一種滑撬切換機(jī)構(gòu)在白車身輸送線中應(yīng)用探析

關(guān)鍵詞：滑撬;切換機(jī)構(gòu);氣缸撥動

1 技術(shù)背景

車身公共補(bǔ)焊線需要為各條主線上不同的白車身提供補(bǔ)焊功能，所以補(bǔ)焊線的滑撬就需要兼容多種車型。但是每種車型的定位孔都有差異，因此滑撬的定位工裝就需要通過切換與之相匹配。為解決這一多車型切換的難題，常用切換形式有以下2種。

（1）在某工位建立往復(fù)式伺服切換機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)滑撬上的工裝進(jìn)行不動角度的切換，或者撥動對應(yīng)的工裝進(jìn)行切換。

（2）在某工位建立能源站，同時在滑撬上設(shè)計能源接入裝置。當(dāng)滑撬到達(dá)該工位需要切換時，能源站提供能源，滑撬上的工裝進(jìn)行相應(yīng)動作，完成切換要求。

1.1 伺服切換機(jī)構(gòu)

車身線滑撬伺服切換機(jī)構(gòu)主要由伺服滑移機(jī)構(gòu)和撥動機(jī)構(gòu)這兩部分組成（圖1）。撥動機(jī)構(gòu)安裝在滑移機(jī)構(gòu)上一起動作，滑撬到達(dá)該工位后，伺服滑移機(jī)構(gòu)移動到某車型定位夾具點(diǎn)后，撥動機(jī)構(gòu)進(jìn)行撥動夾具切換，完成后再回到原始點(diǎn)[1]。不同車型都有不同的切換點(diǎn)位置，伺服滑移機(jī)構(gòu)需要在這些切換點(diǎn)之間滑移運(yùn)動、切換。該切換裝置存在以下幾種問題點(diǎn)。

（1）需要在某工位專門建立往復(fù)式伺服切換機(jī)構(gòu)，這個只能做切換工作，工位利用率較低。

（2）伺服滑移機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)較復(fù)雜，前期開發(fā)、調(diào)試成本高，后期故障率高、維護(hù)難度大。

（3）伺服滑移機(jī)構(gòu)需要在不同車型切換位置點(diǎn)之間來回運(yùn)動，對于停止在切換位置點(diǎn)的精度要求高，調(diào)試難度大，后期故障找回該切換位置點(diǎn)需要較長時間。

（4）伺服滑移機(jī)構(gòu)所需滑移位置長，線旁空間都被掃略、占用空間大。

（5）切換節(jié)拍受車型的大小而影響，車型大，滑移距離長、切換時間長、整線節(jié)拍低。

1.2 能源站滑撬能源裝置

圖2 是在某工位上建立的能源站滑撬能源裝置（氣控快插模塊固定端），這種設(shè)備要求在每個滑撬上都安裝能源接入裝置與之配合，滑撬進(jìn)入能源站工位時，固定端和移動端的能源對接裝置自動對接[2]，完成電、氣的能源傳輸，滑撬上的夾具接入能源后，線旁的控制設(shè)備隨即控制滑撬的動作、翻轉(zhuǎn)切換。這種切換方式也會存在以下幾種問題點(diǎn)。

（1）投入成本高。因為滑撬為了解決切換問題，每個滑撬都需要安裝4套能源快插裝置，一條主線平均有26個滑撬，一共就有104套能源快插裝置，數(shù)量大、開發(fā)成本高。

（2）設(shè)備故障率高。氣控的能源快插裝置快插易因配合問題或密封圈磨損問題造成漏氣，而電控快插頻繁切換后插針容易損壞而導(dǎo)致接觸不良，設(shè)備停線率高。

（3）后續(xù)車型導(dǎo)入成本高、工作量大。通過翻轉(zhuǎn)切換的滑撬，兼容車型有限，當(dāng)生產(chǎn)線導(dǎo)入車型達(dá)到一定數(shù)量后，就建立切換滑撬的存儲庫、夾具切換機(jī)器人、切換裝置等設(shè)備，由于數(shù)量大，后期導(dǎo)入成本、場地及維護(hù)難度相應(yīng)提高。

2 技術(shù)改進(jìn)

針對已有技術(shù)方案，本方案旨在設(shè)計一種建設(shè)及維護(hù)成本低，能夠滿足高節(jié)拍生產(chǎn)，同時其能夠滿足高柔性化的要求的切換機(jī)構(gòu)（圖3）。

自主研發(fā)的切換機(jī)構(gòu)主要由切換機(jī)構(gòu)底座、切換氣缸、氣缸安裝附件氣缸撥頭和氣缸安裝支架等組成。將所有不同車型的切換氣缸安裝到切換機(jī)構(gòu)的不同位置上，其安裝位置根據(jù)各車型不同切換夾具的位置點(diǎn)而確定[3]，結(jié)構(gòu)簡單，安裝和拆解簡便。通過切換氣缸上的氣缸撥頭滑撬支撐夾具，實現(xiàn)對支撐的切換，切換過程動作小、受力小，同時也可以根據(jù)現(xiàn)場實際需要去選用不同缸徑、行程的氣缸進(jìn)行安裝，選用的行程僅僅需要滿足能夠推動支撐夾具重新翻轉(zhuǎn)過旋轉(zhuǎn)點(diǎn)即可，這不但節(jié)省了成本，還可以節(jié)省了安裝空間。

該切換機(jī)構(gòu)可根據(jù)不同車型滑橇定位夾具來確定切換氣缸的布置及分組，切換機(jī)構(gòu)根據(jù)滑橇上各車型的定位分布而設(shè)定[4]。一般滑撬均采用左前、左后、右前和右后共4 組支撐，從而實現(xiàn)了一組切換機(jī)構(gòu)切換一處支撐夾具的目的。切換機(jī)構(gòu)的切換順序如下。

滑橇到位后，滾床對滑橇2進(jìn)行鎖緊定位;電控程序識別出所要切換的車型和滑撬夾具當(dāng)前狀態(tài)，并判別需要切換的夾具位置。根據(jù)以上車型信息，控制氣缸4或5動作，其中氣缸4動作時，推動夾具組件3翻轉(zhuǎn)倒下至非工作狀態(tài)。氣缸5動作，推動夾具組件3翻轉(zhuǎn)至工作狀態(tài)，達(dá)到不同支撐的切換目的。

該機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）切換機(jī)構(gòu)本身小巧、緊湊性好、占用空間小、可以布置較多的切換氣缸實現(xiàn)多車型的切換需求。

（2）切換機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、對滑撬切換夾具定位精度要求低。

（3）前期開發(fā)及后期車型導(dǎo)入成本低，用氣缸撥動，控制動作少，電控及氣控系統(tǒng)邏輯簡單[5]。

（4）切換機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低。

3 結(jié)束語

該技術(shù)已經(jīng)在上汽通用五菱初次應(yīng)用在西部車身補(bǔ)焊線項目上成功交付使用。實踐證明，該技術(shù)穩(wěn)定、可靠，很好地滿足汽車制造需求。該機(jī)構(gòu)成本低，占地小，穩(wěn)定性好，加工簡單，柔性化好，易于車型擴(kuò)展及切換，具有較好的推廣意義，現(xiàn)已使用至青島補(bǔ)焊線等多個新項目。通過該技術(shù)改進(jìn)，可以提高滑撬的切換效率和兼容性，同時投入成本相對比較低，體現(xiàn)了低成本高價值的理念。不斷地學(xué)習(xí)和探索先進(jìn)的設(shè)計思路和方法，制造出合格的焊裝夾具，以提高車身精度，確保車身質(zhì)量。