高效率汽車總裝線的物流小車結(jié)構(gòu)設計

桂方亮，胡朝輝，徐 浩，劉永根

（安徽江淮汽車集團股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

高效率汽車總裝線的物流小車結(jié)構(gòu)設計

桂方亮，胡朝輝，徐 浩，劉永根

（安徽江淮汽車集團股份有限公司 技術(shù)中心，安徽 合肥 230022）

介紹了隨行配料系統(tǒng)（SPS）的技術(shù)優(yōu)勢，為了滿足汽車制造規(guī)?？焖贁U大的要求，設計了帶有隨行掛靠裝置、自動翻轉(zhuǎn)連接臂和自動鎖扣的新型物流小車，該物流小車具有配送過程無人化和結(jié)構(gòu)簡約化的優(yōu)點，為汽車總裝線提高自動化率和作業(yè)效率提供了有益參考。

物流小車；SPS；鎖扣；連接臂

1 引言

隨著我國生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，社會對各種物資的需求也越來越旺盛。汽車的發(fā)展是中國工業(yè)發(fā)展的驕傲，2013年全國汽車保有量超過一億三千七百萬輛，連續(xù)多年蟬聯(lián)世界銷量第一[1]。伴隨而來的是各大汽車主機廠平臺車型增加、多車型混線生產(chǎn)要求出現(xiàn)、人力成本攀升和生產(chǎn)交貨期縮短[2]。為了滿足汽車市場高速發(fā)展和變化的新需要，汽車總裝工藝技術(shù)正朝著模塊化、自動化、柔性化、人性化和智能化的方向轉(zhuǎn)變，隨行配料系統(tǒng)（SPS）應運而生。

2 隨行配料系統(tǒng)（SPS）簡介

汽車總裝線在多車型混線生產(chǎn)的條件下，汽車零部件按車型種類供給的不斷增多與線邊零件存放面積不足的矛盾日益突出。有效的解決方案是采用隨行配料系統(tǒng)（SPS），SPS是一種單量份向裝配線準時化配送的物流方式。它將揀料和裝配兩種功能嚴格區(qū)分，在總裝廠內(nèi)部建立獨立的集配區(qū)，使員工作業(yè)更加專業(yè)化和模塊化，有效防止總裝線的錯漏裝問題，提高裝配作業(yè)質(zhì)量，同時隨行物流小車與車身同步移動，可以顯著減少線邊物料占用的空間，降低零部件庫存，使總裝廠內(nèi)部物流簡單、清晰。物料小車在集配區(qū)和總裝線間的運輸采用自動導引小車（AGV），實現(xiàn)物流配送過程的無人化[3]。

3 物流小車結(jié)構(gòu)設計

正是由于SPS具有上述準時性、高質(zhì)量、低成本等諸多優(yōu)點，這種物流方式逐漸成為汽車總裝線高效率物流配送的主流。其中物流小車是實現(xiàn)上述優(yōu)點的關(guān)鍵設備，本文結(jié)合江淮汽車總裝現(xiàn)場SPS實踐經(jīng)驗，設計出一套簡單、實用、高效的物流小車。

3.1 物流小車的隨行掛靠裝置設計

隨行掛靠裝置主要解決物流小車與總裝線上對應裝配車身的同步移動問題，包括隨行臂、搖臂、上限位支架和下限位支架四個主要構(gòu)件（如圖1所示）。當物流小車不在總裝線上時，隨行掛靠裝置處于閑置狀態(tài)，隨行臂依靠在上限位支架上。當物流小車滿載物料到達總裝線線頭時，線邊執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動搖臂上端，使隨行臂朝著下限位支架方向翻轉(zhuǎn)（如圖2所示），隨行臂的下端落入對應車身下部滑板上預留的孔中，由滑板驅(qū)動物流小車與對應車身保持同步移動。當物流小車到達總裝線線尾時，由線邊執(zhí)行機構(gòu)反方向驅(qū)動搖臂上端，使隨行掛靠裝置與生產(chǎn)線上的滑板自動脫離，恢復至圖1中狀態(tài)。

圖1 物流小車隨行掛靠裝置閑置時的狀態(tài)

圖2 物流小車隨行掛靠裝置工作時的狀態(tài)

圖3 連接臂自動翻轉(zhuǎn)打開時的狀態(tài)

3.2 物流小車的連接臂設計

為了提高AGV的使用效率，其一次牽引的物流小車一般由5-8輛小車首尾相連、編組而成，因此物流小車之間的連接裝置設計是結(jié)構(gòu)設計的重要環(huán)節(jié)。本文介紹的物流小車是在其前進方向的前端面上設置了連接臂（如圖1所示），主要構(gòu)件包括拖鉤、安裝支架和翻轉(zhuǎn)把手（如圖3所示），可以實現(xiàn)拖鉤的自動翻轉(zhuǎn)功能。

如圖1所示，當物流小車滿載物料到達總裝線線頭時，其相互之間的連接臂首先完成解鎖，緊接著線邊執(zhí)行機構(gòu)托起水平放置的拖鉤，使其向上翻轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)，拖鉤在自重作用下，沿著安裝支架兩側(cè)翼面上的長圓孔下落，插入上提塊和水平托架形成的插槽中，拖鉤上焊接的止擋塊控制下落行程，這樣閑置的連接臂就不占用總裝線邊的存放面積，呈現(xiàn)出圖2中所示的連接臂狀態(tài)。當物流小車內(nèi)物料用完后到達總裝線線尾時，如圖3中所示，物流小車繼續(xù)前進，固定在線邊的翻轉(zhuǎn)驅(qū)動板驅(qū)動翻轉(zhuǎn)把手轉(zhuǎn)動，帶動其另一端的上提塊上翻，在止擋塊的共同作用下，拖鉤實現(xiàn)上提，緊接著前推塊接觸拖鉤，將拖鉤往前推，拖鉤因此繞著自身轉(zhuǎn)軸向前翻轉(zhuǎn)，直至接觸到水平托架，保持水平狀態(tài)，恢復至圖1中所示的連接臂狀態(tài)，做好空置物流小車重新連接、編組、返回集配區(qū)的準備。

3.3 物流小車的鎖扣設計

為了實現(xiàn)物流配送過程的無人化，除了上述獨特設計的連接臂外，與之配合使用的鎖扣也需要獨特設計。本文介紹的物流小車是在其前進方向的反向端面上設置了鎖扣（如圖1所示），并且鎖扣開口與水平放置的拖鉤保持在相同高度，主要構(gòu)件包括鎖扣支架、解鎖把手、解鎖塊和鎖止銷（如圖4所示），可以實現(xiàn)自動鎖止和自動解鎖功能。

圖4 物流小車上鎖扣鎖定連接臂時的狀態(tài)

當物流小車在集配區(qū)完成揀料任務，準備連接、編組、奔赴總裝線時，如圖4中所示，操作人員推動物流小車，使其拖鉤朝著前車的鎖扣方向移動，拖鉤前端圓弧段驅(qū)動鎖止銷下端，使鎖止銷繞著轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn)，直至鎖止銷下端越過拖鉤圓弧段，落入圓弧段內(nèi)側(cè)，圖示解鎖塊抵住鎖止銷上端，防止鎖止銷反方向翻轉(zhuǎn)，從而完成連接臂和鎖扣的自動鎖定功能。

當物流小車編組滿載物料到達總裝線線頭時，其相互之間的連接首先需要解鎖。如圖5中所示，物流小車編組繼續(xù)前進，解鎖把手接觸線邊固定在地面上的解鎖驅(qū)動板，使其繞著自身中心旋轉(zhuǎn)，帶動解鎖塊向上翻轉(zhuǎn)，此時鎖止銷上端的約束解除，其下端在拖鉤的作用下發(fā)生翻轉(zhuǎn)，拖鉤從前車的鎖扣中滑脫，從而完成自動解鎖功能。當物流小車到達總裝線線尾時，完成連接臂翻轉(zhuǎn)準備工作的空置物流小車繼續(xù)前進（如圖1所示），其拖鉤朝著前置物流小車的鎖扣方向運動，直至完成鎖止動作，從而實現(xiàn)空置物流小車的重新連接、編組。

4 總結(jié)

隨著汽車制造業(yè)競爭的日益白熱化，其物流自動化技術(shù)也在不斷創(chuàng)新[4-5]。隨行配料系統(tǒng)（SPS）作為總裝線物料配送發(fā)展的主流，各大主機廠在保持應用思想相同的前提下，創(chuàng)造出各種適合自己的實現(xiàn)形式。本文通過對江淮汽車SPS應用心得的總結(jié)，設計出一套全新的總裝線物流小車。它的主要優(yōu)勢概括為兩點：第一，實現(xiàn)物流配送的全程無人化操作，減少了車間人員數(shù)量，增加了工作效率；第二，物流小車結(jié)構(gòu)簡約，占用線邊空間小，具有制造成本低、線邊物流清晰的特點。上述工作為汽車總裝線的自動化和高效化做了有益探索（如圖6所示）。

圖5 物流小車上鎖扣解鎖時的狀態(tài)

圖6 物流小車在總裝線上應用狀態(tài)

[1]萬鋼.電動汽車發(fā)展的“十三五”設想[J].汽車縱橫,2016,(2)：20-23.

[2]陳平,等.汽車總裝工藝技術(shù)應用及發(fā)展趨勢[J].汽車工程師,2016,(3)：55-58.

[3]李曉丹,等.汽車總裝裝配線集配運行模式的優(yōu)化[J].物流技術(shù)(裝備版),2014,(10)：32-34.

[4]趙皎云.上海大眾儀征工廠的物流自動化創(chuàng)新[J].物流技術(shù)與應用,2013,(11)：62-64.

[5]陳瑩瑩.汽車總裝廠物流模式優(yōu)化及物流改善項目分析[J].物流技術(shù)(裝備版),2014,(5)：24-27.

Structural Design of Logistics Cart in High-efficiency Automobile Final Assembly Line

Gui Fangliang,Hu Chaohui,Xu Hao,Liu Yonggen
(Technical Center,Anhui JAC Group Co.,Ltd.,Hefei 230022,China)

In this paper,we introduced the technical advantage of the set part supply(SPS)system,then to meet the rapidly increasing scale of the automobile manufacture industry,designed a new type of logistics cart equipped with the hanger device,auto flipping connector and auto locking mechanism.Next,we introduced the advantage and significance of the logistics cart designed.

logistics cart;SPS;lock;connecting arm

F253.9

A

1005-152X(2017)06-0134-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.06.031

2017-03-31

桂方亮（1979-），男，安徽潛山人，安徽江淮汽車集團股份有限公司高級工程師，主要研究方向：汽車制造設備、工藝設計和項目管理。