浅谈PVC 底涂胶胶雾的解决措施

2020-08-21赵玉兴

上海涂料 2020年4期

赵玉兴，李刚，霍鹏

（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）

0 引言

随着日产精益6S（Simple 简、Slim 窄、Small 小、Short 短、Smooth 顺、Smart 智慧）理念的推行，大多数新工厂的建设都秉持小产能投入、大班制生产、减少一次投资、集约用地的原则。涂装线也进行了相关的改进，为了节约空间，将PVC 底涂线的输送吊具由“门形”改为“托盘”形式，从而将空间上压缩在7 m以内。但是新线在使用过程中发生了整车胶雾的问题，通过采取一系列的整改措施，最终胶雾问题得以解决，下面针对PVC 胶雾的产生机理及解决措施进行详细阐述。

1 PVC 底涂胶介绍

PVC 底涂胶主要喷涂在汽车轮胎罩下表面、车底板下表面、下纵梁、皮卡货厢的底板等部位，这些部位很容易受到飞石的击打，而PVC胶能够充分吸收飞石的能量，且具有耐磨的优良性能，可以起到保护电泳漆膜的作用，进而提高整车的防腐性能。PVC 底涂胶的喷涂厚度跟胶体材料本身的性能有关，一般喷涂厚度在500～2000 mm 之间。考虑到PVC 胶还具有隔音降噪的效果，轮胎罩喷涂厚度会接近范围的上限，车底板下表面的喷涂厚度会靠近范围的下限，而针对总装件的遮盖部位可酌情考虑取消PVC 胶的喷涂，既可以减少胶的用量，同时也可以起到减重的作用。

2 PVC 胶雾的背景

重庆新工厂PVC 底涂线输送首次使用“输送托盘”代替传统的“门形吊具”，车身经过PVC 底涂线通过烤房后，在ED 打磨线用检验手套检验车身时发现车身外表面存在大量的颗粒物，颗粒物直径非常小，目视不可见，需要ED 打磨线操作人员进行整车拉毛处理，否则会影响最终车身的外观，也严重影响生产的可动率。通过用铝箔纸包裹车身的方式，逐工位进行排查，最终验证出颗粒物为PVC 底涂胶胶雾。

3 导致PVC 底涂胶胶雾的原因

原因1，重庆PVC室体送风系统为45°设计（图1），与其它项目（图2）相比仅有45°送风，缺少90°送风（图1 中②所示位置为90°送风口），这会导致送风①吹到四门外板③后风受车门反弹力作用，吹到地板④上，且UBC 室体地板设计为板式而并非格栅式，风会继续向两侧墙壁⑤反弹，由于缺少90°送风系统，反弹至墙壁区域的胶雾无法被压下去而被风带动着飘浮在室体中，送风口①处连续送风，将弥漫在室体中的胶雾吹到车身外板上。这样的送风设计及送风口与车身的位置，导致风在室体中打转，产生的胶雾会粘附在车身表面。

原因2，PVC 室体排风系统设计在室体下方，距离UBC 室体底部非常远，如图1 中⑥所示，且排风口功率较小，室体下方为大环境，对UBC 机器人室体的排风效果几乎失效，无法起到排出胶雾的作用。

图1 新工厂PVC 室体图示Figure 1 Diagram of the new factory PVC room

原因3，此生产线为皮卡生产线，单排与双排共线，每个托盘上共12 条腿，单侧6 条支腿，同时货厢裙边距离货厢底板（需喷涂PVC 底涂胶的部位）的距离达到507 mm，如图3 所示，喷涂机器人手臂运动轨迹严重受限，此车型货厢喷涂枪距最远达到了700 mm，一般喷涂枪距为150～200 mm，枪距越远，产生的胶雾越多。

图2 其它项目室体图示Figure 2 Other project room diagram

图3 货厢喷涂距离图示Figure 3 Schematic diagram of spray distance of cargo compartment

4 整改措施

措施1，为了避免送风过程中形成打转现象，在托盘轨道两侧增加倒流板，如图4 所示，起到倒流作用，同时将UBC 室体地板由板式改为格栅式，避免胶雾回弹至车身上，直接将其吹到室体下部的大环境中，被排风机排走。

措施2，增加UBC 室体送、排风。

（1）在室体顶部增加送风系统，如图5 所示，将弥漫在室体中的胶雾压制下去，风速3.0～3.2 m/s，否则起不到好的压制胶雾效果；

（2）在室体两侧增加大功率排风装置，如图6所示（大风管，排风效果极佳），可以将弥漫在室体中的胶雾抽出，风口风速5 m/s。

图4 增加导流板前后Figure 4 Before and after increasing the deflector

图5 增加顶部送风口Figure 5 Increase the top air supply outlet

图6 两侧增加排风机Figure 6 Add exhaust fan on both sides

措施3，封堵其它工位排风口，提高UBC 室体的排风速率。PVC 室体下侧一共有6 个排风口，UBC 室体2 个排风口，预留工位2 个排风口，找补工位2 个排风口，将预留工位及找补工位的排风口进行封堵，从而提高UBC 室体下侧的排风速率，风速由2.5 m/s 增大到4.0 m/s，进而增大胶雾的排出速率。

通过采取上述3 个措施后，皮卡驾驶室位置的胶雾问题得到解决，货厢位置的胶雾也减少50%左右，但货厢区域仍然有胶雾，仍需要ED 打磨人员进行拉毛处理。

措施4，优化货厢部位PVC 底涂胶喷涂机器人的仿形轨迹。

UBC 机器人仿形示教时受托盘支腿影响（单侧6个，货箱区域撬腿高度为64 cm，宽度50 cm）导致机器人喷涂枪距较远，最大枪距为700 mm，无气喷枪枪嘴型号使用635，使用65%刷子（出口压力9.75 MPa）。为保证膜厚满足工艺要求（500～1000 mm），在700 mm枪距下必须喷涂5 道。枪距远、压力大、喷涂次数多、扇面反复煽动等因素造成机器人在喷涂货箱区域时产生大量胶雾。

通过重新示教机器人喷涂仿形：将喷涂枪距拉近，控制在300～400 mm，如图7 所示，喷涂次数由5 道减少为1 道。与之前的仿形相比，机器人手臂与托盘支腿距离变近，在20 mm 左右（注：仿形时机器人手臂须保证与支腿留有一定距离，机运精度要求前后5 mm，左右3 mm。车身精度前后2 mm，左右1.5 mm，在机运精度及车身精度的最大误差下，保证生产时不会发生碰撞）。通过优化货箱区域机器人喷涂仿形轨迹，喷涂枪距及喷涂道数大大降低，有效减少了胶雾的产生。

图7 机器人仿形调整图示Figure 7 Robot profile adjustment diagram

采取上述措施后，胶雾问题主要集中在货箱外板区域。利用磁带条验证货箱四周风向的方法进行问题排查，喷涂时观察磁带条漂浮方向为向车外板方向飘动。由于货箱喷涂面低于轮罩外板，机器人喷涂时，少量的胶雾依然通过轮罩飘散到外板及室体空气中。

措施5，增加轮罩遮蔽+软帘。

图8 轮罩遮蔽示意图Figure 8 Schematic diagram of wheel cover covering

在货箱轮罩处增加遮蔽板，遮挡喷涂货箱时产生的胶雾，防止胶雾外飘。为最大化地起到遮蔽效果，可在遮蔽板上增加软帘，同时还可避免遮蔽与喷涂机器人干涉，如图8 所示。

通过增加室体送排风、导流板、遮蔽板以及优化机器人仿形轨迹，UBC 喷涂胶雾问题得到了明显改善。但由于UBC 机器人喷涂使用高压无气喷枪，防护胶通过9～12 MPa的高压力才能达到雾化及扇幅要求，喷涂后雾化的胶粒会在室体中飘浮，在连续生产过程中室体中的胶雾会越积越多，送排风不可能将所有的胶雾完全排出。所以即使对室体结构及机器人仿形进行了优化、改造，胶雾问题得到了大大的改善，但在车身货箱位置依然存在不可避免的轻微胶雾。经过跟踪ED 打磨作业验证，在ED 打磨吹擦净工位用无纺布擦拭车身时，在打磨出口已不存在胶雾颗粒，在面涂入口吹擦净工位会对车身进行酒精擦拭，终检确认车身状态，整车外观无问题。整改后的状态不会额外增加人工打磨作业，能够保证车身外观品质。