车体识别跟踪系统在一般工业涂装线的拓展应用
关荣森
（一拖（洛阳）福莱格车身有限公司技术开发部 河南 洛阳 471004）
摘要：车体识别跟踪系统（AVI）由读写器和载码体组成，可以在涂装生产过程中结合机运系统完成工件的定位、编组、分流。本文介绍了一般工业涂装线在应用车辆自动跟踪系统时，在自动加料、自动调压及辅助烘干方面的功能扩展，为一般工业涂装线应用 AVI 系统时的工艺细节设计提供了借鉴。
关键词：AVI；自动加料；自动调压；烘干辅助
涂装车间的车体识别跟踪系统包含载码体、读写器、描枪及软硬件控制系统构成，主要功能包括实时的车体信息跟踪、质量信息录入和查询、路由及其他信息传递等。一般工业领域的涂装生产线，很多属于多型产品的混流生产线，一条生产线往往有多种产品共线生产，这些产品的差异有可能比较大，这些差异可能是形态上的差异，也可能是材料方面的差异，借助 AVI 系统的信息传递功能，可以拓展线体的一些特殊功能，提升线体的产品品质及自动化水平。
1 自动加料系统方面的拓展
标准线体的自动加料系统一般会以恒定的补料速度或计数式的方式根据生产产品数量进行补料，这种方式在一般工业的一些共线生产的涂装线上并不适宜，或者说就不可行。因为这些线体的产品结构差异较大，无论是恒速补料或是计数补料都会造成补料量的偏差偏大，最终导致槽液参数失衡，影响工序质量及产品品质。
我们知道涂装线的辅材消耗主要与面积有关，无论是前处理药剂的消耗还是电泳漆材料的消耗，都与被涂物面积有稳定的数学关系，如果利用 AVI 系统的信息传递功能，在产品信息中加载产品的面积数据，就可以在所有需要补料的工序，用面积数据来控制自动加料装置的补料量，我们只需设定好各种辅材的单耗数据，自动加料系统便可依据产品面积数据计算出实时产品的辅材消耗量，实时补充，从而保证槽液参数的平稳恒定，保证产品品质的一致稳定。
无论哪一种自动补料方式，最终都需要人工检测后的补料修正，利用面积参数实施的自动补料装置，应是最稳定的自动补料方式，只要单耗数据的设定无误，槽液参数将会保持较为稳定的水平，可以最大限度的减少人工补料修正的工作，减轻操作人员的劳动负荷。
利用面积数据的补料装置的原理如下：
图1
利用面积数据的自动加料装置可以用于脱脂、转化膜及电泳等工序各种辅材的自动补料。单耗数据的设定，可以通过一段时间的生产验证进行调整，以求最终达到稳定状态。
2 电泳自动调压方面的拓展
前面说过共线生产的涂装线，其产品结构可能存在较大的差异，表现在面积数据上也会存在较大的差异，而对电泳工序来说，由于阳极与工件面积比值即极的显著变化，会导致工件电泳成膜厚度出现差异。如果使用同一个电压进行电泳，必然出现大型工件的膜厚不足或小型工件的膜厚冗余，造成产品品质隐患或辅材使用浪费。电泳工序的标准膜厚一般在 20um 左右，如果膜厚超标 2um，即可造成电泳辅材的 10% 的浪费，而在自动化流水生产线上也不可能进行人工干预的随机电压调整。如果利用 AVI 获取工件的面积参数，就可以通过电泳整流电源的 PLC 控制单元，对电泳电压进行调整，从而取得稳定的电泳膜厚，在保证产品电泳品质的同时，节省电泳辅材。
利用 AVI 自动调整电泳电压的原理如下：
图 2
电压与面积的关联关系可以按照工艺经验先行设定，再通过生产调试达到准确的对应关系。
3 烘干辅助方面的拓展
在一般工业共线生产的涂装线，产品结构的差异有时表现为材料厚度的差异，而且这种差异有时会非常夸张。比如工程机械及农机驾驶室产品的某些品种，其构成材料的膜厚最薄有 1 ～ 1.5mm，最厚的能够达到 15 ～20mm，这种材料厚度的巨大差异对于烘干而言是一个巨大的挑战，特别是对于高温烘干而言，当最厚部位的漆膜完全干燥的时候，薄板部位的漆膜往往已经出现了过烘干问题。若仅考虑薄板部位的漆膜烘干良好，则厚板部位的漆膜可能出现烘干不良，甚至出现尚未固化的情况。这种情况下，一般会通过设置辅助加热装置，对厚板部位进行辅助加热，以使厚板部位快速升温，尽量减少与薄板部位的温度差，保证厚板部位也可以同时被烘干。辅助加热的方式一般会选用远红外加热装置，因为远红外加热具有快速升温的加热特点。
但是在共线生产的涂装线上，并非所有的机型都需要辅助加热，如果辅助加热的加热器一直处于开启状态，则不仅浪费能源，还有可能使其他机型的某些部位出现过烘干之类的问题。这种情况下，当然可以通过生产组织的协调和人工关闭的方式来消除这些问题，但这样的方式无论是实施的便利性及对生产组织的柔性化考虑都是一种妨碍。特别是，当有多种不同的机型都需要辅助烘干的时候，辅助烘干加热器的布置位置又不一样，人工干预与生产协调的难度会加大，容易出现错误操作导致产品质量出现问题。
但是对于配置了 AVI 系统的涂装线来说，这个问题的解决变得简单很多。因为 AVI 系统可以随车传递工件的型号信息，可以通过控制烘干设备的 PLC 控制系统，去开启或关闭相应位置的辅助烘干加热器，使烘干室的辅助加热装置的开启状态与烘干机型的机型信息相匹配，就可以保证所有机型的烘干质量，同时最大限度地节省能源。
利用 AVI 系统控制辅助加热装置的原理图如下：
图3
辅助加热器的控制与工件位置信息也是需要关联控制的，因为不同机型的工件辅助加热器的位置可能也不一样。
4 AVI 系统功能的拓展应用
以上车体识别跟踪系统的拓展应用，在第一拖拉机股份有限公司的智能驾驶舱数字化工厂涂装线项目中已经应用，本项目申报了国家工业与信息化部的智能制造项目，并已通过了项目验收。本项目于 2018 年 8 月投产，至今运行良好。
本文介绍到的关于 AVI 系统功能拓展的应用可以为多机型共线生产并配置了车体识别跟踪系统的涂装线在规划工艺方案时提供借鉴。