一種車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)的設(shè)計

覃合運

摘 要：根據(jù)車身整體往復(fù)桿生產(chǎn)線車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)工作原理、技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計，針對現(xiàn)有車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)的弊端，開發(fā)更穩(wěn)定、高效、簡潔和便于維護的車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)。采用車體兩側(cè)同步舉升和伺服電機輸送方式，應(yīng)用直線導(dǎo)軌滑移，使新機構(gòu)更精確，更便于控制，提高運行效率和降低故障率，減少運行成本。

關(guān)鍵詞：車體轉(zhuǎn)運 舉升機構(gòu) 輸送機構(gòu) 同步裝置

Abstract：According to the working principle， technical requirements and structural design of the car body transfer mechanism of the whole body reciprocating rod production line， aiming at the disadvantages of the existing car body transfer mechanism， a more stable， efficient， concise and easy to maintain car body transfer mechanism is developed. The synchronous lifting on both sides of the car body and the conveying method of servo motor are adopted， and the sliding of linear guide rail is used to make the new mechanism more accurate and easier to control， improve operating efficiency and reduce failure rate， and reduce operating costs.

Key words：car body transfer， lifting mechanism， conveying mechanism， synchronization device

1 前言

汽車發(fā)展百來年，車身生產(chǎn)線種類多樣，車體轉(zhuǎn)運方式有吊具吊運式、推拉小車托運式、整線舉升往復(fù)桿式、高速輥床+滑橇式、AGV背負式等。各汽車企業(yè)根據(jù)自身的產(chǎn)品定位和結(jié)構(gòu)、工藝布局和設(shè)備能力、生產(chǎn)節(jié)拍、自動化程度等因素，選擇適合自身的生產(chǎn)線方案。本文針對公司現(xiàn)有的整線舉升往復(fù)桿式車身線中的下車體至總拼轉(zhuǎn)運機構(gòu)在安裝調(diào)試和運行工程中存在的問題，提出優(yōu)化改進方案和設(shè)計。

2 現(xiàn)狀分析

目前，整線舉升往復(fù)桿式車身線仍被廣泛應(yīng)用，采用直線式布局，長達100多米。一般分下車體線（側(cè)圍總成上線之前）和總拼線兩段。于是需要布置一套下車體總成轉(zhuǎn)運至總拼線的過渡轉(zhuǎn)運機構(gòu)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)運機構(gòu)形式見圖1，工作過程：下車體總成輸送至轉(zhuǎn)運小車上（代號：M1），M1前進，將下車體總成運送至舉升拼臺，舉升托架將車體舉起，M1回退至M1拼臺（下車體線末工位），總拼轉(zhuǎn)運小車（代號：M2）回退至舉升拼臺，舉升托架下降，將車體放到M2上，M2將車體運送至M2拼臺（總拼首工位），完成一次車體到總拼轉(zhuǎn)運過程，如此往復(fù)循環(huán)。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)運機構(gòu)存在的問題主要有，M1和M2托架左右分開，無剛性連接，通過轉(zhuǎn)動軸連接一起運動，用久之后，左右輸送板起步時不同步，甚至出現(xiàn)跳齒問題，運動噪音大，需布置停止鎖緊機構(gòu)等;舉升托架布置在拼臺中間，大氣缸驅(qū)動剪刀叉形式，不平穩(wěn)，精度差，維護性差，結(jié)構(gòu)見圖2。

3 新轉(zhuǎn)運機構(gòu)方案

針對現(xiàn)有轉(zhuǎn)運機構(gòu)形式和生產(chǎn)運行存在的問題，將輸送小車左右兩側(cè)通過支架剛性連接，采用新的舉升機構(gòu)形式，輸送電機改用伺服式。數(shù)模搭建時發(fā)現(xiàn)增加連接支架將導(dǎo)致輸送小車無法進入舉升拼臺，支架與舉升機構(gòu)干涉，即舉升機構(gòu)布置在拼臺中間的形式必須取消，需布置在輸送小車兩側(cè)，空出中間通道用于輸送小車行走。新的舉升機構(gòu)形式將是所有問題解決的關(guān)鍵，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，輸送小車尺寸，通過性、重復(fù)精度、節(jié)拍要求等信息，采用雙氣缸驅(qū)動和直線導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計舉升機構(gòu)，舉升托架左右分開，通過齒輪齒條裝置連接，實現(xiàn)同步舉升，車體托架增加水平滑移機構(gòu)以實現(xiàn)車體舉升和輸送小車避讓，結(jié)構(gòu)見圖3。其特點在于采用直線導(dǎo)軌作為升降運動導(dǎo)向，穩(wěn)定可靠，重復(fù)精度高，升降平穩(wěn)無噪音;左右舉升機構(gòu)通過中間同步齒輪裝置連接，解決雙氣缸升降難同步問題;結(jié)構(gòu)簡潔，安裝調(diào)試和維護方便;輸送小車左右剛性連接，運動平穩(wěn)，精度高;伺服電機能精確停止，無需布置小車到位鎖緊裝置，消除小車到位沖撞問題，同時能實時確認小車位置，M1和M2可以實現(xiàn)跟隨聯(lián)動模式，縮短運行時間。運行動作相對原機構(gòu)多了托架水平伸出和縮回步驟。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1 確認車體通過性相關(guān)參數(shù)，設(shè)計車體托塊結(jié)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)信息計算舉升機構(gòu)升降行程及托架水平滑移行程，需滿足舉升機構(gòu)處于低位時，M1可以帶著車體進入舉升拼臺，同時滿足舉升機構(gòu)處于舉升狀態(tài)時，M1可以返回M1拼臺。接著詳細設(shè)計托架結(jié)構(gòu)，滿足所有車型定位。該步驟即確定氣缸行程。

4.2 舉升重量核算，用于直線導(dǎo)軌和氣缸選型，水平滑移導(dǎo)軌承載重量包括車體重量和水平滑移托架重量，加上安全系數(shù)以及后續(xù)導(dǎo)入產(chǎn)品的重量。然后設(shè)計舉升框架，算出其重量后，即可選擇舉升氣缸型號和升降直線導(dǎo)軌型號，本機構(gòu)均選用雙滑軌雙滑塊型號。開始設(shè)計導(dǎo)軌安裝座結(jié)構(gòu)。

4.3 根據(jù)左右舉升機構(gòu)數(shù)模，設(shè)計左右同步舉升機構(gòu)，根據(jù)整體舉升重量以及偏置尺寸，選擇齒輪齒條參數(shù)。原則是核對生產(chǎn)線其他區(qū)域用的齒輪參數(shù)是否滿足舉升機構(gòu)承載，即使參數(shù)偏大也可以，直接借用，減少庫房備件。

4.4 伺服電機和聯(lián)軸器選型，根據(jù)車體重量、輸送小車重量、輸送距離、輸送時間、摩擦系數(shù)、安全系數(shù)等信息，選取合適的電機型號，然后在備件庫中查找是否已有相同型號，優(yōu)先選用備件庫中已有型號。

4.5 所有外購件和標(biāo)準(zhǔn)件核算選型之后，完善機構(gòu)數(shù)模，如靜態(tài)安全距離、運動安全距離、氣缸和電機安裝方式和位置是否方便檢修及維護、直線導(dǎo)軌是否有效防塵、潤滑油是否方便加注，安全插銷位置是否合理和操作方便、非標(biāo)加工件結(jié)構(gòu)是否合理等。

4.6 完整設(shè)計之后，進行運動仿真，確認運動過程中，運動部件是否與基座干涉或安全距離過小，是否跟車體其他零部件干涉，通過性是否滿足等。根據(jù)仿真結(jié)果，再優(yōu)化細節(jié)，然后再仿真，直至滿足各項為止。舉升機構(gòu)見圖4。

4.7 所有數(shù)模設(shè)計完成后，生成BOM表，繪制非標(biāo)加工件工程制圖和裝配圖，編寫機構(gòu)動作順序說明，根據(jù)節(jié)拍要求和氣缸型號，計算氣流量，選擇控制閥和氣管直徑，編制氣路圖等。

5 結(jié)語

本文主要介紹了基于SGMW現(xiàn)有某條車身焊裝線的車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)在運行過程中存在的問題，結(jié)合車間生產(chǎn)運行效率和維修便利性的訴求，提出新的車體轉(zhuǎn)運機構(gòu)方案，并在新產(chǎn)品項目生產(chǎn)線中設(shè)計實施，效果良好，值得推廣。隨著科技不斷進步，高精尖技術(shù)設(shè)備普及推廣，汽車車身焊裝線在運行效率、尺寸精度和穩(wěn)定性、設(shè)備故障率等方面提出更高要求，技術(shù)工程人員需分析現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備運行過程中存在的問題，結(jié)合當(dāng)前主流技術(shù)設(shè)備，不斷優(yōu)化改進。

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