基于TRIZ理论的喷漆双链防漆雾结构设计

李志杰 焦建武 高海军 王爱军 张金妹 赵 磊

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

基于TRIZ理论的喷漆双链防漆雾结构设计

李志杰 焦建武 高海军 王爱军 张金妹 赵 磊

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

主要分析了导致喷漆室双链爬行故障的原因，在进行TRIZ冲突问题分析及物质-场分析的基础上，通过TRIZ理论中39x39冲突矩阵、40个发明原理及76个标准解得出问题解决方向，通过对喷漆室双链防漆雾结构设计，为新工厂喷漆双链设备选型提供解决方案。

TRIZ；双链输送机；双组份；爬行

1 引言

涂装车间喷漆系统由喷漆室系统、静电喷涂机器人系统、滑橇、喷涂双链输送机及双组份涂料等组成，具体描述如下，喷漆室系统（由喷漆室本体、供风系统、漆雾捕集装置、循环水系统、排风系统及废漆清理装置组成），静电喷涂机器人系统（由机器人、旋杯、高压发生器、供漆系统、控制系统组成），滑橇（结构由底座用两根工字钢或长方形管焊接而成,前托架和后托架用型钢阻焊而成），喷漆双链输送机（其传动装置用万向联轴节连接到室外，用C形托架来支撑，C形托架固定在牵引链条的外链板上，每隔960mm放置一个，喷漆室防漆雾盖板将牵引链条封闭起来，避免漆雾沾染链条），双组份涂料（双组份涂料由涂料以及固化剂组成，固化剂能加速涂料成膜的速度、能大幅度缩短其干燥时间）。

TRIZ（发明问题解决理论）是由前苏联发明家阿奇舒勒（G.S. Altshuller）所领导的研究机构在研究分析了世界上250多万件高水平发明专利的基础上，并综合多科学领域的原理及法则后提出了一套具有完整体系的创新理论，常用的技术问题解决工具有39x39冲突矩阵、40个发明原理，物质-场模型分析、76个标准解、技术进化定律和路线、效应等，基于TRIZ的问题分析与求解流程（见图1）。

图1 基于TRIZ的问题分析与求解流程

2 基于TRIZ理论的喷漆双链防漆雾结构设计

2.1 问题描述

随着用户对汽车质量要求的不断提高，对汽车外观油漆的质量要求也相应增加，由于单组份油漆存在着光泽容易消失和抗天气能力低的缺陷，不能满足高质量的喷漆工作需求，现涂装车间喷漆室清漆段采用双组份油漆提高表面的光泽或漆层的内部结构，抗紫外光和抗天气的性能，双组份涂料由涂料以及固化剂组成，固化剂能加速涂料成膜的速度、能大幅度缩短其干燥时间，同时机器人漆雾对喷漆室双排链式输送机的链条沾染恶化、输送机出现爬行，造成机器人喷漆质量问题、设备停机及存在输送机与机器人相撞的风险。

现A工厂涂装喷漆双链装置，配置了两个独立的链条密封板，将链条密封在输送机内部（见图2），现有防漆雾装置密封效果不好，漆雾通过缝隙进入输送机内部，特别是清漆选用双组份涂料，漆雾污染双链链条，输送机出现爬行，影响喷漆质量及喷漆机器人的运行安全,目前随着车间产量的增加，目前为避免双链输送机爬行故障，需每周停产一天清理链条漆渣严重影响生产效率。

图2 A工厂涂装车间喷漆用双排链式输送机防漆雾密封图

2.2 问题分析

2.2.1 影响涂装车间喷漆室双链爬行问题的系统结构分析如下

超系统：喷漆室、机器人、双组份漆雾、送风系统、排风系统、车身、循环水池、滑橇；

本系统：双排链式输送机；

子系统：电机驱动、链条滚轮、防漆雾盖板、润滑系统、张紧保护、控制系统。

2.2.2 问题根原因分析（见图3）

图3 涂装车间喷漆双链爬行问题因果分析

通过因果（鱼骨刺图）分析主要存在两方面关键因素：

喷漆双链滚轮受喷漆室机器人双组份漆雾污染漆渣沾污、造成运行阻力；

输送机漆雾防护盖板对链条防护存在间隙未起到封闭作用、造成漆雾侵入；

2.2.3 根据问题根原因分析及TRIZ冲突问题判定原则判定是否存在冲突

确定有用功能：机器人喷漆随输送机滑橇（车身）同步运行；

确定有害功能：机器人双组份漆雾沾染输送机链轮；冲突问题判定原则：确定该问题是否属于冲突问题？问：消除或减弱有害功能，有用功能是否同时减弱；

答：同时减弱；

根据结果确定：机器人喷漆随输送机携带滑橇（车身）同步运行与机器人双组份漆雾沾染输送机链轮为技术冲突问题。

2.2.4 根据TRIZ技术冲突从39个工程参数(见表1)中确定技术冲突的特性参数

表1 TRIZ理论技术冲突39个工程参数

改善的特性：提高自动化程度（No.38）； 物体产生的有害因素（No.31）

恶化的特性：物体外部有害因素作用（No.30）； 制造精度（No.29）

2.2.5 物质-场模型分析：根据TRIZ理论该问题也属于功能结构系统要素问题（见图6）

输送机防漆雾盖板S2相对输送机链条S1：属于无效完整系统

机器人双组份漆雾S3相对输送机链条S1：属于有害完整系统

图4 喷漆双链爬行物质-场模型分析

2.3 方案设计

2.3.1 根据改进特性/恶化特性(No.31/No.29;No.38/No.30)由冲突矩阵确定可用发明原理（见表2、表3）

表2 TRIZ理论技术冲突矩阵

表3 TRIZ理论技术冲突发明原理

No.02分离（分开）：将一个物体中的“干扰”部分分离出去

解决思路：将受漆雾影响的链轮进行防护、将漆雾隔离起来；

解决方案：用滑橇本身或输送机其他部分遮挡双组份漆雾沾污链轮；

No.33同质性：不考虑；No.04不对称：不考虑；

No.17维数变化：将一维空间的物体变成二维空间的物体、将物体用多层排列代替单层排列；

解决思路：对链轮增加多层漆雾；

解决方案：由原来的两道防护增加到四道防护；

No.34抛弃与修复：不考虑；

No.26复制：不考虑。

2.3.2 根据物质-场模型分析将标准解转换为特解

无效完整系统：参考第一类标准解--改进非完整系统：No.3子系统添加物资：提高喷漆双链防漆雾盖板功效；解决方案：增加防漆雾盖板密封结构；;

有害完整系统：参考第一类标准解—消除或抵消有害系统：

No.09引入第三种物质将漆雾与链轮隔开避免接触；

解决方案：在双组份漆雾与链轮之间增加隔离板。

2.3.3 根据以上TRIZ发明原理及标准解四个解决方案，最终设计确定增加喷漆双链防漆雾盖板密封结构设计方案（见图4、图5）

图4 涂装车间喷漆双链输送机防漆雾密封示意图

图5 涂装车间喷漆双链输送机防漆雾结构设计图

3 结语

涂装车间喷漆室清漆段采用双组份涂料后，机器人漆雾对喷漆双排链式输送机的链条造成沾染、输送机出现爬行设备故障，通过TRIZ理论冲突原理及物质-场分析，对喷漆室双链防漆雾盖板结构形式进行创新设计，目前该方案已在新投产的B工厂涂装车间喷漆双链设备设计中应用。

[1] 檀润华. TRIZ及应用:技术创新过程与方法[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2] 王锡春.涂装车间设计手册(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2013.

Double-stranded anti-mist structure design based on the theory of TRIZ

This article mainly analyzes the cause of double-stranded crawling malfunction in spray paint room, based on the TRIZ conflict analysis and Material - field analysis, through the TRIZ theory of 39x39 conflict matrix, 40 inventive principles and 76 standard solution got problem solving direction, through the design of double-stranded anti-mist structure of spray paint room, provide solution for new factory paint double-stranded equipment selection.

TRIZ;double-stranded conveyor;double component;crawling

TS758.4

A

1008-1151(2015)03-0091-03

2015-02-11

李志杰（1965－），男，长城汽车股份有限公司生产技术中心涂装设备部副高工，副部长。