汽車白車身門蓋換模機(jī)構(gòu)可升降導(dǎo)向桿裝置研究

徐超 張悅 甘志剛 沈琪 陸征祺

摘 要：文章介紹了適用于汽車白車身焊裝門蓋線換模機(jī)構(gòu)可升降導(dǎo)向桿裝置的一種驅(qū)動機(jī)構(gòu)新型設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)通過控制信號對氣缸閥島切換，從而快速實(shí)現(xiàn)模具上下線切換，可以有效節(jié)省模具切換下線的時(shí)間及人力資源成本。關(guān)鍵字：換模機(jī)構(gòu);可升降;人力資源

中圖分類號：U462 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）04-51-03

Research on Lifting Guide Rod Device of Car Body-in-White Door Cover Die-Changing Mechanism

Xu?Chao， Zhang Yue， Gan Zhigang， Shen Qi， Lu Zhengqi

（ SAIC-GM Co.， Ltd.， Shanghai 201201 ）

Abstract：This article introduces a new design of lifting guide device of die?change?for door line in Body Shop. The design can switch the cylinder valve device through the PLC control system to realize hemming die online and offline quickly， which can save the timing of die change and the cost of human resources effectively.

Keywords： Diechange;Lifting;Humanresources

CLC NO.： U462 ?Document Code： A ?Article ID：1671-7988（2020）04-51-03

引言

為了適應(yīng)市場多樣性的需求，越來越多的汽車主機(jī)廠車身車間存在多車型共線的柔性生產(chǎn)情況，利用一種車型在產(chǎn)時(shí)間，對其他車型的包邊模具進(jìn)行下線修模的情況越來越多。目前對于四門兩蓋包邊模壓機(jī)島的工況，包邊模切換機(jī)構(gòu)在切換下線進(jìn)行修模作業(yè)時(shí)，需要人工拆除換模機(jī)構(gòu)導(dǎo)向桿、導(dǎo)向輪、掛鉤等裝置，其過程繁瑣需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力資源。同時(shí)，車間根據(jù)產(chǎn)量需求，通常調(diào)整高產(chǎn)量車型模具放在換模機(jī)構(gòu)兩側(cè)，增加了模具下線的需求。本文通過分析焊裝門蓋線換模機(jī)構(gòu)在廣泛應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合車間實(shí)際情況，提出了一種可升降導(dǎo)向桿裝置的設(shè)計(jì)。

1 換模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及工作原理

目前焊裝門蓋線包邊模換模機(jī)構(gòu)廣泛使用，換模機(jī)構(gòu)主要包括主框架、左框架、右框架、模具墊板、儲模架、模具庫位及推拉機(jī)構(gòu)等。如圖1所示，模具A和模具B通過箭頭指示方向進(jìn)出壓機(jī)進(jìn)行包邊模具切換工作，人工拆除換模機(jī)構(gòu)導(dǎo)向桿等設(shè)備進(jìn)行模具上下線工作。

包邊模壓機(jī)兩邊各布置三個(gè)模具框架，如圖2所示，模具通過縱向電機(jī)推拉實(shí)現(xiàn)包邊模進(jìn)出運(yùn)動，橫向電機(jī)在模具墊板上推拉實(shí)現(xiàn)包邊模橫向交換運(yùn)動，推拉驅(qū)動方式為伺服減速機(jī)，包邊模具運(yùn)送至左右框架位時(shí)，可進(jìn)行包邊模具上下線的切換工作，人工拆除換模機(jī)構(gòu)中導(dǎo)向桿、導(dǎo)向輪及掛鉤等設(shè)備后，通過叉車可將包邊模具進(jìn)出儲模架，起到了包邊模具上下線的作用。

2 換模機(jī)構(gòu)可升降導(dǎo)向桿裝置

焊裝線包邊模具下線返工的需求越來越大，常規(guī)包邊模具下線需要人工拆除導(dǎo)向桿等設(shè)備后，通過人工叉車作業(yè)進(jìn)行模具上下線，通過對換模機(jī)構(gòu)導(dǎo)向桿設(shè)備進(jìn)行自動化改造降低人力和切換時(shí)間。

2.1 原換模機(jī)構(gòu)模具上下線

換模機(jī)構(gòu)上下線人工需要拆除設(shè)備包括導(dǎo)向桿、導(dǎo)向輪及掛鉤，如圖3所示。常規(guī)換模上下線步驟如下：（1）換模小車與換模機(jī)構(gòu)過渡段水平對齊;（2）人工拆除導(dǎo)向輪;（3）拆除掛鉤;（4）拆除三段導(dǎo)向桿;（5）小車使用延長掛鉤拉模具A至換模機(jī)構(gòu)過渡段;（6）換模小車拖動模具A至小車;（7）叉車移走模具A;（8）叉車移進(jìn)模具B;（9）換模小車將模具B移至過渡段;（10）換模小車使用延長掛鉤拉模具B至換模機(jī)構(gòu);（11）人工安裝三段導(dǎo)向桿;（12）安裝導(dǎo)向輪;（13）安裝掛鉤，整個(gè)過程共計(jì)花費(fèi)約120分鐘，其詳細(xì)流程圖如圖4所示。

故基于上述拆裝過程，需要維修人員全程參與此模具上下線切換過程且時(shí)間花費(fèi)巨大，對于高產(chǎn)能制造車間是一種嚴(yán)重的產(chǎn)能損失和設(shè)備開動率不佳的表現(xiàn)。

2.2 可升降導(dǎo)向桿裝置設(shè)計(jì)原理

為了解決前述問題，將固定導(dǎo)向桿設(shè)備設(shè)計(jì)更改為自動可升降導(dǎo)向桿裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)桿、導(dǎo)套、氣缸、底座、導(dǎo)向桿及安裝板等，如圖5所示。

當(dāng)換模小車與換模機(jī)構(gòu)對接（水平調(diào)齊）后，HMI發(fā)出請求至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出信號至閥島閥片驅(qū)動氣缸使導(dǎo)向桿落下，模具限位解除，換模小車使用延長掛鉤拉模具至過換模小車導(dǎo)軌上，HMI再次發(fā)出請求至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出信號至閥島閥片驅(qū)動氣缸使導(dǎo)向桿升起，模具限位恢復(fù)，換模小車將模具送去返工，比原人工拆除導(dǎo)向桿、導(dǎo)向輪、掛鉤的實(shí)施過程節(jié)省了大量時(shí)間，同時(shí)可以省去兩名維修人員，節(jié)省了人力資源。

使用自動可升降導(dǎo)向桿的包邊模上下線步驟如下：（1）換模小車與換模機(jī)構(gòu)過渡段水平對齊;（2）導(dǎo)向桿自動下降到位;（3）小車使用延長掛鉤拉模具A至換模機(jī)構(gòu)過渡段;（4）換模小車拖動模具A至小車;（5）叉車移走模具A;（6）叉車移進(jìn)模具B;（7）換模小車將模具B移至過渡段;（8）換模小車使用延長掛鉤拉模具B至換模機(jī)構(gòu);（9）模具B在換模機(jī)構(gòu)墊板位置調(diào)整;（10）導(dǎo)向桿自動上升到位，整個(gè)過程共計(jì)花費(fèi)60分鐘，如圖6所示。相比于原人工拆除導(dǎo)向桿相關(guān)設(shè)備少花費(fèi)約60分鐘的時(shí)間，

為生產(chǎn)制造車間包邊模具下線返修做出了巨大優(yōu)化。

2.3?創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

可升降導(dǎo)向桿裝置新增雙導(dǎo)桿氣缸及閥島的驅(qū)動方式來實(shí)現(xiàn)上下方式的機(jī)械往復(fù)運(yùn)動概念，通過PLC控制信號對氣

缸閥島切換實(shí)現(xiàn)此概念，如圖7所示，其中1為導(dǎo)桿、2為導(dǎo)套、3為氣缸、4為底座、5為安裝板。本創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以快速實(shí)現(xiàn)包邊模具上下線切換，能夠節(jié)省包邊模具上下線時(shí)間60分鐘，同時(shí)車型切換時(shí)對側(cè)換模（105S）比同側(cè)換模（120S）快15S，門蓋生產(chǎn)線速得到大大提升。另外，通過此創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化能夠節(jié)省2名維修人員，優(yōu)化了人力資源配置，提升了高節(jié)拍智能制造車間的生產(chǎn)效率和設(shè)備開動率。

3 展望

通過本文，希望能解決焊裝車間門蓋線換模機(jī)構(gòu)包邊模上下線返工時(shí)間長，人員操作效率低下，影響生產(chǎn)效率及設(shè)備開動率。激發(fā)發(fā)明和創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出新概念、新結(jié)構(gòu)、新工藝型的高效率設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)門蓋線換模機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的高節(jié)拍、高精度、運(yùn)行可靠的設(shè)備進(jìn)行高效的生產(chǎn)。