CN110093654B - 汽车车身电泳涂装结构及涂装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车车身涂装领域，尤其涉及一种汽车车身电泳涂装结构及涂装方法，包括钢构框架，所述钢构框架外设置有保温板，所述钢构框架内设置有电泳槽，所述电泳槽内设置有电泳漆，所述钢构框架内设置有进程轨道，所述进程轨道包括两组相互平行的滚轮组，两组滚轮组分别位于电泳槽两侧，任一组滚轮组包括多个沿同一直线均匀排布的滚轮，同一滚轮组内各滚轮的主轴相互平行，所述滚轮的工作面中间位置设置有沟槽，所述电泳槽上方通过进程轨道，横跨设置有用于于车身连接的翻转支撑架，结构简单、运行稳定性高、涂装效果好。

Description

汽车车身电泳涂装结构及涂装方法

技术领域

本发明涉及汽车车身涂装领域，尤其涉及一种汽车车身电泳涂装结构及涂装方法。

背景技术

汽车涂装是涂装领域的金字塔，汽车涂装的水平代表着一个国家的涂装的最高水平，汽车涂装生产线为大规模连续生产的自动化工业生产线，对装备的自动化程度、可靠性、涂装品质等要求非常高，车身的机械化输送系统是涂装生产线的大动脉，前处理电泳输送系统是涂装生产线输送系统的重要组成部分，由于工作环境较差，需要经受酸、碱、有机溶剂的不断侵蚀，要在潮湿、酸碱度的环境下连续稳定运行，对输送设备有很高的要求，目前存在的前处理、电泳输送形式为EMS自行葫芦输送、积放式悬挂链输送、摆杆链输送、翻转式输送等形式。目前我国的此类设备生产厂家只能生产制造前三种输送设备，翻转式输送主要为杜尔公司的rodip输送系统和艾斯曼穿梭机，但都依赖于进口。

目前积放式悬挂链输送、摆杆链输送设备主要存在车顶或前后盖较深的空腔气泡无法电泳涂装、车顶电泳膜厚偏薄、车顶易产生电泳颗粒缺陷、出入槽角度为30°或45°，设备占地面积较大、槽体无效容积较大造成设备运行成本较高、沥水不充分造成带水较多导致药剂和水耗量较高、涂装工艺没有柔性、链条有污染槽液的风险等问题； EMS自行葫芦输送设备存在车顶或前后盖较深的空腔气泡无法电泳涂装、车顶电泳膜厚偏薄、车顶易产生电泳颗粒缺陷、沥水不充分造成带水较多导致药剂和水耗量较高、产能受限（目前只能适用于生产节拍小于3min的生产线）等问题；目前rodip输送系统及穿梭机主要存在车身旋转角度和速度等无法根据需要进行任意调整、工艺没有选择性和灵活性（只能按照固定的工艺路线进行运行），运动部分浸入液面防水要求高等方面的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、运行稳定性高、涂装效果好的汽车车身电泳涂装结构及涂装方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种汽车车身电泳涂装结构，包括钢构框架，所述钢构框架外设置有保温板，所述钢构框架内设置有电泳槽，所述电泳槽内设置有电泳漆，所述钢构框架内设置有进程轨道，所述进程轨道包括两组相互平行的滚轮组，两组滚轮组分别位于电泳槽两侧，任一组滚轮组包括多个沿同一直线均匀排布的滚轮，同一滚轮组内各滚轮的主轴相互平行，所述滚轮的工作面中间位置设置有沟槽，所述电泳槽上方通过进程轨道，横跨设置有用于与车身连接的翻转支撑架，所述翻转支撑架包括两个滑子，所述滑子设置为杆状，所述滑子的长度值不小于相邻两个滚轮之间间距值的2倍，所述滑子卡装在沟槽内，所述滑子的中间位置设置有向上的支座，两支座之间设置有转轴，所述支座上设置有用于锁紧转轴的转轴锁紧装置，所述转轴中间位置固定有用于连接至车身的托架，所述托架自由端设置有用于与车身之间锁紧的车身锁紧装置，所述滚轮组连接有驱动电机，所述翻转支撑架连接有翻转驱动装置。

进一步地，所述转轴锁紧装置包括同轴线设置在转轴其中一端的定位盘，所述定位盘外缘设置有凹槽，所述支座上设置有与凹槽相匹配的弹性卡块。

进一步地，所述弹性卡块包括固定在支座上的固定板，所述固定板上穿装有向上的导向柱，所述导向柱上端安装有卡块，所述卡块外端向外延伸，所述卡块下侧的导向柱上安装有挡环，所述导向柱截面为矩形，所述挡环与固定板之间安装有复位弹簧，所述导向柱下端穿过固定板安装有用于防止导向柱脱离固定板的防脱板。

进一步地，所述定位盘外端面并排设置有三根向外的拨杆，所述拨杆外套装有转轮，所述翻转驱动装置包括与定位盘相平行的拨动盘，所述拨动盘指向进程轨道的端面上设置有两块相互平行的拨动板，两块拨动板之间有用于穿过转轮的通道，所述拨动盘设置在底座上，所述底座上设置有用于驱动拨动盘转动的减速电机，所述底座上设置有用于驱动弹性卡块向下移动的拉杆装置。

进一步地，所述拉杆装置包括设置在底座上的安装座，所述安装座上设置有驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆连接有用于向下拉动弹性卡块的拉杆。

进一步地，所述托架包括两根相互平行的托梁，所述托梁末端设置有向上的顶柱，所述顶柱上端设置有两块相互平行的横向托板，两块横向托板分别为上托板和下托板，所述上托板上端面设置有向上的锁紧支架，所述锁紧支架内穿装有向下的接杆，所述接杆上端延伸至锁紧支架外连接有偏心销，所述接杆向下穿过下托板连接有用于驱动接杆转动的锁紧手柄，所述上托板和下托板之间的顶柱上安装有弹簧板，所述接杆与弹簧板相压紧位置处设置为棱柱型。

进一步地，所述电泳槽截面为矩形，所述电泳槽底部设置有用于驱动电泳漆循环的混流喷嘴。

一种汽车车身电泳涂装方法，包括以下步骤：

步骤一，将电泳漆注入电泳槽内，加热至28~30℃，开启混流喷嘴，驱动电泳漆循环，表面流速≥0.2m/s；

步骤二，通过进程轨道将翻转支撑架及车身移动至电泳槽上方，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，转速为1~3r/min，进而使车身浸入电泳漆内，期间保持温度28~30℃，电泳漆流速≥0.2m/s；

步骤三，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架摆动，摆动角度为40-60°，周期为10-30s，摆动6-8min；

步骤四，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，至车身复位，静置0.5分钟，期间保持室温，清洗，电泳涂装完成。

本发明的有益效果在于：

1. 有效缩短设备长度，减少厂房占地面积

采用翻转输送设备，前处理电泳槽体不需要斜坡，同时，可控的车身运行轨迹，可最大限度的降低槽体长度；翻转出槽，又可减少沥水时间及沥水段长度，进而缩短厂房面积。

2.有效降低运行成本

由于槽体体积缩小、循环泵循环流量减少、车身翻转搅动槽液、生产线和输送链长度缩短等原因，可有效降低设备的整体运行成本。

3.节约化学品，节约水

车身180度旋转出槽，槽液夹带量少，冲洗水量可以减少约15%，废水的处理量可以减少约25%，节省三废处理费用有利于环境保护，初次投槽电泳液可以减少约33%，槽液的更新周期可以缩短约1/3，有效提升槽液参数的稳定性及产品质量，降低化学品的消耗。

4.节省维修费用

由于输送链非常平直，节点少，因此设备运行平稳，可靠性高，寿命长，输送链位于槽体外侧的走道边，维修十分方便。

5.车身防腐性能好

与传统输送相比，翻转输送系统使车身在槽内360°翻转，彻底消除了车身前后盖，车顶盖内的气泡，解决长期以来难以解决的气泡缺陷问题，提高了整车的防腐性能。

6.槽液污染减少

输送链条位于槽外侧的走道边，高度略高于槽沿，排除了输送链滴油，吊架滴水等对电泳漆的污染。回链区域设置翻转轴清洗装置，确保翻转轴的清洁度，使电泳漆膜常见的缩孔和颗粒问题得到有效预防。

浸槽上方无任何输送设备输送链和导向设备位于槽子外面两侧附近，不会因输送系统加油润滑等原因造成对槽液和车身的污染 ，输送系统受酸雾，水蒸气的侵蚀也较少 。

7.改善电泳后冲洗质量，提高电泳漆膜外观

车身翻转出槽，有利于槽液快速从车内流回主槽，可缩短相对沥液时间。生产过程中可减少电泳漆被车身连续带入后面的超滤液槽，降低超滤液槽的固体分含量，从而提高电泳湿膜车身的清洗效果，能够改善烘烤后的电泳漆膜外观。

8.阳极管布置自由合理

由于无吊架或摆杆的干扰，在电泳槽中阳极管的排布可以更加自由合理，底部阳极管也更好布置。因为车顶直接对着阳极管 ，中间没有滑撬相隔。

附图说明

图1为实施例1主视图示意图；

图2为翻转支撑架主视图示意图；

图3为翻转支撑架俯视图示意图；

图4为支座主视图示意图；

图5为车身锁紧装置主视图示意图；

图6为车身锁紧装置右视图示意图；

图7为转轴端部结构图示意图；

图8为弹性卡快结构图示意图；

图9为翻转驱动装置主视图示意图；

图10为翻转驱动装置左视图示意图；

图11为翻转驱动装置俯视图示意图；

其中：1-钢构框架，2-车身，3-翻转支撑架，301-支座，302-滑子，303-转轴，304-托架，305-车身锁紧装置，306-顶柱，307-上托板，308-下托板，309-锁紧支架，310-偏心销，311-接杆，312-弹簧板，313-锁紧手柄，314-转轮，315-定位盘，316-凹槽，317-弹性卡块，318-固定板，319-挡环，320-卡块，321-复位弹簧，322-导向柱，323-防脱板，4-电泳槽，5-混流喷嘴，6-翻转驱动装置，601-底座，602-减速电机，603-拨动盘，604-拨动板，605-安装座，606-拉杆，607-驱动气缸，7-进程轨道，701-滚轮，8-补液泵。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-11所示，一种汽车车身电泳涂装结构，包括钢构框架1，钢构框架外铺设有保温板，本实施例中，钢构框架上端为人字形结构，具有较好的防水效果，钢构框架内安装有电泳槽4，电泳槽内通过补液泵8注入有电泳漆，钢构框架内安装有进程轨道7，进程轨道上放置有横跨电泳槽的翻转支撑架，为保证输送稳定性，同时避免输送链复杂，进程轨道包括两组相互平行的滚轮组，任一组滚轮组包括多个沿同一直线均匀排布的滚轮701，同一滚轮组内各滚轮的主轴相互平行，滚轮的工作面中间位置加工有沟槽，滑子302有两个，滑子为杆状，滑子的长度值不小于相邻两个滚轮之间间距值的2倍，能够使滑子在同一组滚轮组的至少两个滚轮上滑动，保证工作稳定性，滑子卡装在沟槽内，滑子的中间位置安装有向上的支座301，支座为三角形支座，结构稳定性高，两支座之间安装有转轴303，支座上安装有用于锁紧转轴的转轴锁紧装置，转轴中间位置固定有用于连接至车身的托架304，托架自由端安装有用于与车身之间锁紧的车身锁紧装置305，滚轮组连接有驱动电机，转轴锁紧装置包括同轴线安装在转轴其中一端的定位盘315，定位盘外缘加工有凹槽316，本实施例中，凹槽对称加工有两个，支座上安装有与凹槽相匹配的弹性卡块317，弹性卡块包括固定在支座上的固定板318，固定板上穿装有导向柱322，导向柱上端安装有卡块320，卡块外端向外延伸，卡块下侧的导向柱上安装有挡环319，导向柱截面为矩形，挡环与固定板之间安装有复位弹簧321，导向柱下端穿过固定板安装有用于防止导向柱脱离固定板的防脱板323，常态下，复位弹簧通过挡环推动导向柱向上移动，致使卡块卡装在凹槽内，转轴不能转动，定位盘外端面并排安装有三根向外的拨杆，拨杆外套装有转轮，翻转驱动装置一和翻转驱动装置二均包括与定位盘相平行的拨动盘603，拨动盘指向进程轨道的端面上安装有两块相互平行的拨动板604，两块拨动板之间有用于穿过转轮的通道，拨动盘安装在底座601上，底座上安装有用于驱动拨动盘转动的减速电机602，底座上设置有用于驱动弹性卡块向下移动的拉杆装置，拉杆装置包括安装在底座上的安装座605，安装座上安装有驱动气缸607，驱动气缸的活塞杆连接有用于向下拉动弹性卡块的拉杆606，进程轨道带动翻转支撑架移动至翻转驱动装置一处时，三个转轮移动至两块拨动板之间，驱动电机停止动作，驱动气缸动作，通过拉杆带动卡块向下移动，卡块与凹槽脱离，定位盘能够转动，减速电机驱动拨动盘转动，进而通过拨动板带动转轴转动，车身翻转，不需要翻转驱动装置随动，结构简单，工作稳定性高。

托架包括两根相互平行的托梁，托梁末端安装有向上的顶柱306，顶柱上端安装有两块相互平行的横向托板，两块横向托板分别为上托板307和下托板308，上托板上端面安装有向上的锁紧支架309，锁紧支架内穿装有向下的接杆311，接杆上端延伸至锁紧支架外连接有偏心销310，接杆向下穿过下托板连接有用于驱动接杆转动的锁紧手柄313，上托板和下托板之间的顶柱上安装有弹簧板312，接杆与弹簧板相压紧位置处为棱柱型，车身通过悬吊架吊装至托架上端，偏心销插入车身下端的长条孔内，拨动锁紧手柄，偏心销旋转，托架与车身固定，通过弹簧板能够防止接杆松动。

电泳槽截面为矩形，有效利用空间，电泳槽下端均为锥台型，电泳槽底部均安装有用于驱动电泳漆循环的混流喷嘴5，能够使电泳槽内的液体均匀。

一种汽车车身电泳涂装方法，包括以下步骤：

步骤一，将电泳漆注入电泳槽内，加热至28~30℃，开启混流喷嘴，驱动电泳漆循环，表面流速≥0.2m/s；

步骤二，通过进程轨道将翻转支撑架及车身移动至电泳槽上方，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，转速为1~3r/min，进而使车身浸入电泳漆内，期间保持温度28~30℃，电泳漆流速≥0.2m/s；

步骤三，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架摆动，摆动角度为40-60°，周期为10-30s，摆动6-8min；

步骤四，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，至车身复位，静置0.5分钟，期间保持室温，清洗，电泳涂装完成。

在电泳涂装的过程中，车身通过翻转支撑架及轨道接地，消除静电后浸入带相反极性的槽液中，树脂和颜料迁移（电泳）到工件上成膜，然后用水洗将多余的材料洗去，最后在固化炉中将涂膜固化。

本发明的内容为工件在电泳槽中所发生的沉积成膜过程，工件浸入槽中成为带有负电的阴极，槽内同时又带有正电的阳极，导电溶液的电解分解导致了带电粒子的移动，负电粒子向阳极移动，正电阳离子向阴极移动（电泳），带电的涂料粒子从溶液中沉淀后粘附在金属基材上（电沉积），随着沉积膜增厚，涂装表面上相应的电阻就会升高，随着电阻的升高，工件逐渐变成绝缘体，至此电泳沉积成膜过程完成。

其具体步骤为：

1. 加电压V=IR；

2. 水在电极上电解分解；

3. 涂料粒子向带正负电荷的电极移动（电泳）；

4. 涂料粒沉淀（电沉积）；

5. 涂料粒子紧密地包裹（电内渗）；

6. 工件上沉积涂料后变成绝缘体；

7. 沉积变缓并停止沉积。

阴极电泳中的化学反应步骤为：

1．pR2N＋RCOOHà H2OpR2NH^- ＋RCOO^-＋H2O（溶解步骤）；

2．2H2O＋2E-à H2á＋2OH^-（阴极反应）；

3．pR2NH＋（可溶性）＋OH-à pR2N（不可溶）＋H2O（沉积步骤）。

为消除车身内部空腔气泡，步骤三中，在前3-4min内，快速摆动，摆动角度为55-60°，周期为10-15s，能够快速的消除车身内部空腔内的气泡，使电泳漆填充，进行电泳成膜；为保证内腔及车顶电泳膜厚度，快速摆动后进入慢速摆动状态，摆动角度为40-45°，周期为25-30s；

步骤四中，车身经过15s翻转至上方，期间在竖向位置停顿6-8s，能够快速将电泳漆沥除，节约沥干时间。

经过本实施例的涂装方法得到的涂膜，涂膜固化后，内腔和车顶涂膜厚度均能够到达25-28微米，且均匀度高。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种汽车车身电泳涂装结构，其特征在于：包括钢构框架，所述钢构框架外设置有保温板，所述钢构框架内设置有电泳槽，所述电泳槽内设置有电泳漆，所述钢构框架内设置有进程轨道，所述进程轨道包括两组相互平行的滚轮组，两组滚轮组分别位于电泳槽两侧，任一组滚轮组包括多个沿同一直线均匀排布的滚轮，同一滚轮组内各滚轮的主轴相互平行，所述滚轮的工作面中间位置设置有沟槽，所述电泳槽上方通过进程轨道，横跨设置有用于与车身连接的翻转支撑架，所述翻转支撑架包括两个滑子，所述滑子设置为杆状，所述滑子的长度值不小于相邻两个滚轮之间间距值的2倍，所述滑子卡装在沟槽内，所述滑子的中间位置设置有向上的支座，两支座之间设置有转轴，所述支座上设置有用于锁紧转轴的转轴锁紧装置，所述转轴中间位置固定有用于连接至车身的托架，所述托架自由端设置有用于与车身之间锁紧的车身锁紧装置，所述滚轮组连接有驱动电机，所述翻转支撑架连接有翻转驱动装置，

所述转轴锁紧装置包括同轴线设置在转轴其中一端的定位盘，所述定位盘外缘设置有凹槽，所述支座上设置有与凹槽相匹配的弹性卡块，

所述弹性卡块包括固定在支座上的固定板，所述固定板上穿装有向上的导向柱，所述导向柱上端安装有卡块，所述卡块外端向外延伸，所述卡块下侧的导向柱上安装有挡环，所述导向柱截面为矩形，所述挡环与固定板之间安装有复位弹簧，所述导向柱下端穿过固定板安装有用于防止导向柱脱离固定板的防脱板，

所述定位盘外端面并排设置有三根向外的拨杆，所述拨杆外套装有转轮，所述翻转驱动装置包括与定位盘相平行的拨动盘，所述拨动盘指向进程轨道的端面上设置有两块相互平行的拨动板，两块拨动板之间有用于穿过转轮的通道，所述拨动盘设置在底座上，所述底座上设置有用于驱动拨动盘转动的减速电机，所述底座上设置有用于驱动弹性卡块向下移动的拉杆装置，

所述拉杆装置包括设置在底座上的安装座，所述安装座上设置有驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆连接有用于向下拉动弹性卡块的拉杆，

所述电泳槽截面为矩形，所述电泳槽底部设置有用于驱动电泳漆循环的混流喷嘴。

2.根据权利要求1所述的汽车车身电泳涂装结构，其特征在于：所述托架包括两根相互平行的托梁，所述托梁末端设置有向上的顶柱，所述顶柱上端设置有两块相互平行的横向托板，两块横向托板分别为上托板和下托板，所述上托板上端面设置有向上的锁紧支架，所述锁紧支架内穿装有向下的接杆，所述接杆上端延伸至锁紧支架外连接有偏心销，所述接杆向下穿过下托板连接有用于驱动接杆转动的锁紧手柄，所述上托板和下托板之间的顶柱上安装有弹簧板，所述接杆与弹簧板相压紧位置处设置为棱柱型。

3.一种权利要求1所述的汽车车身电泳涂装结构的涂装方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，将电泳漆注入电泳槽内，加热至28-30℃，开启混流喷嘴，驱动电泳漆循环，表面流速≥0.2m/s；

步骤二，通过进程轨道将翻转支撑架及车身移动至电泳槽上方，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，转速为1-3r/min，进而使车身浸入电泳漆内，期间保持温度28-30℃，电泳漆流速≥0.2m/s；

步骤三，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架摆动，摆动角度为40-60°，周期为10-30s，摆动6-8min；

步骤四，通过翻转驱动装置驱动翻转支撑架转动，至车身复位，静置0.5分钟，期间保持室温，清洗，电泳涂装完成。