一種柔性側(cè)圍生產(chǎn)線開發(fā)

陳周生　傅偉　洪俊

摘要：文章介紹了一種簡單的柔性側(cè)圍生產(chǎn)線，從工藝布局、工裝夾具及零件吊運三個方面闡述其開發(fā)的過程。這種生產(chǎn)線方式能夠滿足高產(chǎn)量、簡單柔性化的生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：柔性；工藝布局；工裝夾具；Pickup

近幾年來，我國汽車市場日益成熟，市場需求的產(chǎn)品差異性越來越大，汽車產(chǎn)品的品種數(shù)量、造型、配置等越來越多樣化，各大車企都在打造具有獨特產(chǎn)品力的產(chǎn)品，同質(zhì)化競爭越來越難于適應(yīng)市場的需求了。

為增加競爭力，各大車企近年來都推出了大量的車型，單一車型的產(chǎn)品生命周期也在縮短，再難以出現(xiàn)當(dāng)年桑塔納、捷達(dá)的超長生命周期車型了。車型數(shù)量的增加、產(chǎn)品更新?lián)Q代時間的縮短都要求車身的柔性化生產(chǎn)能力要增強(qiáng)。本文簡要描述了我公司柔性側(cè)圍生產(chǎn)線的—種形式。

1.工藝布局

我公司傳統(tǒng)的側(cè)圍線是單一車型一條專用的側(cè)圍生產(chǎn)線，其工藝流程圖（BOP）及布局如圖1所示。

這種傳統(tǒng)布局每種車型都需要一條專用的側(cè)圍生產(chǎn)線，占用的場地面積大，工藝設(shè)備等投資多，并且側(cè)圍總成上主線時需要較遠(yuǎn)距離的轉(zhuǎn)運（因主線往往能柔性生產(chǎn)多種車型）。

為解決上述的場地、投資、轉(zhuǎn)運等問題，我公司開發(fā)了一種A/B面形式的柔性側(cè)圍生產(chǎn)線，其工藝布局與傳統(tǒng)側(cè)圍生產(chǎn)線一致，僅僅是通過夾具的切換來柔性生產(chǎn)兩種車型的側(cè)圍，所占用的場地約為原來一條傳統(tǒng)側(cè)圍生產(chǎn)線的1.3倍，工藝設(shè)備兩種車型共用，只需要一個車型的投資。

柔性側(cè)圍線的基本方案是兩種車型的夾具分別布置在底板的兩個不同平面上，車型切換時通過人工旋轉(zhuǎn)手柄（或電機(jī)驅(qū)動）帶動底板面翻轉(zhuǎn)180°，切換另外一個車型的夾具到工作位置；零件的工位間搬運通過空中Piekup小車自動行走搬運，如圖2所示。

2.工裝夾具

2.1夾具底板

此柔性焊接拼臺裝置如附圖4所示，主要由拼臺支撐腳、切換手柄、減速機(jī)、帶座軸承、剎車盤、零件夾持夾具、鎖緊機(jī)構(gòu)、拼臺底板、連接桿組成。

當(dāng)工作面由A面切換到B面時，首先需要輸入信號控制鎖緊氣缸打開，人工轉(zhuǎn)動手柄，通過減速機(jī)帶動底板面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)180°后B面將切換為工作面，再通過PLC控制鎖緊氣缸鎖緊，完成切換。

以上裝置的鎖緊機(jī)構(gòu)打開通過按鈕開關(guān)信號實現(xiàn)動作，切換過程中通過傳感器檢測旋轉(zhuǎn)角度控制自動減速裝置一剎車盤的介入，在0-90°區(qū)間旋轉(zhuǎn)時剎車盤不介入，切換省力，當(dāng)拼臺底板旋轉(zhuǎn)到超過90°后剎車盤介入，降低旋轉(zhuǎn)速度，切換到位后傳感器反饋信號給PLC，輸入信號給鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊，整個切換過程完成。

2.2車型夾具

根據(jù)兩種車型的產(chǎn)品零件特種及零件定位要求來考慮，當(dāng)兩種車型可以共用一個面的夾具時將另外一個面空出來預(yù)留給后續(xù)車型，同時也減少車型夾具的投資，減少切換，通過增加配重塊來平衡；當(dāng)兩種車型的夾具不能共用時，需要每種車型對應(yīng)一個面。

夾具設(shè)計時除了零件定位所需的各夾具定位單元外，還特別增加了脫銷機(jī)構(gòu)將側(cè)圍總成舉升50mm，待零件與夾具脫離后再由Pickup小車將零件提升后輸送到下一個工位，可以避免提升時零件局部卡滯損壞零件的情況。

3.零件轉(zhuǎn)運Pickup小車

因平臺底板是翻轉(zhuǎn)形式，因此零件輸送不能采用以往的往復(fù)輸送形式，只能從空中轉(zhuǎn)運來實現(xiàn)。通過對轉(zhuǎn)運需要的快速、平穩(wěn)、兼容性等多方面考慮，最終選取了Pickup小車的輸送形式。

根據(jù)我公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，側(cè)圍中部有零件需要裝夾焊接，因此焊鉗需要伸出到達(dá)拼臺的中心位置，對應(yīng)的空中焊鉗懸掛橫軌也需要延伸到拼臺的中心，這樣將與Pickup小車的運行產(chǎn)生干涉。為解決這個問題，經(jīng)焊接設(shè)備與Pickup雙方共同分析決定焊鉗的橫軌采用雙層滑車，一級橫軌兩端頭的間距需要保證≥1000mm，同時Pickup小車頂部的寬度要保證≤750mm，這樣在焊接時焊鉗通過二級滑車滑出保證零件中心位置焊點的焊接，在焊接完成后將二次滑車?yán)狡磁_外側(cè)固定，將拼臺中心一米范圍內(nèi)的空間讓空給Pickup小車運行。

根據(jù)車型夾具的打開高度不同，Pickup小車的提升高度可以設(shè)置不同的檔位來確保轉(zhuǎn)運效率與轉(zhuǎn)運的安全。Pickup小車與各系統(tǒng)間的主要關(guān)聯(lián)尺寸如圖5所示。

Pickup小車底部的移栽夾具示意圖如圖6所示。限位卡住中門框的B＼C柱邊緣防止零件前后竄動，通過氣缸待定卡爪在導(dǎo)軌上滑動來卡住門口的上下兩邊的膠條邊，上部提升機(jī)構(gòu)上升將零件提升后往下工位輸送，到位后提升機(jī)構(gòu)下降將零件放在夾具上后提升機(jī)構(gòu)再上升返回初始位置等待進(jìn)入下一個循環(huán)。

4.結(jié)語

本文介紹的這套系統(tǒng)對于初級柔性的焊裝線具有較好的實踐意義，特別是對于兩種產(chǎn)銷量較大的車型，可以作為柔性的一種實現(xiàn)形式。這種形式已經(jīng)成功應(yīng)用在CN112/CN113及CN112/CN050V側(cè)圍線，成功的匹配了兩條主線的高產(chǎn)量、簡單柔性化生產(chǎn)的需求。將整套系統(tǒng)做成自動時也可以滿足機(jī)器人焊接的要求。