè)備系統(tǒng)距離消防中控室(信號(hào)點(diǎn))的遠(yuǎn)近采取不同的信號(hào)采集方法,如下圖所示:

        圖7 消防信號(hào)采集方式

        1.4 噴漆室區(qū)域接地方案

        噴漆室區(qū)域作為防爆區(qū)域,并且為保證噴漆室區(qū)域設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,必須總體規(guī)劃噴漆室區(qū)域的電位平衡,其中包括所有機(jī)械、電氣、室體的元件電位平衡的規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝配以及文件資料,電位平衡的示例如下:

        圖8 噴漆室區(qū)域整體接地方案示例圖

        廠房的中心接地點(diǎn)由土建提供,其余接地銅排及銅排間的接線需要在技術(shù)任務(wù)書中明確供貨廠家,接地銅排的布置需要所有相關(guān)廠家和電氣規(guī)劃部門共同進(jìn)行布置,所有設(shè)備由相應(yīng)的廠家連接到接地銅排。

        2 結(jié)束語

        隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,車身涂裝車間噴涂區(qū)域的自動(dòng)化程度越來越高,人工噴涂由于人員流動(dòng)性和人本身的特點(diǎn),導(dǎo)致噴涂的一致性沒有機(jī)器人噴涂穩(wěn)定,并且噴漆工作容易對(duì)人身體造成傷害,故包括內(nèi)表噴涂在內(nèi)的人工噴涂工作逐步被機(jī)器人噴涂取代。噴漆室區(qū)域是涂裝車間的重點(diǎn)區(qū)域,其涉及到的設(shè)備復(fù)雜多樣,涉及到的廠家眾多,設(shè)備自動(dòng)化程度高,電氣接口復(fù)雜,本文對(duì)噴漆室區(qū)域的電氣接口進(jìn)行了概述,對(duì)電氣接口的劃分和設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,對(duì)項(xiàng)目前期規(guī)劃和后期調(diào)試具有借鑒和指導(dǎo)意義。

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