US Autocure案例研究：直線運動系統保障了汽車固化系統的穩定自動化

然而，U.S. Autocure公司的Phoenix 1000固化系統通過一個可移動的龍門框架解決了這個問題。該框架通過13個運動軸自動移動紅外加熱燈，從而優化整個車輛的均勻固化，包括車門頂端、踏腳板、獨立部件的頂部和底部以及保險杠。

“我們的龍門框架可以安裝在汽車車身車間的噴漆室中，沿著地面上的兩條軌道運行。”U.S. Autocure工程師Mark Abel說道，“當龍門框架前后掃描時，裝有紅外加熱燈的吊桿會上下移動，以適應車輛高度的變化。同時，框架兩側裝有加熱器的百葉窗會按照預編程的順序折疊和展開，以適應車輛的外形輪廓。這也可以實現自動化運行，其中每側的攝像機也會上下移動，讀取車輛的寬度和高度并將定位數據發回控制器。”

U.S. Autocure公司的Phoenix 1000固化系統是一種全自動數字化機器人系統，它使用人工智能（AI）來優化汽車涂層的固化。

突破噪音的束縛

由于Phoenix 1000系統包含大量的運動部件，因此保持安靜運行并盡可能減小振動是一項重大挑戰。

“快門和百葉窗外殼是金屬板制成的，因此在移動時可能會產生振動和噪音。”Abel說道，“快門帶有四個加熱器，百葉窗裝有三個加熱器，以及各種電機、接線、氣體和管道裝置。如此沉重的結構移動時，必然會產生振動，這可能會損壞電氣部件、加熱器和傳感器。零部件壽命是一個主要問題。”

為了解決這個問題，U.S. Autocure公司的工程師測試了多種運動產品，包括絲杠組件和裸露的滾珠絲杠，但是測試的所有產品都存在振動過大、移動速度不足或無法支撐重量等問題，直到他們的自動化經銷商建議使用Thomson Industries的直線運動系統。

“我們在Thomson產品之前測試的所有產品都需要金屬對金屬的接觸。”U.S. Autocure公司管理合伙人Mickey Meyer說道，“這不僅會有噪音、振動和磨損等問題，還會帶來安全問題。我們的工作環境是Class 1 Division 2（1類2區）的危險區域，任何可能引起火花的摩擦都可能點燃霧化的油漆蒸汽。而Thomson直線運動系統使我們能夠使用塑料螺母，這也有助于減少磨損和能耗。”

部署Thomson Movopart MG-K直線運動系統有助于U.S. Autocure實現架空和側面紅外加熱燈的平穩安靜的移動，使其能夠適應汽車的輪廓表面。

Abel表示，Thomson在可靠性方面的良好聲譽以及其成本低于同級別和同尺寸的其他直線運動系統，共同促成了這一選擇。可定制性也是一個考量因素。Thomson應用工程師與U.S. Autocure公司的團隊密切合作，在設計過程中修改齒輪齒數，從而達到他們尋求的最佳速度曲線。

“如果紅外光束移動太慢，則可能會燒毀漆面。”Abel說道，“如果移動太快，則化學反應就不會發生。我們需要能夠調整移動速度，以找到每種車輛涂層組合的最佳設置。不一致的噴涂也會導致發粘和漏點。”

實現固化

U.S. Autocure公司使用了三種不同尺寸的Thomson Movopart® M G-K直線運動系統。它們采用滾珠絲杠驅動和沿裝置頂部移動的滑架。防塵帶覆蓋整個直線單元，可保護絲杠和滑軌免受污染，并且無需在磨損時調整張力。

Movopart直線模組通過Thomson RediMount?電機安裝適配器套件連接到系統的步進電機上。該套件是模塊化組件，只需幾分鐘即可實現無縫安裝。

“Thomson快速安裝技術幫助我們以模塊化方式完成工作。”Abel說道，“我們只需在我們的車間裝配機器，然后拆下百葉窗和快門并將它們全部放置在帶導軌的拖車中，再交付給客戶。安裝導軌后，我們在現場重新裝配所有部件，總共只有6個部件”。

兩個垂直安裝的Thomson M100直線運動系統隨著固化系統前后移動，并上下移動裝有頂置加熱器的吊桿。兩個Thomson MG07直線模組水平安裝，以引導百葉窗運動，使紅外燈傾斜以實現最大覆蓋范圍，并避開后視鏡等突出部件。還有兩個額外的Thomson M100直線模組垂直安裝，以控制攝像機的上下運動，監測車輛尺寸并將定位數據發送到運動控制組件。

直線運動系統組合可定位10個加熱器，從而完整覆蓋整個車頂、側面和尾部。固化周期完成后，所有部件都將有相同的曝光量，這有助于實現均勻的噴漆表面，而沒有燒焦點、發粘或遺漏區域。

Thomson Movopart直線運動系統可以將步進電機的動力轉換成可編程的上下運動，使紅外加熱燈能夠在車輛頂部保持合適的距離。

管理涂層信息

運動基于由PLC執行的預編程程序進行，該PLC與為Thomson直線運動系統提供動力的伺服電機連接。這些程序包括噴涂過程中使用的各種材料的預存涂層程序，以及與每輛車有關的修改。同時連接的還有環境監測站，其可以根據存儲的制造商建議溫度和濕度參數，調整各種涂層配方的加熱距離。各個噴漆工也可以存儲和查找個人程序。

操作人員通過主面板上的HMI（人機界面）和平板電腦與系統進行互動。他們可使用觸摸屏的上下箭頭來控制系統的即時動作，并控制掃描參數。攝像機的圖像可以向他們顯示噴漆室內汽車的準確位置。

安裝在上部百葉窗背面的Thomson直線模組使操作人員能夠調整紅外加熱燈，從而實現相對于車輛輪廓表面的最佳定位。

自動涂層固化

通過Phoenix 1000，使用傳統方法需要耗時30分鐘的汽車涂層固化應用通常只需10分鐘即可完成，并且質量更高。這可以在不擴建噴漆室的情況下提高工廠產能，并且有望在9-12個月內就能收回成本。

目前已安裝的U.S. Autocure已成功證明該系統對于車身車間的價值。現在，這家成立五年的公司正在全美國擴張，針對汽車生產設施開發型號，并進行材料技術研究。該公司還獲得了重工業的關注，為工廠和裝配線應用設計了兩臺新的機器。

憑借Movopart直線模組可靠、平穩和安靜的性能，Thomson被指定為U.S. Autocure的首選直線運動產品供應商。隨著該公司的業務增長，Thomson產品未來將與其一同發展。"