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基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結構設計

2015-08-07 14:18李志杰焦建武高海軍王愛軍張金妹
大眾科技 2015年3期
關鍵詞:組份雙鏈噴漆

李志杰 焦建武 高海軍 王愛軍 張金妹 趙 磊

(長城汽車股份有限公司技術中心,河北省汽車工程技術研究中心,河北 保定 071000)

基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結構設計

李志杰 焦建武 高海軍 王愛軍 張金妹 趙 磊

(長城汽車股份有限公司技術中心,河北省汽車工程技術研究中心,河北 保定 071000)

主要分析了導致噴漆室雙鏈爬行故障的原因,在進行TRIZ沖突問題分析及物質-場分析的基礎上,通過TRIZ理論中39x39沖突矩陣、40個發(fā)明原理及76個標準解得出問題解決方向,通過對噴漆室雙鏈防漆霧結構設計,為新工廠噴漆雙鏈設備選型提供解決方案。

TRIZ;雙鏈輸送機;雙組份;爬行

1 引言

涂裝車間噴漆系統(tǒng)由噴漆室系統(tǒng)、靜電噴涂機器人系統(tǒng)、滑橇、噴涂雙鏈輸送機及雙組份涂料等組成,具體描述如下,噴漆室系統(tǒng)(由噴漆室本體、供風系統(tǒng)、漆霧捕集裝置、循環(huán)水系統(tǒng)、排風系統(tǒng)及廢漆清理裝置組成),靜電噴涂機器人系統(tǒng)(由機器人、旋杯、高壓發(fā)生器、供漆系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成),滑橇(結構由底座用兩根工字鋼或長方形管焊接而成,前托架和后托架用型鋼阻焊而成),噴漆雙鏈輸送機(其傳動裝置用萬向聯(lián)軸節(jié)連接到室外,用C形托架來支撐,C形托架固定在牽引鏈條的外鏈板上,每隔960mm放置一個,噴漆室防漆霧蓋板將牽引鏈條封閉起來,避免漆霧沾染鏈條),雙組份涂料(雙組份涂料由涂料以及固化劑組成,固化劑能加速涂料成膜的速度、能大幅度縮短其干燥時間)。

TRIZ(發(fā)明問題解決理論)是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒(G.S. Altshuller)所領導的研究機構在研究分析了世界上250多萬件高水平發(fā)明專利的基礎上,并綜合多科學領域的原理及法則后提出了一套具有完整體系的創(chuàng)新理論,常用的技術問題解決工具有39x39沖突矩陣、40個發(fā)明原理,物質-場模型分析、76個標準解、技術進化定律和路線、效應等,基于TRIZ的問題分析與求解流程(見圖1)。

圖1 基于TRIZ的問題分析與求解流程

2 基于TRIZ理論的噴漆雙鏈防漆霧結構設計

2.1 問題描述

隨著用戶對汽車質量要求的不斷提高,對汽車外觀油漆的質量要求也相應增加,由于單組份油漆存在著光澤容易消失和抗天氣能力低的缺陷,不能滿足高質量的噴漆工作需求,現(xiàn)涂裝車間噴漆室清漆段采用雙組份油漆提高表面的光澤或漆層的內部結構,抗紫外光和抗天氣的性能,雙組份涂料由涂料以及固化劑組成,固化劑能加速涂料成膜的速度、能大幅度縮短其干燥時間,同時機器人漆霧對噴漆室雙排鏈式輸送機的鏈條沾染惡化、輸送機出現(xiàn)爬行,造成機器人噴漆質量問題、設備停機及存在輸送機與機器人相撞的風險。

現(xiàn)A工廠涂裝噴漆雙鏈裝置,配置了兩個獨立的鏈條密封板,將鏈條密封在輸送機內部(見圖2),現(xiàn)有防漆霧裝置密封效果不好,漆霧通過縫隙進入輸送機內部,特別是清漆選用雙組份涂料,漆霧污染雙鏈鏈條,輸送機出現(xiàn)爬行,影響噴漆質量及噴漆機器人的運行安全,目前隨著車間產(chǎn)量的增加,目前為避免雙鏈輸送機爬行故障,需每周停產(chǎn)一天清理鏈條漆渣嚴重影響生產(chǎn)效率。

圖2 A工廠涂裝車間噴漆用雙排鏈式輸送機防漆霧密封圖

2.2 問題分析

2.2.1 影響涂裝車間噴漆室雙鏈爬行問題的系統(tǒng)結構分析如下

超系統(tǒng):噴漆室、機器人、雙組份漆霧、送風系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、車身、循環(huán)水池、滑橇;

本系統(tǒng):雙排鏈式輸送機;

子系統(tǒng):電機驅動、鏈條滾輪、防漆霧蓋板、潤滑系統(tǒng)、張緊保護、控制系統(tǒng)。

2.2.2 問題根原因分析(見圖3)

圖3 涂裝車間噴漆雙鏈爬行問題因果分析

通過因果(魚骨刺圖)分析主要存在兩方面關鍵因素:

噴漆雙鏈滾輪受噴漆室機器人雙組份漆霧污染漆渣沾污、造成運行阻力;

輸送機漆霧防護蓋板對鏈條防護存在間隙未起到封閉作用、造成漆霧侵入;

2.2.3 根據(jù)問題根原因分析及TRIZ沖突問題判定原則判定是否存在沖突

確定有用功能:機器人噴漆隨輸送機滑橇(車身)同步運行;

確定有害功能:機器人雙組份漆霧沾染輸送機鏈輪;沖突問題判定原則:確定該問題是否屬于沖突問題?問:消除或減弱有害功能,有用功能是否同時減弱;

答:同時減弱;

根據(jù)結果確定:機器人噴漆隨輸送機攜帶滑橇(車身)同步運行與機器人雙組份漆霧沾染輸送機鏈輪為技術沖突問題。

2.2.4 根據(jù)TRIZ技術沖突從39個工程參數(shù)(見表1)中確定技術沖突的特性參數(shù)

表1 TRIZ理論技術沖突39個工程參數(shù)

改善的特性:提高自動化程度(No.38); 物體產(chǎn)生的有害因素(No.31)

惡化的特性:物體外部有害因素作用(No.30); 制造精度(No.29)

2.2.5 物質-場模型分析:根據(jù)TRIZ理論該問題也屬于功能結構系統(tǒng)要素問題(見圖6)

輸送機防漆霧蓋板S2相對輸送機鏈條S1:屬于無效完整系統(tǒng)

機器人雙組份漆霧S3相對輸送機鏈條S1:屬于有害完整系統(tǒng)

圖4 噴漆雙鏈爬行物質-場模型分析

2.3 方案設計

2.3.1 根據(jù)改進特性/惡化特性(No.31/No.29;No.38/No.30)由沖突矩陣確定可用發(fā)明原理(見表2、表3)

表2 TRIZ理論技術沖突矩陣

表3 TRIZ理論技術沖突發(fā)明原理

No.02分離(分開):將一個物體中的“干擾”部分分離出去

解決思路:將受漆霧影響的鏈輪進行防護、將漆霧隔離起來;

解決方案:用滑橇本身或輸送機其他部分遮擋雙組份漆霧沾污鏈輪;

No.33同質性:不考慮;No.04不對稱:不考慮;

No.17維數(shù)變化:將一維空間的物體變成二維空間的物體、將物體用多層排列代替單層排列;

解決思路:對鏈輪增加多層漆霧;

解決方案:由原來的兩道防護增加到四道防護;

No.34拋棄與修復:不考慮;

No.26復制:不考慮。

2.3.2 根據(jù)物質-場模型分析將標準解轉換為特解

無效完整系統(tǒng):參考第一類標準解--改進非完整系統(tǒng):No.3子系統(tǒng)添加物資:提高噴漆雙鏈防漆霧蓋板功效;解決方案:增加防漆霧蓋板密封結構;;

有害完整系統(tǒng):參考第一類標準解—消除或抵消有害系統(tǒng):

No.09引入第三種物質將漆霧與鏈輪隔開避免接觸;

解決方案:在雙組份漆霧與鏈輪之間增加隔離板。

2.3.3 根據(jù)以上TRIZ發(fā)明原理及標準解四個解決方案,最終設計確定增加噴漆雙鏈防漆霧蓋板密封結構設計方案(見圖4、圖5)

圖4 涂裝車間噴漆雙鏈輸送機防漆霧密封示意圖

圖5 涂裝車間噴漆雙鏈輸送機防漆霧結構設計圖

3 結語

涂裝車間噴漆室清漆段采用雙組份涂料后,機器人漆霧對噴漆雙排鏈式輸送機的鏈條造成沾染、輸送機出現(xiàn)爬行設備故障,通過TRIZ理論沖突原理及物質-場分析,對噴漆室雙鏈防漆霧蓋板結構形式進行創(chuàng)新設計,目前該方案已在新投產(chǎn)的B工廠涂裝車間噴漆雙鏈設備設計中應用。

[1] 檀潤華. TRIZ及應用:技術創(chuàng)新過程與方法[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2] 王錫春.涂裝車間設計手冊(第二版)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.

Double-stranded anti-mist structure design based on the theory of TRIZ

This article mainly analyzes the cause of double-stranded crawling malfunction in spray paint room, based on the TRIZ conflict analysis and Material - field analysis, through the TRIZ theory of 39x39 conflict matrix, 40 inventive principles and 76 standard solution got problem solving direction, through the design of double-stranded anti-mist structure of spray paint room, provide solution for new factory paint double-stranded equipment selection.

TRIZ;double-stranded conveyor;double component;crawling

TS758.4

A

1008-1151(2015)03-0091-03

2015-02-11

李志杰(1965-),男,長城汽車股份有限公司生產(chǎn)技術中心涂裝設備部副高工,副部長。

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