助力機械應用于汽車裝配調整線設計分析

摘要：本文對助力機械在汽車裝配調整線上的使用情況進行了分析，并針對在實際工作中的經(jīng)驗，提出了一些典型結構在設計過程中的需求。

關鍵詞：助力機械；汽車裝配調準線；設計分析

中圖分類號：TH165 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

在汽車制造的過程中，裝配調準是十分重要的程序，會對汽車的質量和性能產生直接的影響。在我國傳統(tǒng)的汽車裝配調整線之中，存在著勞動強度過大，員工人數(shù)過多的問題。因此，減少勞動強度，使生產效率得到提高已經(jīng)成為了在汽車制造過程中的關鍵問題，針對工裝設計人員在工作過程中遇到的實際問題，不斷增加對汽車生產廠的深入了解。助力機械根據(jù)生產空間的區(qū)別，分為空中傳送和地面行走等兩個方式，本文分別對這兩個方式進行了介紹。我國目前在汽車制造業(yè)之中廣泛的使用了助力機械手，設備使用無電作業(yè)和氣控閥裝置，加強了操作員工的生命安全，使勞動的強度降低，提高了工作效率，尤其是一些不適合人工進行操作的工作，例如，蓄電池等，大大減少了蓄電池對生命安全的傷害，使員工的身體健康得到保障。

1 地面行走方式

助力機械采用地面行走的方式，對在生產線周邊的移動空間范圍有一定的需求，因此，可以應用的場合十分有效。但是，在一些特定的場合，可以使用地面行走的方式對空中傳送結構復雜和難以確定工件進行運送。例如，一些國外的生產廠商使用手推小車在對汽車中門進行裝配的過程中使用，針對自身的設計經(jīng)驗，可以設計出這種手推小車的模型。在設計手推小車的過程中，以下幾個方面是十分關鍵的。負載和空載過程中的平衡，在裝配過程中的上下的浮動和前后的擺動，對高度的調節(jié)。負載和空載過程中的平衡可以通過兩種方式進行解決：模擬裝配和在設計的過程中對數(shù)字模型進行受力分析。在裝配過程中的上下的浮動和前后的擺動可以通過壓縮彈簧和手推小車上面的回轉軸來保持使用的安全性。對高度的調節(jié)可以通過專業(yè)設計的螺桿對裝置進行調節(jié)。如果通過上述的手段，還不能對問題進行解決，那么手推小車在工作中產生的助力效果會受到很大的影響。

2 空中輸送方式

2.1 氣動平衡機械手

從本質上來說，氣動平衡機械手是一種十分簡單和小型的機器人。這種機器人在工作的過程中，可以節(jié)約很多動作和功能，僅僅可以完成一些重復性和簡單性的動作。在實際工作之中，機器人最開始就是在制造領域進行應用的，因此在制造領域之中的應用也最為成熟，在汽車裝配調整線上使用氣動平衡機械手也從側面反映了機器人的應用由簡單到復雜，再到簡單的發(fā)展歷程。氣動平衡機械手在設計的過程中要求結構方便，操作容易，能夠滿足工作的需求，功能具有長期穩(wěn)定性，并且能夠保證處于末端的執(zhí)行機構具有相應的柔順性，可以采用較為低級的氣動平衡機械手進行高精密度的裝配工作。例如，我國某個汽車裝配線部門就是使用氣動平衡機械手在裝門工位的過程中進行使用。在設計機械手的過程中，最為重要的問題就是平衡問題，可以使用多種手段保證機械手的平衡，例如使用氣動平衡、液壓平衡、鎖緊制動器平衡、彈簧平衡、機械配重平衡等方式。其中，氣動平衡因為具有故障效率低和經(jīng)濟性強、維修便捷等特點，因此在汽車行業(yè)之中不斷代替其它的方式進行使用，最終成為了在助力機械手應用之中最重要的平衡手段。同時，上述的氣動平衡機械手只需要對末端的抓取構件和荷載系數(shù)進行調節(jié)，就可以在發(fā)動機、備胎、排氣管和汽車油箱等零件之中使用，將裝配和助力的功能相融合。為了達到節(jié)約成本，減少技術含量等問題，一些生產商針對汽車生產的實際情況，對機械手進行設計，依靠氣動平衡實現(xiàn)關節(jié)的旋轉和提升，依靠機構和人力的自重來實現(xiàn)抓去關節(jié)。

2.2 助力平衡吊

助力平衡吊已經(jīng)開始廣泛的在焊接車間之中使用，例如，點焊鉗的平衡，在不同工位間對零件進行移動的吊具，焊接頂蓋工位時使用到的真空技術等，但是在裝配車間上使用的助力平衡吊還十分有限，只有一些生產廠商在車輛尾門安裝了助力平衡吊系統(tǒng)。助力平衡吊系統(tǒng)在使用的過程中，應該滿足如下幾個功能。首先，應該在人為的操作之中，對材料筐中的零件進行自動抓取。第二，將裝配零件移動到裝配線上。第三，將零件在車身上進行準確的定位，之后進行安裝。為了將上述功能落實到實處，在設計平衡吊的過程中，應該包括升降系統(tǒng)和滑移系統(tǒng)、零件的定位系統(tǒng)和抓取系統(tǒng)。升降系統(tǒng)和滑移系統(tǒng)是將兩根平行的軌道作為縱軌，在兩根平行軌道的垂直方向設置一根懸掛的軌道作為橫梁，之后沿著垂直的方向安裝電動升降設備。經(jīng)過這樣的設備，可以在三維空間之中進行任意的移動和停留，針對汽車生產線的具體需求，采用如下的結構和組成對該系統(tǒng)進行設計，包括輔助結構、軌道聯(lián)合器、GI型工具滑車、級軌滑車、端蓋、柔性聯(lián)接安裝件、橫梁和規(guī)軌等。零件定位系統(tǒng)和抓取系統(tǒng)的實質是一個吊具，但是因為汽車尾門的安裝和形狀都有其特殊性，因此與車架焊接生產線上使用的吊具有所區(qū)別，它主要有六個部位組成，限位桿、掛鉤兩個、上壓塊兩個、導向板兩塊、真空吸盒兩個、電動葫蘆按鈕、真空吸盤按鈕、手柄兩個、導向板拉桿。抓去系統(tǒng)通過氣路來實現(xiàn)，依據(jù)相關的真空技術原理，使用氣源處理三聯(lián)件、真空吸盤、真空過濾器、真空吸盤按鈕、彈簧軟管等對氣路進行組裝，在左手的手柄上安裝真空吸盤按鈕實現(xiàn)對零件的松開和抓取。定位系統(tǒng)在對零件進行抓取的過程中，通過限位桿和兩個掛鉤實現(xiàn)，在對汽車進行安裝的時候，定位十分復雜，因為使用鉸鏈進行安裝，而且在安裝之后需要保持一定的空隙，使膠條能夠順利的安裝，車輛的尾門能夠順利的打開。所以應該針對車輛生產的實際情況，預先留出縫隙，使車輛在安裝過程中鉸鏈能夠不斷的進行翻轉，使用導向板拉桿、拉塊和導向板實現(xiàn)上述功能。

2.3 懸鏈小車輸送系統(tǒng)

對懸鏈小車輸送系統(tǒng)的研究和開發(fā)已經(jīng)不斷成熟，在裝配線和焊接線上都有著廣泛的應用，這種懸鏈小車輸送系統(tǒng)可以對物料進行起重和抓取等循環(huán)不斷的過程，同時具有很高的自動化能力，因此，助力的效果十分明顯，但是高自動化相應的導致了成本的不斷提高。

3 結語

本文介紹的助力工具在汽車裝配調整線上只是應用的一部分，因此，應該在實際的生產過程之中，不斷探索、積累、總結靈活新穎的方式。隨著企業(yè)以人為本管理思想的不斷深入發(fā)展，和勞動力市場的不斷減少，助力工具有著廣泛的發(fā)展前景，在生產實踐之中有著廣泛的使用空間?？梢允褂枚喾N手段保證機械手的平衡，例如使用氣動平衡、鎖緊制動器平衡、液壓平衡、機械配重平衡等方式、彈簧平衡。

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