客車涂裝車間工藝布置方案的幾點思考

張聰炳， 徐春江， 周良國

(江西博能上饒客車有限公司， 江西 上饒 334000)

為積極響應國家新能源政策，重新振興我司的品牌，我司投資70億元新建2萬輛(雙班3萬輛)新能源汽車產能規(guī)模的工廠。和總裝等車間一樣，涂裝車間設計也是按照以工序完善、工藝先進、自動化程度高為原則。在充分利用原有設備的基礎上，選擇高效節(jié)能的設備，優(yōu)化工藝方案，選擇先進技術與理念，不僅能滿足產品的質量要求，同時也具有較好的經濟性[1-3]。

1 涂裝車間設計概述

1.1 生產綱領

客車涂裝車間對16 000輛中高檔大客車及部分客車底盤涂以優(yōu)質裝飾保護性涂層。具體負責工件的漆前處理、電泳底漆、發(fā)泡、噴阻尼膠、焊縫密封、中涂、面涂、噴彩條、罩光、烘干、檢查修整等工序，并完成油漆材料及產品涂層的檢驗工作。前處理電泳考慮部分車架共線生產，其生產能力按3萬輛設計。

生產節(jié)拍：前處理電泳生產節(jié)拍12 min/掛，噴漆生產線15 min/輛。生產目標：生產車型以12 m(長)×2.5 m(寬)×3.8 m(高)來考量，年產2萬輛，白車身質量6 000 kg,電泳面積500 m2,噴漆表面積80 m2。生產制度：二班制，每班8 h，全年250個工作日。

1.2 方案設計原則

根據(jù)涂裝產品要求，采用三涂層涂裝工藝，即前處理電泳、中涂、面漆，漆膜總厚度不小于90 μm。前處理電泳線采用步進式生產方式，輸送系統(tǒng)采用空中雙軌輸送系統(tǒng)進行輸送。

車身蒙皮內表面采用發(fā)泡技術噴涂消聲隔熱涂層，噴涂部位為內頂篷、地板以上的前、后、側圍，發(fā)泡厚度為15～20 mm。車身底部噴涂抗石擊涂料，涂層厚度>2 mm。車身構件焊縫連接處采用手工涂密封材料。根據(jù)車身蒙皮外表面平整度要求，采用涂原子灰快干膩子工藝。膩子涂抹原則按照兩次膩子工藝[4-5]。

中涂、面漆、清漆采用手工+自動噴涂方式，噴漆室采用上送風、下排風的水旋式噴漆室。人工噴涂噴漆室采用新風空調送風，自動噴涂噴漆室采用循環(huán)風空調送風。預留轉輪、蓄熱催化燃燒室體的廢氣處理系統(tǒng)位置。供漆選用集中供漆裝置供漆。含漆渣廢水經漆泥處理裝置處理后排至廠區(qū)污水處理站統(tǒng)一處理。噴漆段工藝布置采用抽屜式布置方式。

烘干室采用直通式結構，熱風循環(huán)的加熱方式。烘干熱源采用天然氣，烘干室端部進出口采用對開門的形式，油漆烘干室廢氣直接接入廢氣焚燒裝置。

工序間運輸采用轉運車、滑橇輸送相結合的運輸方式。噴漆室、烘干室內采用滑橇輸送。涂裝與焊裝、總裝車間的運輸采用轉運車與滑橇相結合的運輸方式，轉接時利用天車，采用人工轉接。

車間內設置空調平臺、空橇返回平臺，與一層物流通道有吊裝口便于設備運輸與吊裝。車間設有辦公室、工人男女更衣室、衛(wèi)生間等公用衛(wèi)生設施，并設有各種安全標志、安全門、疏散通道等安全措施。

2 涂裝車間工藝流程與布置方案

2.1 涂裝車間工藝流程

圖1 涂裝車間平面布置圖

白車身排空(自動)→手工預清理→電泳前處理(自動，13個槽)→電泳烘干(熱風循環(huán)，一個室體)→電泳強冷(自然風對流，一個室體)→打密封膠(6個工位兩條線,不設室體)→發(fā)泡及清理(手工，4個工位,室體)→遮蔽(兩條線)→噴阻尼膠及其廢渣清理→刮膩子(手工，12個工位，不設室體)→膩子烘干(熱風循環(huán)，2個烘房，設在中間)→打磨室(手工，一個大室體，9個工位)→吹灰(手工，2個工位,2個室體)→刮二遍膩子(手工，6個工位，2條線，不設室體，最后一個工位配1個升降機)→膩子烘干(熱風循環(huán)，2遍膩子，單體烘干)→打磨(手工，2遍膩子打磨室體，升降臺8個，大打磨室、6個工位，吹灰室每線1個)→噴邊角(手工補噴，一個室體)→噴中涂(自動噴，2個機器人)→中涂烘干、強冷(循環(huán)風，2條線)→填砂眼(手工，8個工位)→中涂打磨(手工，8個工位，大室體)→吹灰(手工，2個工位，設室體，)→噴邊角(手工補噴，一個室體)→噴面漆(自動噴，2條線，機器人設四個)→面漆烘干、強冷(循環(huán)風，2條線)→一遍彩條遮蔽(手工，3條線12個工位)→一遍彩條打磨清理、噴漆(手工，兩條線，打磨室體和升降臺放中間)→一遍彩條烘干、強冷(熱風循環(huán)，兩條線)→二遍彩條遮蔽(手工，8個工位，不設升降臺)→二遍彩條打磨、清理、噴漆(手工，二條線)→二遍彩條烘干、強冷(循環(huán)風，兩條線)→濕打磨(手工，6個工位，不設升降臺，自制移動階梯墊)→修補噴漆室(手工，3個)→噴邊角(手工補噴，一個室體) →噴清漆(自動噴，一個室體)→清漆烘干(熱風循環(huán)，兩條線)→收尾(9個工位) →成品存放(46個工位，其中點修室1座)。

2.2 涂裝車間布置方案

根據(jù)工藝流程及廠房整體規(guī)劃，得到涂裝車間各工位布置如圖1所示。白車身從焊裝車間帶撬過來到焊裝車間端部，通過行車上滾床，通過平移車自動化運輸進入涂裝車間。整個工作流程如上所述。涂裝車間布置方案具體如下[6-9]：

電泳撬在電泳烘干后返回到焊裝車間，電泳烘干后是面漆撬循環(huán)線，一直到整修完成所有工序后通過撬體升降機從二樓返回到電泳烘干工位。

從經濟性考慮，13.7 m車型不進入主線，配套件雜亂也不進入主線；單獨開辟一個靠邊區(qū)域來應對特殊情況的車型，方便且不發(fā)生干擾。這也符合客車多品種的生產規(guī)律。

噴漆室采用人工和機器人噴漆室串式連體，中涂考慮低溫水性漆的材料配置，并用循環(huán)風的形式，緊跟廢氣處理和水性漆的客車涂裝前沿潮流。

打磨室采用中央集塵設備保證打磨質量和提供良好的工人操作環(huán)境。電泳烘干、中涂、面漆和清漆烘干都采用串式連體工位，保證烘干質量。

進入總裝車間是在13.7 m區(qū)域的出口處，通過平移車可轉運到總裝車間任意生產線上。

3 思考與結論

為實現(xiàn)涂裝車間工序完善、工藝先進、自動化程度高的設計原則，在工藝布置方案上做了如下思考并得到如下結論[10-11]：

1) 車間為面積6萬m2的規(guī)則矩形(200 m×300 m)，在空間足夠的情況下，為應對客車的復雜車型的情況，從整體布置上來看，一字型布置比U字型布置更節(jié)省空間、工藝流程更流暢。

2) 滑橇分為焊裝-電泳用滑橇和面漆線滑橇兩種，并且滑橇形成自己的返回線路(車身合裝后上焊裝-電泳滑橇，該滑橇在電泳烘干強冷后，空撬返回焊裝車間，車身通過換撬吊具吊到面漆撬上，在完成噴漆所有工作后面漆撬通過升降機構經二層返回到面漆線開始的地方)，全程自動化滾床保證生產按節(jié)拍進行。

3) 非全承載車型的車架電泳和撬的返回。此部分從涂裝車間左上部分單獨開口通過旋轉平移車進入電泳槽電泳，完成烘干強冷后從專用通道直接進入下方的底盤車間進行轉配，撬在完成所有工作后從焊裝車間返回車架上撬空位。

4) 電泳槽的尺寸。從分析產品結構可知，大部分生產車型在12 m以下，只有大約400輛13.7 m的車型及其配套件比較雜亂。為了節(jié)省投資(槽體大小直接影響到材料、泵等外購件、廢水處理及能耗等相關成本)，電泳槽的尺寸內空優(yōu)化到13.5 m左右。

5) 12 m以上車型及空調殼等配套件不進涂裝主線。此類東西少，類型比較多，不適合進到主線，否則影響生產節(jié)拍。如果主線考慮13.7 m車型，相關的室體都得按大的車型來，對設備的投資巨大，違背了方案的經濟性原則。

6) 調整工序保證主線及物流流暢。發(fā)泡工位正常來說在打膠工位之前，但發(fā)泡后的廢棄物較多，如設在車間里有兩個的弊端:一是發(fā)泡帶來的大量廢棄物需要地方存放，且污染環(huán)境，影響生產線節(jié)拍；二是廢棄物不方便運輸出車間。經過研討，根據(jù)實際的布置情況，把打膠工位前移一個，并多給一條線，這樣就有6個工位可以打膠，滿足該工位的生產節(jié)拍；同時考慮在平移車平衡各工位工作的基礎上，尋找到中間一條貫穿車間的物流通道，此通道解決車間大量耗材輸送和上二層平臺的設備及備件安裝和維修。

[1] 王家亮，彭陸祥，奉定勇.客車涂裝車間平面布置新思路[J].客車技術與研究,2003，25(1):26-28.

[2] 田志野.全承載客車總裝生產準備的工藝研究[D].長春：吉林大學，2015.

[3] 張聰炳，徐春江，周良國.基于工業(yè)工程理論改善客車總裝混合生產車間的研究[J].客車技術與研究,2017，39(3)：34-36.

[4] 崔紹俊.客車涂裝的發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2008,11(1):27.

[5] 中國公路學會客車分會.客車制造工藝技術[M].2版.北京：人民交通出版社，2008：241.

[6] 高虹，張發(fā)余.客車制造中的涂裝新技術[J].電鍍與精飾，2010，32(4)：30-32.

[7] 曹梅.客車涂裝常用涂料的性能與施工工藝[J].汽車實用技術，2013，38(2)：39-40.

[8] 田云，王淼.客車車身涂裝生產線的規(guī)劃特點[J].汽車工藝與材料，2012，27(11)：1-5.

[9] 黃熠，邵戰(zhàn)峰.淺析客車水性涂料的應用之路[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2016，19(3)：51-54.

[10] 左貞.提高中型客車涂裝車間工藝設計水平[J].工程建設與設計，2014，62(7)：127-130.

[11] 王家亮，劉學淵. 客車涂裝需注意的一些新問題[J]. 客車技術與研究，2007，29(4)：49-52.