一種新型焊裝輸送線(xiàn)的應(yīng)用

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司，廣西 柳州 545007）

目前所有焊裝輸送線(xiàn)都采用以下兩種形式的輸送方式：一種是，吊具+人工輔助；另一種是，1個(gè)大氣缸拉動(dòng)+多個(gè)輔助舉升氣缸進(jìn)行舉升，拼臺(tái)之間的輸送采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。以上輸送方式會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：采用吊具+人工輔助這種輸送方式時(shí)，會(huì)出現(xiàn)人員、設(shè)備得不到安全保障，同時(shí)存在很大的安全隱患，設(shè)備故障率高，工作效率低等情況；在采用1個(gè)大氣缸+多個(gè)輔助舉升氣缸的輸送方式時(shí)，輸送線(xiàn)在舉升的過(guò)程中，就容易撞傷板件，撞擊聲很大，而到了最高位置之后由于慣性及減速難以控制，就會(huì)出現(xiàn)整條輸送線(xiàn)晃動(dòng)強(qiáng)烈，運(yùn)行不平穩(wěn)的情況，下降過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的情況。每個(gè)拼臺(tái)需要用到4個(gè)舉升輔助氣缸，占用空間大，而且容易出現(xiàn)多個(gè)氣缸因?yàn)閯?dòng)作不同步而出現(xiàn)的相互拉扯、卡滯現(xiàn)象，造成輸送線(xiàn)上升、下降不到位的情況[1]。

為此，為解決以往焊裝輸送線(xiàn)人機(jī)安全，設(shè)備故障率、設(shè)備使用壽命、設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)及使用效率等問(wèn)題，并確保車(chē)身板件在輸送過(guò)程中的合格率，簡(jiǎn)化輸送結(jié)構(gòu)，縮短輸送時(shí)間，提高設(shè)備效率，需要對(duì)現(xiàn)有輸送線(xiàn)進(jìn)行改進(jìn)。我們開(kāi)發(fā)出了一種輸送線(xiàn)設(shè)備只用1個(gè)電機(jī)+2個(gè)輔助氣缸進(jìn)行就可以舉升，拼臺(tái)之間的輸送采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送方式，這樣可以簡(jiǎn)化輸送結(jié)構(gòu)。同時(shí)，該機(jī)構(gòu)電機(jī)通過(guò)PLC來(lái)控制運(yùn)行速度、加減速度，在任意位置可以隨時(shí)停下，輸送線(xiàn)的維修、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，人機(jī)安全性更高。

1 工作原理和具體構(gòu)成

新型輸送線(xiàn)基本原理和具體構(gòu)成大致如圖1所示。

圖1新型輸送線(xiàn)工作原理圖

新型焊裝輸送線(xiàn)采用了1個(gè)電機(jī)+2個(gè)輔助氣缸的新舉升形式，拼臺(tái)之間采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。舉升的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在下線(xiàn)工位的拼臺(tái)上，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、軸承座、齒輪、齒排連接在一起，電機(jī)帶動(dòng)齒輪，齒輪再通過(guò)齒排將驅(qū)動(dòng)力傳到整條輸送線(xiàn)，電機(jī)一得到動(dòng)作信號(hào)的同時(shí)也會(huì)將動(dòng)作信號(hào)傳給輔助氣缸的電磁閥，接著氣缸動(dòng)作，輸送線(xiàn)所選用的輔助氣缸為低摩擦氣缸，氣缸只要得到0.012 MPa的氣壓就可以立即動(dòng)作，所以電機(jī)動(dòng)作的同時(shí)，氣缸也會(huì)跟著立即動(dòng)作，在此就避免了氣缸與電機(jī)動(dòng)作不同步的問(wèn)題。在下降過(guò)程中，輔助氣缸下降的排氣管（即氣缸上升的進(jìn)氣管）連接有一個(gè)精密減壓閥，輸送線(xiàn)下降時(shí)，氣缸由于有減壓閥的作用，會(huì)根據(jù)電機(jī)的速度緩慢下降，減輕了電機(jī)在下降過(guò)程中的受力程度[2]。

2 設(shè)計(jì)過(guò)程

輸送線(xiàn)設(shè)計(jì)流程大致如圖2所示。

圖2 輸送線(xiàn)設(shè)計(jì)流程圖

在輸送形式確定了之后，就需要開(kāi)始進(jìn)行輸送線(xiàn)具體參數(shù)的設(shè)計(jì)確認(rèn)了，大致分為機(jī)械設(shè)計(jì)和電控設(shè)計(jì)，其中機(jī)械設(shè)計(jì)又分為齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)&輔助氣缸安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、托板輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)向輪&潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，待這些機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成之后，就可以得出運(yùn)動(dòng)部分的機(jī)械重量，根據(jù)這個(gè)重量就可以相應(yīng)的進(jìn)行電機(jī)、聯(lián)軸器、輔助氣缸的型號(hào)選擇了，例如整條輸送線(xiàn)舉升部分重量為6 t，加上板件重量總重量為6.5 t，1.5倍安全系數(shù)，通過(guò)計(jì)算我們可以選擇額定扭矩為1 360 Nm，型號(hào)為R97DV132ML4的電機(jī)，配上額定扭矩為1300 Nm，型號(hào)為L(zhǎng)K11-178K的聯(lián)軸器，另外再需要2個(gè)φ80mm的輔助氣缸。同樣，電控的設(shè)計(jì)分為程序設(shè)計(jì)和I/O點(diǎn)設(shè)計(jì)，根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)即可完成PLC的選型。綜合以上設(shè)計(jì)信息，即可得出輸送線(xiàn)的加工圖紙及采購(gòu)清單，基本上已經(jīng)完成了輸送線(xiàn)的設(shè)計(jì)。

3 新型輸送線(xiàn)的應(yīng)用

目前已在GP50側(cè)圍上輸送線(xiàn)上使用了這一種新型的輸送方式，三維數(shù)模示意圖如圖3所示。如今在新側(cè)圍輸送線(xiàn)上大大的簡(jiǎn)化了輸送機(jī)構(gòu)，節(jié)約出焊接空間，在輸送線(xiàn)舉升、下降的整個(gè)階段，可以通過(guò)伺服電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)行速度及加減速度，有效地減輕了運(yùn)行中的碰撞程度，提高了產(chǎn)品下線(xiàn)合格率，同時(shí)也提高設(shè)備壽命。避免了在以往項(xiàng)目中因?yàn)闅飧讱饬髁考凹?、減速度不受控造成的猛烈碰撞或停止，優(yōu)化了輸送線(xiàn)動(dòng)作的穩(wěn)定性，減少碰撞及氣體的噪音，優(yōu)化了工作環(huán)境，使得設(shè)備運(yùn)行更平穩(wěn)、人機(jī)更安全、設(shè)備故障率更低，設(shè)備壽命及工作效率更高。在采用新形式的輸送線(xiàn)后，由于電機(jī)帶有自動(dòng)抱閘功能，在任意突發(fā)情況下，電機(jī)自動(dòng)抱閘輸送線(xiàn)都不會(huì)從高位落下，并且輸送線(xiàn)在舉升過(guò)程中，發(fā)生任何意外情況，只要撞一下光柵或者按一下急停，整體輸送線(xiàn)都會(huì)停下，只要恢復(fù)光柵或者急停之后，輸送線(xiàn)繼續(xù)動(dòng)作，人機(jī)安全性更高。

圖3 GP50輸送線(xiàn)三維數(shù)模示意圖

4 輸送線(xiàn)的安裝形式

以往項(xiàng)目的焊裝輸送線(xiàn)的拉動(dòng)氣缸及輔助氣缸都是安裝在拼臺(tái)上，占去了很大焊接空間，影響焊接，而且由于拼臺(tái)中還安裝有其他夾具，所以安裝和拆卸都比較困難，同時(shí)也不方便維修與日常維護(hù)。

新側(cè)圍焊裝輸送線(xiàn)的安裝形式如圖4所示，輸送線(xiàn)上的舉升電機(jī)安裝在下線(xiàn)工位的拼臺(tái)端頭處，對(duì)焊接沒(méi)有任何影響，同時(shí)也方便維修。輔助氣缸和拼臺(tái)間輸送用的電機(jī)安裝在側(cè)圍線(xiàn)中間，這樣更好的節(jié)約了空間，更加方便日后設(shè)備維修保養(yǎng)[3]。

圖4輸送線(xiàn)的安裝形式

安裝過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)：（1）輸送線(xiàn)的齒輪箱裝配要求較高，在裝配過(guò)程中需要特別注意裝配精度；（2）在調(diào)試過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，確認(rèn)輸送線(xiàn)在舉升及搬運(yùn)過(guò)程中到位開(kāi)關(guān)的加、減、停止、過(guò)位位置，避免因機(jī)械碰撞而導(dǎo)致縮短設(shè)備壽命；（3）需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)試合理確認(rèn)電機(jī)在舉升及搬運(yùn)過(guò)程中高速、低速、加減速工作赫茲；（4）需要經(jīng)過(guò)多次調(diào)試確認(rèn)精密減壓閥的調(diào)節(jié)壓力及壓力調(diào)節(jié)范圍，否則將會(huì)出現(xiàn)輸送線(xiàn)動(dòng)作不到位的情況。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

本裝置有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）人機(jī)安全性強(qiáng)，能夠更好的保護(hù)設(shè)備及員工的安全。

（2）輸送線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工和制造及后期維護(hù)保養(yǎng)。

（3）采用新的安裝方式，使用、維護(hù)方便，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小。

（4）設(shè)備使用效率和穩(wěn)定性都得到了很大的提高。

（5）應(yīng)用范圍廣泛，既可用在側(cè)圍線(xiàn)、下車(chē)體線(xiàn)，還可以用在總拼主線(xiàn)等。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)比現(xiàn)有輸送線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了新形式的輸送系統(tǒng)方案，通過(guò)使用新形式輸送線(xiàn)，解決了現(xiàn)有輸送線(xiàn)的眾多問(wèn)題，簡(jiǎn)化了輸送結(jié)構(gòu)，縮短了輸送時(shí)間，有效的提高了設(shè)備效率，人機(jī)安全性更高了。

[1]鄧仕珍，范淼海.汽車(chē)車(chē)身制造工藝學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1997.

[2]楊握銓.汽車(chē)焊接技術(shù)及夾具設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1996.

[3]林忠欽.汽車(chē)車(chē)身制造質(zhì)量控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.