簡述涂裝車間噴漆室區域電氣接口

劉志成，宋衍國

（1.一汽-大眾汽車有限公司規劃部涂裝規劃科，吉林 長春 130011；2.機械工業第九設計研究院有限公司，吉林 長春 130011）

前言

涂裝車間的噴漆室區域涉及到的設備主要有，噴涂機器人，機械化輸送設備，工藝設備（包括通風設備和漆霧分離設備），消防設備以及調漆設備，涉及到的主要接口如下圖所示：

圖1 噴漆室區域設備電氣接口概覽

噴漆室區域設備結構復雜，設備自動化程度高，涉及設備廠家眾多，不同廠家，不同設備之間接口較多，這就要求在設計階段進行詳細的設備電氣接口方案規劃。

1 接口設計

為了保證項目的正常進展，必須提早進行噴漆室區域的電氣接口劃分，本章將對電氣接口需要完成的設計進行描述。

1.1 機械化-機器人-工藝設備接口

圖2 Line tracking 兩種接口方式

圖3 stop&go兩種接口方式

目前根據機器人不同的噴涂形式，機械化輸送方面可以采取 linetracking（連續式）和 stop&go（間歇式）的輸送方式，不同的輸送方式的電氣接口設計如下（以國內某合資汽車廠為例）。

圖中以不同顏色來劃分不同廠家和控制系統的設備。兩種輸送形式對應的兩種接口方式的主要區別是車身數據由機械化控制系統管理還是由機器人控制系統管理，兩者的優缺點如下：

1）由機械化控制系統管理數據，機械化貫穿整個噴漆區域，數據管理清晰明確；

2）由機械化控制系統管理數據，節省通訊硬件；

3）由機械化控制系統管理數據，當某個機器人站對車身數據進行修改后，需要傳回給機械化，再由機械化傳遞到下一個機器人站，過程復雜，容易出錯；

4）由機械化控制系統管理數據，導致機械化控制程序較為復雜。

在選擇兩種接口方式時，除了技術上的考慮，還需要考慮機器人和機械化供應商的技術實力和經驗，可以由技術實力強，經驗多的供應商負責數據管理。

表1 機械化和機器人之間主要傳遞的信號如下表（示例）

表中車身數據由機械化傳輸到機器人，在機器人噴涂完成后，回傳給機械化和中控室進行校驗。

表2 機器人、機械化工藝設備之間的主要控制邏輯如下表

1.2 調漆系統-機器人-中控室接口

油漆管路信息需要在調漆系統、機器人、中控室之間進行傳遞，以保證三者之間的信息一致性，三者的硬件接口如下圖：

圖4 調漆系統-機器人-中控室接口

調漆系統、機器人和中控室之間需要傳遞的信號如下：

1）清洗液的液位信號（機器人清洗液槽屬于機器人廠家供貨，放置在調漆間內，故需要做到調漆間目視系統上，需要將清洗液液位信號傳遞到調漆系統）；

2）調漆系統出口壓力；

3）調漆系統ready信號；

4）調漆系統休眠信號；

5）機器人、調漆系統故障和狀態信息傳遞到中控室；

6）機器人目視化顯示調漆系統頁面信息。

調漆間油漆系統切換必須及時通知機器人和中控室，為了保證噴漆管路信息在調漆系統、機器人和中控室之間的一致性，需要規劃設計油漆輸送管理系統，以保證噴涂的準確性。油漆輸送管理系統的設計原則如下：

1）一條油漆管路在某一時間段必須只能設定為1種顏色；

2）中控室和調漆間可以禁止或釋放某一油漆管路；

3）調漆間發送更改到中控室，中控室從調漆間接收信息，然后分發到各個噴涂站；

4）所有的噴涂機器人站都是接收端；

5）一個油漆管路必須同時被中控室和調漆間釋放才能用于生產。

中控室和調漆間的權限如下表所示：

油漆管路管理系統的頁面如下圖所示：

圖5 油漆管路管理系統圖例

1.3 涂裝設備-消防系統接口

噴漆室區域作為涂裝車間重點消防區域采用 HIFOG消防系統，消防設備和涂裝設備之間需要連鎖，一旦發生火災，消防系統給出火警信號，涂裝設備需要自動停止并切斷電源。涂裝設備、消防系統硬件接口如下圖所示：

圖6 設備-消防接口

考慮到消防系統的安全性，一般采用無源雙回路觸點作為消防信號，故系統之間的硬線一般采用5芯線，由涂裝設備廠家鋪設到消防中控室。需要根據消防聯動表來設計涂裝設備、消防系統的連鎖，消防聯動表示例如下表所示：

表3

安全信號需要輸入系統的安全輸入點，由于安全輸入點對信號的傳輸距離的限制，需要根據涂裝設備系統距離消防中控室（信號點）的遠近采取不同的信號采集方法，如下圖所示：

圖7 消防信號采集方式

1.4 噴漆室區域接地方案

噴漆室區域作為防爆區域，并且為保證噴漆室區域設備的安全穩定運行，必須總體規劃噴漆室區域的電位平衡，其中包括所有機械、電氣、室體的元件電位平衡的規劃設計、裝配以及文件資料，電位平衡的示例如下：

圖8 噴漆室區域整體接地方案示例圖

廠房的中心接地點由土建提供，其余接地銅排及銅排間的接線需要在技術任務書中明確供貨廠家，接地銅排的布置需要所有相關廠家和電氣規劃部門共同進行布置，所有設備由相應的廠家連接到接地銅排。

2 結束語

隨著機器人技術的發展，車身涂裝車間噴涂區域的自動化程度越來越高，人工噴涂由于人員流動性和人本身的特點，導致噴涂的一致性沒有機器人噴涂穩定，并且噴漆工作容易對人身體造成傷害，故包括內表噴涂在內的人工噴涂工作逐步被機器人噴涂取代。噴漆室區域是涂裝車間的重點區域，其涉及到的設備復雜多樣，涉及到的廠家眾多，設備自動化程度高，電氣接口復雜，本文對噴漆室區域的電氣接口進行了概述，對電氣接口的劃分和設計進行了分析，對項目前期規劃和后期調試具有借鑒和指導意義。