采用AGV合裝汽車底盤的臺(tái)板設(shè)計(jì)探討

成瑞和　武玉柱

摘 要：底盤合裝作為汽車總裝裝配工藝中較為復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，在采用裝配型三舉升AGV作業(yè)時(shí)為使其順利合裝，臺(tái)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則顯得尤為關(guān)鍵。為解決底盤合裝過(guò)程遇到的螺栓偏孔，以及新車型導(dǎo)入前期調(diào)試底盤合裝精度周期時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，本文探討了一種基于裝配型三舉升AGV承載的汽車底盤合裝臺(tái)板支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：汽車底盤合裝 AGV 臺(tái)板 調(diào)試周期 螺栓偏孔

Discussion on the Platform Design of Using AGV to Assemble Automobile Chassis

Cheng Ruihe，Wu Yuzhu

Abstract：Chassis assembly is a more complicated link in the assembly process of automobile final assembly. In order to make the assembly smoothly when the assembly-type three-lift AGV is used for operation， the structural design of the platform is particularly critical. In order to solve the problem of the bolt holes encountered in the chassis assembly process and the long cycle time of the chassis assembly accuracy in the early stage of the introduction of new models， this article discusses a vehicle chassis assembly platform support based on the assembly type three-lift AGV load so as to optimize the design of structure.

Key words：automobile chassis assembly， AGV， platen， debugging cycle， bolt partial hole

1 引言

裝配型三舉升AGV在汽車行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用日益普遍，廣泛應(yīng)用于汽車底盤分裝線，在實(shí)現(xiàn)底盤的流水線作業(yè)及搬運(yùn)一體化同時(shí)，也使得分裝線布局更為靈活繼而提升底盤的合裝效率，此裝配方式已成為汽車行業(yè)內(nèi)底盤合裝的主流工藝方式[1]。

2 裝配型三舉升AGV的基本結(jié)構(gòu)

用于底盤合裝的裝配型三舉升AGV主要工藝相關(guān)部分為載人舉升機(jī)、前/后舉升平臺(tái)、前/后合裝臺(tái)板及車身掛鏈等組成，其各組成部分功能如下：

（1）載人舉升平臺(tái)：用于舉升裝配作業(yè)員工，完成機(jī)艙內(nèi)前減震器螺母緊固、懸置螺栓緊固等安裝工序。

（2）前/后升降平臺(tái)：用于舉升前/后懸總成至與車身接觸，完成底盤相關(guān)螺栓緊固及其它可裝配的工序（如排氣管安裝）。

（3）前/后合裝臺(tái)板：通過(guò)布置在臺(tái)板面上的支撐塊和定位銷來(lái)支撐及定位前/后懸總成，并使用車身孔作為定位基準(zhǔn)，使各安裝孔可對(duì)位安裝。

3 采用裝配型三舉升AGV合裝汽車底盤的基本工藝流程

（1）將分裝好的前/后懸總成分別吊裝至AGV前/后合裝臺(tái)板上。

（2）AGV沿著既定路線行走至線邊等待白車身到位或直接進(jìn)入線體的吊具下方。

（3）當(dāng)AGV上的光電跟蹤發(fā)射器檢測(cè)到置于白車身底部的光靶信號(hào)時(shí)，AGV隨即和線體同步行走;此時(shí)，作業(yè)人員掛上車身掛鏈，載人舉升平臺(tái)、前/后升降平臺(tái)開(kāi)始舉升使前/后懸總成舉升至安裝位[2]。

（4）完成安裝工序，舉升平臺(tái)下降至初始位，此時(shí)作業(yè)人員取下車身掛鏈，AGV移出線體至上件位，吊裝下一臺(tái)前/后懸總成，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

4 底盤合裝臺(tái)板設(shè)計(jì)考慮要素

4.1 臺(tái)板基本尺寸的確定

合裝臺(tái)板的基本尺寸一般情況下不大于前/后懸升降平臺(tái)的尺寸，以避免過(guò)大的尺寸對(duì)安裝工序產(chǎn)生影響（如螺栓緊固時(shí)工具與臺(tái)板發(fā)生干涉）。

4.2 前/后懸總成支撐高度的確定

在合裝時(shí)AGV需從線體旁橫移切入線體內(nèi)（白車身正下方），故前/后懸在AGV上的高度（最高點(diǎn)一般在發(fā)動(dòng)機(jī)頂端）不得高于車身吊具最低點(diǎn)，否則AGV切入線體時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將與吊具產(chǎn)生碰撞從而產(chǎn)生零部件損傷。同時(shí)，前/后懸總成與臺(tái)板的高度要考慮懸架下方零件（如排氣管）的放置空間及臺(tái)板上方螺栓緊固時(shí)的工具空間。因此，臺(tái)板設(shè)計(jì)的原則是前/后懸支撐高度在滿足上述條件下盡可能使其處于較低位置。

4.3 前合裝臺(tái)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

前合裝臺(tái)板支撐/定位結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下因素：

（1）支撐點(diǎn)位采用仿形面的支撐塊，主要起到Z向的支撐作用，一般選用尼龍材料;定位點(diǎn)位采用定位銷，形狀結(jié)構(gòu)為凸臺(tái)式。

（2）對(duì)前懸總成中的前副車架、動(dòng)力總成、減震器及轉(zhuǎn)向節(jié)總成的支撐/定位機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。

（3）優(yōu)先選擇與副車架定位孔同軸的車身孔，通過(guò)這種方式可獲得最短的定位尺寸鏈。

（4）臺(tái)板上的車身定位銷成對(duì)存在，其中主定位銷為圓銷，孔銷間隙單邊推薦為0.25mm，輔助定位為菱形銷（當(dāng)車身孔為腰形孔時(shí)該點(diǎn)定位銷可設(shè)計(jì)為圓銷）。

（5）臺(tái)板上的車身定位銷插入車身孔內(nèi)，不得與車身內(nèi)鈑金產(chǎn)生干涉。

5 前合裝臺(tái)板支撐/定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.1 動(dòng)力總成部分

5.1.1 支撐點(diǎn)位設(shè)計(jì)

動(dòng)力總成部分采用三點(diǎn)支撐的方式，其中定位銷1與定位銷2為主定位銷，均采用了孔銷配合方式，其孔銷間隙單邊推薦為0.25mm，在孔中的進(jìn)深應(yīng)合理設(shè)定。銷1、2均約束了支撐點(diǎn)位在X、Y及Z向的平移自由度。兩個(gè)定位銷的配合使用即可約束了動(dòng)力總成繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)自由度。支撐塊3為尼龍材質(zhì)，對(duì)動(dòng)力總成的第三個(gè)支撐點(diǎn)位主要起到Z向支撐的作用，其上表面設(shè)計(jì)為與動(dòng)力總成中變速箱部分相配合的仿形面，使得動(dòng)力總成放置在三個(gè)支撐點(diǎn)上穩(wěn)定、牢靠。

5.1.2 底座的設(shè)計(jì)

銷1的底座采用開(kāi)長(zhǎng)圓孔的形式，以實(shí)現(xiàn)銷1在X向位置尺寸的微量位移調(diào)節(jié)，同樣地銷2的底座亦采用開(kāi)長(zhǎng)圓孔的形式，滿足銷2在Y向位置尺寸的微量位移調(diào)節(jié)，兩個(gè)定位銷底座均使用螺栓與臺(tái)板進(jìn)行緊固配合。支撐塊3所在的底座上通過(guò)開(kāi)四個(gè)圓形孔的形式，使用螺栓將其精確地固定在設(shè)定位置。同時(shí)，在支撐許可的條件下，銷1與支撐塊3關(guān)于其在Y向上保持共線。

5.1.3 Z向高度調(diào)整設(shè)計(jì)

各支撐銷設(shè)計(jì)為多段式，定位銷1、2設(shè)計(jì)為三段式，即分為：定位銷頭、轉(zhuǎn)接銷和支撐底座。定位銷的多段式設(shè)計(jì)可為該支撐點(diǎn)位在Z向的調(diào)整余量賦予其極大的可能性，同時(shí)在轉(zhuǎn)接銷與定位銷頭相配合部位可增減墊片，因此使定位銷在Z向具有精確調(diào)節(jié)的功能。支撐塊3為兩段式，即分為底座和支撐臺(tái)，支撐臺(tái)上表面用螺栓安裝一個(gè)矩形體的尼龍支撐塊，支撐塊上端被銑成與支撐位置相接觸的仿形面。支撐臺(tái)與尼龍支撐塊相配合的面間可增減矩形墊片，因此該支撐臺(tái)也具有高度調(diào)節(jié)功能。

5.2 前副車架部分

前副車架一般采用4點(diǎn)支撐，用于定位的2個(gè)定位銷和用于支撐的2個(gè)支撐塊即可。如果前副車架定位銷和臺(tái)板與車身的定位銷可共用，則不需要單獨(dú)設(shè)計(jì)副車架定位銷。

5.3 減震器及轉(zhuǎn)向節(jié)總成支撐設(shè)計(jì)

前升降平臺(tái)需要人工操作進(jìn)行舉升，當(dāng)舉升到一定高度是，裝配人員需要操作合裝臺(tái)板使臺(tái)板定位銷插入車身孔進(jìn)行定位，隨即對(duì)減震器進(jìn)行對(duì)位，使減震器螺柱穿過(guò)車身孔。如果減震器螺柱與臺(tái)板定位銷要同時(shí)穿過(guò)車身，這時(shí)作業(yè)人員很難兼顧兩個(gè)安裝點(diǎn)的準(zhǔn)確對(duì)位，造成作業(yè)不便。鑒于此，需要臺(tái)板定位銷先穿進(jìn)車身后再輔助減震器螺柱穿過(guò)車身。不可忽略的是如果減震器過(guò)高，當(dāng)減震器先行穿過(guò)車身以及臺(tái)板頂升到位后，此狀態(tài)下的減震器因受到壓縮極有可能會(huì)頂起車身，從而造成前懸總成合裝偏孔等問(wèn)題。因此，在臺(tái)板頂升到位后，保證減震器螺柱不脫離車身螺栓孔即可。

6 后合裝臺(tái)板設(shè)計(jì)

后合裝臺(tái)板的設(shè)計(jì)思路基本與前相同，首先設(shè)計(jì)臺(tái)板與車身的定位銷。如副車架定位孔與臺(tái)板和車身的定位孔同軸，則定位精度最高。此外，需要將臺(tái)板與車身的定位銷及副車架定位銷設(shè)計(jì)為X向、Y向可調(diào)，即定位銷底座緊固孔設(shè)計(jì)為腰形孔。在合車過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整定位銷的位置。

后副車架支撐銷采用3點(diǎn)支撐即可，即用于定位的主副定位銷和支撐塊，即可約束副車架在臺(tái)板上的6個(gè)自由度。下擺臂的支撐在數(shù)模狀態(tài)下進(jìn)行設(shè)計(jì)（即1G狀態(tài)下），合裝后應(yīng)保證下擺臂的1G狀態(tài)，在此狀態(tài)下縱臂的安裝對(duì)位則較為準(zhǔn)確，負(fù)責(zé)縱臂緊固孔則會(huì)出現(xiàn)偏孔情況，需要人工干預(yù)才能緊固。

7 結(jié)語(yǔ)

結(jié)論有下：

（1）為汽車底盤合裝臺(tái)板的定位/支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論參考依據(jù);（2）前副車架采用4點(diǎn)位支撐及定位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其中兩個(gè)定位銷共用車身定位銷的形式;（3）動(dòng)力總成采用2點(diǎn)定位加1點(diǎn)支撐的方式，該3個(gè)支撐結(jié)構(gòu)具有X、Y、Z向的調(diào)節(jié)功能，解決了動(dòng)力總成合裝過(guò)程中出現(xiàn)的螺栓偏孔及調(diào)試問(wèn)題;（4）后副車架采用3點(diǎn)支撐，即用于定位的主副定位銷和支撐塊;若副車架定位孔與臺(tái)板和車身定位孔同軸，則優(yōu)先采用共用定位銷的形式。

參考文獻(xiàn)：

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