一種柔性側圍生產線開發

陳周生　傅偉　洪俊

摘要：文章介紹了一種簡單的柔性側圍生產線，從工藝布局、工裝夾具及零件吊運三個方面闡述其開發的過程。這種生產線方式能夠滿足高產量、簡單柔性化的生產要求。

關鍵詞：柔性；工藝布局；工裝夾具；Pickup

近幾年來，我國汽車市場日益成熟，市場需求的產品差異性越來越大，汽車產品的品種數量、造型、配置等越來越多樣化，各大車企都在打造具有獨特產品力的產品，同質化競爭越來越難于適應市場的需求了。

為增加競爭力，各大車企近年來都推出了大量的車型，單一車型的產品生命周期也在縮短，再難以出現當年桑塔納、捷達的超長生命周期車型了。車型數量的增加、產品更新換代時間的縮短都要求車身的柔性化生產能力要增強。本文簡要描述了我公司柔性側圍生產線的—種形式。

1.工藝布局

我公司傳統的側圍線是單一車型一條專用的側圍生產線，其工藝流程圖（BOP）及布局如圖1所示。

這種傳統布局每種車型都需要一條專用的側圍生產線，占用的場地面積大，工藝設備等投資多，并且側圍總成上主線時需要較遠距離的轉運（因主線往往能柔性生產多種車型）。

為解決上述的場地、投資、轉運等問題，我公司開發了一種A/B面形式的柔性側圍生產線，其工藝布局與傳統側圍生產線一致，僅僅是通過夾具的切換來柔性生產兩種車型的側圍，所占用的場地約為原來一條傳統側圍生產線的1.3倍，工藝設備兩種車型共用，只需要一個車型的投資。

柔性側圍線的基本方案是兩種車型的夾具分別布置在底板的兩個不同平面上，車型切換時通過人工旋轉手柄（或電機驅動）帶動底板面翻轉180°，切換另外一個車型的夾具到工作位置；零件的工位間搬運通過空中Piekup小車自動行走搬運，如圖2所示。

2.工裝夾具

2.1夾具底板

此柔性焊接拼臺裝置如附圖4所示，主要由拼臺支撐腳、切換手柄、減速機、帶座軸承、剎車盤、零件夾持夾具、鎖緊機構、拼臺底板、連接桿組成。

當工作面由A面切換到B面時，首先需要輸入信號控制鎖緊氣缸打開，人工轉動手柄，通過減速機帶動底板面進行旋轉，旋轉180°后B面將切換為工作面，再通過PLC控制鎖緊氣缸鎖緊，完成切換。

以上裝置的鎖緊機構打開通過按鈕開關信號實現動作，切換過程中通過傳感器檢測旋轉角度控制自動減速裝置一剎車盤的介入，在0-90°區間旋轉時剎車盤不介入，切換省力，當拼臺底板旋轉到超過90°后剎車盤介入，降低旋轉速度，切換到位后傳感器反饋信號給PLC，輸入信號給鎖緊機構鎖緊，整個切換過程完成。

2.2車型夾具

根據兩種車型的產品零件特種及零件定位要求來考慮，當兩種車型可以共用一個面的夾具時將另外一個面空出來預留給后續車型，同時也減少車型夾具的投資，減少切換，通過增加配重塊來平衡；當兩種車型的夾具不能共用時，需要每種車型對應一個面。

夾具設計時除了零件定位所需的各夾具定位單元外，還特別增加了脫銷機構將側圍總成舉升50mm，待零件與夾具脫離后再由Pickup小車將零件提升后輸送到下一個工位，可以避免提升時零件局部卡滯損壞零件的情況。

3.零件轉運Pickup小車

因平臺底板是翻轉形式，因此零件輸送不能采用以往的往復輸送形式，只能從空中轉運來實現。通過對轉運需要的快速、平穩、兼容性等多方面考慮，最終選取了Pickup小車的輸送形式。

根據我公司的產品結構，側圍中部有零件需要裝夾焊接，因此焊鉗需要伸出到達拼臺的中心位置，對應的空中焊鉗懸掛橫軌也需要延伸到拼臺的中心，這樣將與Pickup小車的運行產生干涉。為解決這個問題，經焊接設備與Pickup雙方共同分析決定焊鉗的橫軌采用雙層滑車，一級橫軌兩端頭的間距需要保證≥1000mm，同時Pickup小車頂部的寬度要保證≤750mm，這樣在焊接時焊鉗通過二級滑車滑出保證零件中心位置焊點的焊接，在焊接完成后將二次滑車拉到拼臺外側固定，將拼臺中心一米范圍內的空間讓空給Pickup小車運行。

根據車型夾具的打開高度不同，Pickup小車的提升高度可以設置不同的檔位來確保轉運效率與轉運的安全。Pickup小車與各系統間的主要關聯尺寸如圖5所示。

Pickup小車底部的移栽夾具示意圖如圖6所示。限位卡住中門框的B＼C柱邊緣防止零件前后竄動，通過氣缸待定卡爪在導軌上滑動來卡住門口的上下兩邊的膠條邊，上部提升機構上升將零件提升后往下工位輸送，到位后提升機構下降將零件放在夾具上后提升機構再上升返回初始位置等待進入下一個循環。

4.結語

本文介紹的這套系統對于初級柔性的焊裝線具有較好的實踐意義，特別是對于兩種產銷量較大的車型，可以作為柔性的一種實現形式。這種形式已經成功應用在CN112/CN113及CN112/CN050V側圍線，成功的匹配了兩條主線的高產量、簡單柔性化生產的需求。將整套系統做成自動時也可以滿足機器人焊接的要求。