一種簡易行李支架居中工具的開發(fā)與應(yīng)用

蔣治松

摘 要：車頂行李架除了起到裝飾、美觀的作用外，它還可以放行李廂放不下的東西，比如體積大的行李、自行車、折疊床等等。隨著MPV、SUV車型在市場暢銷，車頂行李架的普及程度越來越高。另外，隨著國內(nèi)汽車消費(fèi)者對(duì)汽車的認(rèn)識(shí)度增加，對(duì)汽車的外觀和裝配質(zhì)量要求越來越高，這也促使整車廠需不斷提升裝配尺寸，而車頂?shù)男欣罴芫蛯儆谄渲械囊粋€(gè)重要部分。

關(guān)鍵詞：車身；流水槽；行李支架；居中控制

中圖分類號(hào)：TH145 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）11-0004-03

某汽車品牌主機(jī)廠車身車間某車型側(cè)圍與頂蓋配合尺寸不穩(wěn)定，行李支架尺寸焊接移置發(fā)生偏移造成的流水槽尺寸不一、涂裝車間涂膠卡槍、整車行李支架飾板間隙Y向不均問題、影響總裝DR率和走線率等問題，急需開發(fā)一種新型的行李支架安裝工具來解決問題。

1 問題來源

某汽車品牌的某一車型焊裝工藝為：左右側(cè)圍與下車體合拼→機(jī)器人抓取頂蓋定位、合拼 、焊接→在車頂流水槽上焊接行李支架。在這三個(gè)主要的車身尺寸定位過程中，均會(huì)出現(xiàn)一定程度的車身Y向尺寸偏差，而這些偏差最終都將影響行李支架的裝配質(zhì)量，如圖1所示。

因此本文主要通過對(duì)頂蓋流水槽Y向尺寸偏差、行李支架工具定位偏差原因分析，并采取相應(yīng)措施使問題得到解決。

2 問題的原因分析及解決方案

根據(jù)該車型白車身的制造工藝工程分析，如圖2所示。

頂蓋流水槽的尺寸偏差原因如下：

①側(cè)圍與下車體合拼時(shí)，受下車體Y向尺寸偏差影響，側(cè)圍Y向會(huì)偏移；

②機(jī)器人通過抓手抓取放置在對(duì)中臺(tái)上的頂蓋，并按照設(shè)定好的程序進(jìn)行軌跡移動(dòng)，此時(shí)機(jī)器人抓手存在伺服補(bǔ)償，尺寸精度和穩(wěn)定性很高。但頂蓋放置在對(duì)中臺(tái)上的位置偏差卻影響了頂蓋的尺寸。此時(shí)形成側(cè)圍與頂蓋Y向尺寸偏差，即車身頂部流水槽寬度不一致；

③補(bǔ)焊線焊接行李支架時(shí)，使用鋼制限位工裝靠近頂蓋一側(cè)型面進(jìn)行定位并焊接，由于過程①、②中的尺寸偏差，鐵制行李支架的Y向尺寸偏差將進(jìn)一步被放大。

側(cè)圍、頂蓋Y向測點(diǎn)，如圖3所示。

針對(duì)以上該車型的生產(chǎn)工藝，采用魚骨圖進(jìn)行分析，如圖4所示。其主要原因如下：

針對(duì)以上3個(gè)制造過程中的原因，分別制定措施，具體如下：

步驟一： 控制側(cè)圍與下車體合拼尺寸。如圖5所示。

①通過日常檢具監(jiān)控后部下車體與側(cè)圍、門檻的配合尺寸；

②車身車間側(cè)圍合拼工裝的尺寸穩(wěn)定性：

其一，定期進(jìn)行工裝測量（1次/月），調(diào)整工裝至期望值；

其二，通過MSA、SPC質(zhì)量工具監(jiān)控整車尺寸穩(wěn)定性；

其三，根據(jù)MSA測量過程的出現(xiàn)的變差問題，進(jìn)行重復(fù)性和一致性試驗(yàn)分析。

步驟二：頂蓋抓取定位。如圖6所示。

①監(jiān)控頂蓋對(duì)中臺(tái)的定位重復(fù)性和一致性；

②MSA測量分析頂蓋裝飾條模塊的尺寸穩(wěn)定性。

步驟三：開發(fā)新型行李支架安裝工具（核心）。如圖7所示。

由于制造過程中存在累積尺寸鏈偏差影響，通過步驟一、步驟二措施的實(shí)施，問題仍不能完全消除，此時(shí)需開發(fā)一種新型的安裝工具，定位原理如下：

①X向定位基準(zhǔn)（定位銷定位）：前部采用頂蓋前風(fēng)窗玻璃安裝孔，精度：+/-0.2 mm；后部：使用尾門鉸鏈安裝孔，精度：+/-0.1 mm；

②Y向：使用定位銷和Y向梯形限位塊方式，確保行李支架定位過程中可根據(jù)流水槽的寬度變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以達(dá)到支架居中的目的；

③Z向：梯形限位塊和緩沖彈簧方式，保證焊接過程中，鐵支架與頂蓋貼合良好 。

由于步驟一、步驟二的尺寸主要通過車身工裝來實(shí)現(xiàn)，即可以通過工裝及工裝的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)車身側(cè)圍、頂蓋的尺寸精度及穩(wěn)定性，故本次方案主要研究行李支架居中工具的開發(fā)。工具的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示。

X向：通過B/C兩個(gè)基準(zhǔn)孔來實(shí)現(xiàn)后部工具的定位，尺寸精度+/-0.1mm；前部通過VIEW K、VIEW L的兩個(gè)前擋風(fēng)玻璃安裝孔來實(shí)現(xiàn)定位，定位精度：X向+/-0.1mm，Y向+/-0.5mm；

Y向：前后兩端的定位孔采用定位銷的方式，對(duì)Y向自由度進(jìn)行部分限制；中段在流水槽內(nèi)部采用梯形塊作為限位，V型截面能夠根據(jù)流水槽的寬度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，確保鐵支架Y向居中，且穩(wěn)定性較好，如圖9所示。

Z向：該梯形限位塊對(duì)Z向限位同樣提供便利：由于下端尺寸為18.2 mm（小于流水寬底部寬度的設(shè)計(jì)尺寸25 mm），確保了限位塊能將鐵支架壓緊在流水槽上。

同時(shí)限位塊內(nèi)部由下往上依次安裝M10×10磁鐵→M10×10軟彈簧→頂端蓋子。

上述M10磁鐵、M10軟彈簧、頂端蓋子均可以進(jìn)行更換；生產(chǎn)過程中鐵支架可以通過M10磁鐵吸附在安裝工具上，確保員工裝配和轉(zhuǎn)移工程中零件不會(huì)掉落；焊接時(shí)，壓緊工具時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，鐵支架很好的貼合在頂蓋上。

3 解決方案實(shí)施

步驟一：根據(jù)整車cmm測量趨勢以及工裝測量的偏差值進(jìn)行側(cè)圍合拼工裝調(diào)整，如圖10所示。

步驟二：在步驟一的基準(zhǔn)上，根據(jù)cmm測量趨勢以及工裝測量的偏差值，對(duì)頂蓋對(duì)中臺(tái)工裝和機(jī)器人程序進(jìn)行調(diào)整，如圖11所示。

步驟三：開發(fā)新型安裝工具。

新型安裝工具原理：前部通過定位銷，中部（流水區(qū)域）通過梯形塊進(jìn)行限位，設(shè)計(jì)思路為限位塊內(nèi)部Ф12 mm孔中安裝M10×10圓柱磁鐵、M10×10矩形彈簧（直徑為1mm，螺距為2 mm）、頂端蓋子等組成。其中M10×10圓柱磁鐵可以鐵支架吸附在工具上，避免生產(chǎn)過程中掉落，從而提高生產(chǎn)效率；M10×10矩形彈簧可以有效消除因頂蓋弧度而帶來前后兩個(gè)支架與頂蓋離空問題，有效消除因離空而焊穿問題；頂端蓋子上有Ф6×7 mm的圓柱，可以抑制矩形彈窗翻轉(zhuǎn)，如圖12所示。

4 經(jīng)濟(jì)效益

節(jié)約效益（包括提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗）：

①修浪費(fèi)：116（返修耗時(shí)）×12（月）×26.77（人均工資）×3（人數(shù)）=111 792元；

②減少非周期性停線節(jié)約：（當(dāng)月累計(jì)停線時(shí)間（210 min）×頻次（9次）×26.77（元）×500人數(shù)）/60 s=421 628元；

③累計(jì)節(jié)約：53萬余元/a。

④高焊接和裝配質(zhì)量，可推廣性。

5 結(jié) 語

通過新型行李支架安裝工具的開發(fā)使用，有效解決了車身車間行李支架焊接時(shí)Y向不穩(wěn)定、Z向離空導(dǎo)致焊穿的問題，同時(shí)推廣到其他車型的應(yīng)用，有效的使問題得到了控制，起到了早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早解決，避免增加后工序的返修費(fèi)用，同時(shí)工裝工藝設(shè)計(jì)上存在的欠缺點(diǎn)提交給工裝工藝設(shè)計(jì)人員，作為工裝工藝后續(xù)設(shè)計(jì)所參照的依據(jù)。

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