摘要：汽车制造业是该国经济发展中的主要部门之一，汽车制造厂包括冲压、焊接、涂装和总装四个车间。汽车涂装车间是汽车生产制造过程中高度自动化的车间。当今汽车行业的生产方式已经从大批量生产转向定制生产。传统的汽车生产线已经不能满足汽车的个性化需求。因此研发了一种基于射频识别和现场总线技术的汽车涂装生产柔性控制系统。 关键词：汽车涂装；控制系统设计；射频识别
亚克力抽奖箱引言：2020年，全国规模以上工业企业实现营业收入106.14万亿元，比上年增长0.8%，实现利润总额6451.610亿元，增加了4.1。其中，2020年汽车行业实现营业收入81557.7亿元，比上年增长3.4%，实现利润总额5093.6亿元，比上年增长4%。国家统计局新闻发言人表示，汽车行业的营业收入仅次于“计算机、通讯等电子设备行业”，在41个行业中排名第二。具有较快的增长潜力。汽车产业已成为国家新兴经济体的主要产业之一，中国已成为全球最大的汽车市场和最具竞争力的市场。因此，汽车制造业的工程技术人员必须掌握核心技术，提高核心竞争力。
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一、我国汽车制造工艺流程
汽车制造厂有冲压、焊接、涂装、总装4个车间，主要功能如下。 1）冲压车间：冲压构成车身骨架的各种零件，包括机舱前底板、后底板、左右侧板、顶盖和五扇门以及盖子。2）焊接车间：在冲压车间将零散的零件焊接成车身，焊接后的车身通常称为白车身，如图1所示。 3）油漆车间：将车身涂胶和油漆。4）总装车间：将汽车的各个部件与车身组装起来，如发动机、座椅、轮胎等，经过这一步，汽车的生产就基本完成了。焊接车间和涂装车间是四个车间中自动化程度最高的两个车间。事实上，已经实现了完全自动化。冲压、焊接和总装的工艺每个品牌都有自己的特点，但涂装工艺基本相同。 图1 白车身图
二、汽车涂装工艺流程
临界反应
汽车涂装的效果主要体现在油漆涂层的效果上，直接影响涂层质量的三个条件是涂层性能、涂层技术和涂层质量管理。涂层技术和涂层质量控制是涂层性能的先决条件，漆膜的质量不仅取决于涂层本身。质量更多地取决于涂层技术和涂层质量管理，而不是所谓的“三分涂层，七分设计”。汽车涂装工艺流程如图2所示，可分为4个部分。
图2 汽车涂装工艺流程图
（一）前处理部分
前处理系统可以满足铝合金、冷轧板、热镀锌和电镀锌车身的前处理要求，涂装前处理主要包括除油脂、除锈以及磷化3部分(括号内容表示的是处理方式):预脱脂1(洪流+喷十洪流)
、预脱脂2(喷)、主脱脂3(洪流+浸十喷)、新鲜RO1喷淋、薄膜(浸+喷)、水洗5(喷+浸+喷,RO2)、水洗6(喷+浸+喷,RO2)、新鲜RO2喷淋和空槽沥水[1]。
（二）电泳部分
电泳的主要目的是为白车身涂装一层防锈涂料。大概分为如下阶段:电泳(浸+喷)UF1(喷)、UF2(喷+浸+喷)、UF3(喷+浸+喷)、新鲜UF喷淋、水洗1(喷+浸+喷,RO2)、水洗2(喷,RO2)、新鲜RO2喷淋、空槽沥水、压缩空气吹扫、沥水和电泳烘干。一般采用阴极电泳方式,将导电的白车身浸渍在电泳涂料槽中作为阴极。
纳米珍珠粉（三）PVC密封部分
PVC起密封作用,胶条焊缝密封(GAD)保证车身焊缝密封完整,不出现漏水,车身底板密封(UBS)主要作用是防腐,UBS要求覆盖整个底板,根据车身不同部分的防腐性能要求厚度不同,大概分为胶条焊缝密封(GAD)、车身底板密封(UBC)和密封胶烘干3个阶段。
测试56（四）喷涂部分
主要承担车身面漆喷涂任务,分为喷漆、漆烘干、喷清漆和清漆烘干4个阶段。
三、汽车涂装控制系统总体设计方案碗形垫片
自动化控制系统是为一家产能为30辆/h的涂装车间设计的，而该涂装车间采用混合流水线生产（生产2种车型），其中50%为双车。汽车涂装生产线是典型的多阶段、多工序、多组分的大型生产工艺，涂装车间共有107个工位，每个工位配备一个或多个电气控制柜，对工位进行全面控制。控制系统包括近300个电气控制柜。控制柜采用PLC作为主控设备，必要时选用触摸屏。控制柜示例如图 3 所示。
图3 电泳干燥炉控制柜
涂装车间控制系统是一个大容量、设备多样化、综合控制的自动控制系统，涂装车间自动控制系统包括大量的运动控制器和过程控制器。在自动化输送系统中，包括大量的地面辊床输送机、旋转辊床、横移机、大链输送机和升降机的运动控制；涂胶和喷涂汽车的过程由工业机器人完成，工业机器人也是运动控制的主要组成部分。在预处理和电泳过程中，有大量的温度、液位、pH等信息，还有大量的化工泵、纯水泵、电控阀和电磁阀用于自动控制任务；涂装车间的环境需要许多监控和测量设备来实时记录和控制温度、湿度和超压；此外，“三废”净化生产线还有大量检测pH值、挥发性有机化合物（VOC）和重金属检测任务，以及大量电动阀、阀门电磁阀、计量泵等控制任务。需要开发各类纯水、超滤、反渗透、粘合、油漆转移等成套自动化控制系统。107个工位和数十万台设备必须协调才能做出高质量的车身漆面，这对控制设计提出了极高的要求，分布式现场总线结构可以满足汽车喷漆控制的需要。每个PLC有一个或多个电气控制柜，控制每个PLC区内的所有设备，控制柜安装在被控设备旁边，控制输送、预处理、电泳、密封、抛光研磨、双涂装、检验和检测等机械化系统。所有控制柜和一个中央控制室（CCR）使用工业以太网通信。CCR 提供对涂装车间所有设备的实时监控、数据收集和分析。涂装车间控制系统结构如图4所示。该控制系统按功能可分为两部分：一方面是涂装车间生产控制系统，包括下部
IO、电控柜和CCR ，另一方面，系统油漆车间生产管理，包括生产管理、物料管理、质量管理、设备管理四部分组成，相辅相成，为车身涂装质量、提高生产效率、降低企业成本提供了有利的保障。
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