简述涂装车间喷漆室区域电气接口

刘志成，宋衍国

（1.一汽-大众汽车有限公司规划部涂装规划科，吉林 长春 130011；2.机械工业第九设计研究院有限公司，吉林 长春 130011）

前言

涂装车间的喷漆室区域涉及到的设备主要有，喷涂机器人，机械化输送设备，工艺设备（包括通风设备和漆雾分离设备），消防设备以及调漆设备，涉及到的主要接口如下图所示：

图1 喷漆室区域设备电气接口概览

喷漆室区域设备结构复杂，设备自动化程度高，涉及设备厂家众多，不同厂家，不同设备之间接口较多，这就要求在设计阶段进行详细的设备电气接口方案规划。

1 接口设计

为了保证项目的正常进展，必须提早进行喷漆室区域的电气接口划分，本章将对电气接口需要完成的设计进行描述。

1.1 机械化-机器人-工艺设备接口

图2 Line tracking 两种接口方式

图3 stop&go两种接口方式

目前根据机器人不同的喷涂形式，机械化输送方面可以采取 linetracking（连续式）和 stop&go（间歇式）的输送方式，不同的输送方式的电气接口设计如下（以国内某合资汽车厂为例）。

图中以不同颜色来划分不同厂家和控制系统的设备。两种输送形式对应的两种接口方式的主要区别是车身数据由机械化控制系统管理还是由机器人控制系统管理，两者的优缺点如下：

1）由机械化控制系统管理数据，机械化贯穿整个喷漆区域，数据管理清晰明确；

2）由机械化控制系统管理数据，节省通讯硬件；

3）由机械化控制系统管理数据，当某个机器人站对车身数据进行修改后，需要传回给机械化，再由机械化传递到下一个机器人站，过程复杂，容易出错；

4）由机械化控制系统管理数据，导致机械化控制程序较为复杂。

在选择两种接口方式时，除了技术上的考虑，还需要考虑机器人和机械化供应商的技术实力和经验，可以由技术实力强，经验多的供应商负责数据管理。

表1 机械化和机器人之间主要传递的信号如下表（示例）

表中车身数据由机械化传输到机器人，在机器人喷涂完成后，回传给机械化和中控室进行校验。

表2 机器人、机械化工艺设备之间的主要控制逻辑如下表

1.2 调漆系统-机器人-中控室接口

油漆管路信息需要在调漆系统、机器人、中控室之间进行传递，以保证三者之间的信息一致性，三者的硬件接口如下图：

图4 调漆系统-机器人-中控室接口

调漆系统、机器人和中控室之间需要传递的信号如下：

1）清洗液的液位信号（机器人清洗液槽属于机器人厂家供货，放置在调漆间内，故需要做到调漆间目视系统上，需要将清洗液液位信号传递到调漆系统）；

2）调漆系统出口压力；

3）调漆系统ready信号；

4）调漆系统休眠信号；

5）机器人、调漆系统故障和状态信息传递到中控室；

6）机器人目视化显示调漆系统页面信息。

调漆间油漆系统切换必须及时通知机器人和中控室，为了保证喷漆管路信息在调漆系统、机器人和中控室之间的一致性，需要规划设计油漆输送管理系统，以保证喷涂的准确性。油漆输送管理系统的设计原则如下：

1）一条油漆管路在某一时间段必须只能设定为1种颜色；

2）中控室和调漆间可以禁止或释放某一油漆管路；

3）调漆间发送更改到中控室，中控室从调漆间接收信息，然后分发到各个喷涂站；

4）所有的喷涂机器人站都是接收端；

5）一个油漆管路必须同时被中控室和调漆间释放才能用于生产。

中控室和调漆间的权限如下表所示：

油漆管路管理系统的页面如下图所示：

图5 油漆管路管理系统图例

1.3 涂装设备-消防系统接口

喷漆室区域作为涂装车间重点消防区域采用 HIFOG消防系统，消防设备和涂装设备之间需要连锁，一旦发生火灾，消防系统给出火警信号，涂装设备需要自动停止并切断电源。涂装设备、消防系统硬件接口如下图所示：

图6 设备-消防接口

考虑到消防系统的安全性，一般采用无源双回路触点作为消防信号，故系统之间的硬线一般采用5芯线，由涂装设备厂家铺设到消防中控室。需要根据消防联动表来设计涂装设备、消防系统的连锁，消防联动表示例如下表所示：

表3

安全信号需要输入系统的安全输入点，由于安全输入点对信号的传输距离的限制，需要根据涂装设备系统距离消防中控室（信号点）的远近采取不同的信号采集方法，如下图所示：

图7 消防信号采集方式

1.4 喷漆室区域接地方案

喷漆室区域作为防爆区域，并且为保证喷漆室区域设备的安全稳定运行，必须总体规划喷漆室区域的电位平衡，其中包括所有机械、电气、室体的元件电位平衡的规划设计、装配以及文件资料，电位平衡的示例如下：

图8 喷漆室区域整体接地方案示例图

厂房的中心接地点由土建提供，其余接地铜排及铜排间的接线需要在技术任务书中明确供货厂家，接地铜排的布置需要所有相关厂家和电气规划部门共同进行布置，所有设备由相应的厂家连接到接地铜排。

2 结束语

随着机器人技术的发展，车身涂装车间喷涂区域的自动化程度越来越高，人工喷涂由于人员流动性和人本身的特点，导致喷涂的一致性没有机器人喷涂稳定，并且喷漆工作容易对人身体造成伤害，故包括内表喷涂在内的人工喷涂工作逐步被机器人喷涂取代。喷漆室区域是涂装车间的重点区域，其涉及到的设备复杂多样，涉及到的厂家众多，设备自动化程度高，电气接口复杂，本文对喷漆室区域的电气接口进行了概述，对电气接口的划分和设计进行了分析，对项目前期规划和后期调试具有借鉴和指导意义。