一種新型的柔性側(cè)圍料框裝置

韋業(yè)忠 黃天茂 陳高磊

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

隨著汽車車型的種類的增多，汽車生產(chǎn)車間大部分生產(chǎn)線都已經(jīng)柔性化，一條生產(chǎn)線往往生產(chǎn)多種車型。在汽車側(cè)圍的運(yùn)輸過程中，一般都要用料框裝載。傳統(tǒng)的汽車側(cè)圍料框主要有兩種：一種是如圖1所示的單車型專用料框，這種料框的基座、限位條、立柱等結(jié)構(gòu)都是固定的，一種車型的側(cè)圍總成都要配備一個(gè)這樣的專用料框。另一種是半柔性兼容料框，半柔性兼容料框數(shù)模圖如圖2所示，其工作原理為：通過人工手動(dòng)翻動(dòng)限位支架17、18、19來卡住汽車側(cè)圍總成的尾部，限制側(cè)圍總成在前后方向的移動(dòng)。半柔性側(cè)圍料框?qū)⑽膊康南尬恢Ъ芗傲⒅?5一起安裝到直線滑軌26上，實(shí)現(xiàn)料框尾部的X向的滑移。料框底板上具有限位孔，可以利用卡銷27插拔進(jìn)底板的限位孔里來限制側(cè)圍尾部X向的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)料框形態(tài)的切換。但是半柔性兼容料框在裝載側(cè)圍總成時(shí)采用承載式裝配，料框底部承受較大的垂直方向上的力，料框基座和滑軌移動(dòng)部位容易變形。且料框整體結(jié)構(gòu)較大，滑移導(dǎo)軌進(jìn)行形態(tài)切換時(shí)，料框的整體體積沒有縮小。

基于以上原因，半柔性料框并不能滿足生產(chǎn)需求，車間廣泛應(yīng)用單車型專用料框。但是由于車間柔性生產(chǎn)線生產(chǎn)車型較多且有時(shí)切換頻繁，需要大量的人力物力來進(jìn)行料框的切換，并且料框的存放也占用了大量的場地，不適用于現(xiàn)在的生產(chǎn)現(xiàn)場。

2 柔性料框的設(shè)計(jì)

料框一般包括基座以及設(shè)置在基座上的框架，在框架中設(shè)置了若干定位條，通過定位條的定位槽定位汽車的側(cè)圍。傳統(tǒng)料框通過定位條來定位汽車側(cè)圍的上側(cè)邊和下側(cè)邊，前后側(cè)邊的限制則是通過人工翻轉(zhuǎn)限位支架來卡住汽車側(cè)圍總成尾部。這種料框在裝載零件時(shí)，側(cè)圍與料框接觸處易產(chǎn)生變形、凹凸等質(zhì)量缺陷，側(cè)圍總成容易側(cè)翻。

2.1 柔性料框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的新型柔性料框如圖3所示，主要結(jié)構(gòu)有：切換限位裝置、滑塊連接板、直線滑軌、直線圓柱滑軌、滑移機(jī)構(gòu)、懸掛托架、料框本體、車輪、活動(dòng)限位支架等。料框的柔性主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。第一，料框的整體大小可變性，通過滑軌與滑軌連接板的滑移運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。第二，根據(jù)要裝載的側(cè)圍料框總成的結(jié)構(gòu)不同，兩個(gè)懸掛托架在水平方向上移動(dòng)，移動(dòng)通過料框的四個(gè)滑移機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。第三，活動(dòng)限位支架的上下移動(dòng)，用于夾緊側(cè)圍總成的后輪罩。

圖1 專用料框樣式

圖2 半柔性兼容料框?qū)嵨飯D和數(shù)模圖

該柔性料框采用懸掛式裝配零件，料框結(jié)構(gòu)的零件6是懸掛托架，側(cè)圍總成在裝配到料框時(shí)，懸掛在料框上，這時(shí)只有側(cè)圍的上側(cè)邊與料框接觸，零件裝卸簡單快捷，從根本上解決了側(cè)圍在裝卸時(shí)的側(cè)翻和零件表面質(zhì)量損傷等問題。料框的結(jié)構(gòu)9-活動(dòng)限位支架可以上下移動(dòng)，卡住側(cè)圍的輪罩，使側(cè)圍總成處于穩(wěn)定狀態(tài)，防止側(cè)圍總成在運(yùn)輸過程中因水平擺動(dòng)而產(chǎn)生的零件表面缺陷。

由于車間生產(chǎn)線的場地有限，所以料框的設(shè)計(jì)要充分考慮到節(jié)約空間的這一要素，本文設(shè)計(jì)的柔性料框?qū)崿F(xiàn)了料框整體大小的可變性，可以適用于不同尺寸的車型。料框通過結(jié)構(gòu)2-滑塊連接板在3-直線滑軌上的滑動(dòng)，能夠讓滑軌連接板以及與之相連的料框尾部立柱在水平方向上伸縮移動(dòng)。當(dāng)側(cè)圍的長度比較大時(shí)，滑移連接板和相連的料框尾部就向外伸出，反之，則縮回，料框的兩種伸縮狀態(tài)如圖4所示。這種柔性切換解決了原固定料框體積大占用空間問題，并且操作簡單方便。料框的結(jié)構(gòu)4-直線圓柱滑軌，是在原直線滑移系統(tǒng)的基礎(chǔ)上另外增加的助力機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分擔(dān)滑移連接板與直線滑軌在水平方向上伸縮時(shí)的受力，使滑移系統(tǒng)切換動(dòng)作流暢，不出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，減少滑移系統(tǒng)的負(fù)荷，延長使用壽命。料框的結(jié)構(gòu)1-切換限位卡銷用來固定滑塊連接板在滑軌上的位置，滑塊連接板上共有兩個(gè)限位孔，分別用來定位滑移連接板在滑軌上的兩個(gè)極限位置。

車型不同時(shí)，側(cè)圍總成的結(jié)構(gòu)和尺寸會(huì)有變化，側(cè)圍總成的各個(gè)支柱的位置也不一樣。實(shí)現(xiàn)懸掛托架的可移動(dòng)性又是設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵，本文設(shè)計(jì)的懸掛托架與料框立柱的接觸處加裝了5-滑移機(jī)構(gòu)，懸掛托架通過上下兩個(gè)滑移塊能夠在水平方向上自由移動(dòng)，當(dāng)生產(chǎn)的車型產(chǎn)生變化以后，懸掛托件能夠根據(jù)需要進(jìn)行切換，解決了各車型懸掛位置不一致的問題。料框結(jié)構(gòu)2滑軌連接板上帶有六顆可拆卸螺栓，當(dāng)直線滑軌與滑軌連接板出現(xiàn)老化卡滯時(shí)，可以直接在工位上拆卸螺栓然后調(diào)整滑塊連接板的位置，調(diào)整過程方便，節(jié)約時(shí)間。

2.2 料框的工作過程

首先要確定需要裝載的側(cè)圍總成的類型，判斷料框是否需要切換，如需切換，則打開1-切換限位卡銷，推動(dòng)2-滑移連接板，使之滑移到與要裝載的側(cè)圍總成的類型相對(duì)應(yīng)的位置，關(guān)閉1-切換限位卡銷。然后推動(dòng)6-懸掛托架，將5-滑移機(jī)構(gòu)移至相對(duì)應(yīng)的側(cè)圍總成位置。最后手動(dòng)調(diào)整9-活動(dòng)限位支架在豎直方向的位置，使其剛好卡住側(cè)圍總成的后輪罩，完成切換工作。當(dāng)需要裝載其他車型時(shí)，重復(fù)前三步，進(jìn)行切換工作。

3 新型汽車側(cè)圍柔性料框的優(yōu)點(diǎn)

（1）新型柔性料框?qū)崿F(xiàn)了多種車型側(cè)圍料框的兼容性，一框多用，大大地減少了料框的數(shù)量，節(jié)省了生產(chǎn)成本和寶貴的場地資源；

（2）新型柔性料框的操作簡單，便于制造，不需要人工翻轉(zhuǎn)料框尾部限位支架卡住側(cè)圍總成尾部的動(dòng)作，節(jié)約了人力資源；

（3）新型柔性料框采用懸掛式裝載側(cè)圍總成，解決了承載式裝載容易側(cè)翻的問題，懸掛托架采用滑移式切換，解決了各車型側(cè)圍懸掛位置不一致的問題；

（4）在導(dǎo)軌滑移系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝助力滑移機(jī)構(gòu)，使料框尾部立柱受力均勻，不易彎曲，且能夠讓導(dǎo)軌及連接板運(yùn)作流暢，不出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。

圖4 料框伸縮的兩種狀態(tài)

4 結(jié)語

新型柔性料框的投入使用主要帶來了兩個(gè)方面的收益，第一，節(jié)省成本。一條生產(chǎn)線柔性生產(chǎn)7種車型，如果每種車型都做專用料框，每種車型左右各3個(gè)料框，則7種車型需要做42個(gè)框，而做成柔性料框只需要做6個(gè)，能夠節(jié)省36個(gè)料框。第二，節(jié)約場地。一條生產(chǎn)線柔性生產(chǎn)7種車型，有一種車型在生產(chǎn)的時(shí)候，其他6種車型的側(cè)圍總成料框需要找地方存放，一種車型左右側(cè)圍需要做6個(gè)料框，六種車型需要做36個(gè)框，一個(gè)框占地約3.7，36個(gè)框占地約133。有了柔性料框，就不用做7種車型的料框了，也節(jié)約了100多平米的空間。在汽車車身車間，大部分生產(chǎn)線都已經(jīng)柔性化，所以料框的柔性化是一種必然的趨勢，它的成本節(jié)約和效率提升具有無與倫比的優(yōu)越性，相信隨著我國汽車行業(yè)的發(fā)展，柔性料框在未來將會(huì)得到更廣泛的創(chuàng)新和使用。

圖3 柔性側(cè)圍料框數(shù)模圖