采用AGV合裝汽車底盤的臺板設計探討

成瑞和　武玉柱

摘 要：底盤合裝作為汽車總裝裝配工藝中較為復雜的一個環節，在采用裝配型三舉升AGV作業時為使其順利合裝，臺板的結構設計則顯得尤為關鍵。為解決底盤合裝過程遇到的螺栓偏孔，以及新車型導入前期調試底盤合裝精度周期時間長的問題，本文探討了一種基于裝配型三舉升AGV承載的汽車底盤合裝臺板支撐結構的優化設計。

關鍵詞：汽車底盤合裝 AGV 臺板 調試周期 螺栓偏孔

Discussion on the Platform Design of Using AGV to Assemble Automobile Chassis

Cheng Ruihe，Wu Yuzhu

Abstract：Chassis assembly is a more complicated link in the assembly process of automobile final assembly. In order to make the assembly smoothly when the assembly-type three-lift AGV is used for operation， the structural design of the platform is particularly critical. In order to solve the problem of the bolt holes encountered in the chassis assembly process and the long cycle time of the chassis assembly accuracy in the early stage of the introduction of new models， this article discusses a vehicle chassis assembly platform support based on the assembly type three-lift AGV load so as to optimize the design of structure.

Key words：automobile chassis assembly， AGV， platen， debugging cycle， bolt partial hole

1 引言

裝配型三舉升AGV在汽車行業內的應用日益普遍，廣泛應用于汽車底盤分裝線，在實現底盤的流水線作業及搬運一體化同時，也使得分裝線布局更為靈活繼而提升底盤的合裝效率，此裝配方式已成為汽車行業內底盤合裝的主流工藝方式[1]。

2 裝配型三舉升AGV的基本結構

用于底盤合裝的裝配型三舉升AGV主要工藝相關部分為載人舉升機、前/后舉升平臺、前/后合裝臺板及車身掛鏈等組成，其各組成部分功能如下：

（1）載人舉升平臺：用于舉升裝配作業員工，完成機艙內前減震器螺母緊固、懸置螺栓緊固等安裝工序。

（2）前/后升降平臺：用于舉升前/后懸總成至與車身接觸，完成底盤相關螺栓緊固及其它可裝配的工序（如排氣管安裝）。

（3）前/后合裝臺板：通過布置在臺板面上的支撐塊和定位銷來支撐及定位前/后懸總成，并使用車身孔作為定位基準，使各安裝孔可對位安裝。

3 采用裝配型三舉升AGV合裝汽車底盤的基本工藝流程

（1）將分裝好的前/后懸總成分別吊裝至AGV前/后合裝臺板上。

（2）AGV沿著既定路線行走至線邊等待白車身到位或直接進入線體的吊具下方。

（3）當AGV上的光電跟蹤發射器檢測到置于白車身底部的光靶信號時，AGV隨即和線體同步行走;此時，作業人員掛上車身掛鏈，載人舉升平臺、前/后升降平臺開始舉升使前/后懸總成舉升至安裝位[2]。

（4）完成安裝工序，舉升平臺下降至初始位，此時作業人員取下車身掛鏈，AGV移出線體至上件位，吊裝下一臺前/后懸總成，進入下一個循環。

4 底盤合裝臺板設計考慮要素

4.1 臺板基本尺寸的確定

合裝臺板的基本尺寸一般情況下不大于前/后懸升降平臺的尺寸，以避免過大的尺寸對安裝工序產生影響（如螺栓緊固時工具與臺板發生干涉）。

4.2 前/后懸總成支撐高度的確定

在合裝時AGV需從線體旁橫移切入線體內（白車身正下方），故前/后懸在AGV上的高度（最高點一般在發動機頂端）不得高于車身吊具最低點，否則AGV切入線體時發動機將與吊具產生碰撞從而產生零部件損傷。同時，前/后懸總成與臺板的高度要考慮懸架下方零件（如排氣管）的放置空間及臺板上方螺栓緊固時的工具空間。因此，臺板設計的原則是前/后懸支撐高度在滿足上述條件下盡可能使其處于較低位置。

4.3 前合裝臺板結構設計要點

前合裝臺板支撐/定位結構在設計時要考慮以下因素：

（1）支撐點位采用仿形面的支撐塊，主要起到Z向的支撐作用，一般選用尼龍材料;定位點位采用定位銷，形狀結構為凸臺式。

（2）對前懸總成中的前副車架、動力總成、減震器及轉向節總成的支撐/定位機構分別進行設計[3]。

（3）優先選擇與副車架定位孔同軸的車身孔，通過這種方式可獲得最短的定位尺寸鏈。

（4）臺板上的車身定位銷成對存在，其中主定位銷為圓銷，孔銷間隙單邊推薦為0.25mm，輔助定位為菱形銷（當車身孔為腰形孔時該點定位銷可設計為圓銷）。

（5）臺板上的車身定位銷插入車身孔內，不得與車身內鈑金產生干涉。

5 前合裝臺板支撐/定位結構設計

5.1 動力總成部分

5.1.1 支撐點位設計

動力總成部分采用三點支撐的方式，其中定位銷1與定位銷2為主定位銷，均采用了孔銷配合方式，其孔銷間隙單邊推薦為0.25mm，在孔中的進深應合理設定。銷1、2均約束了支撐點位在X、Y及Z向的平移自由度。兩個定位銷的配合使用即可約束了動力總成繞Z軸轉動的旋轉自由度。支撐塊3為尼龍材質，對動力總成的第三個支撐點位主要起到Z向支撐的作用，其上表面設計為與動力總成中變速箱部分相配合的仿形面，使得動力總成放置在三個支撐點上穩定、牢靠。

5.1.2 底座的設計

銷1的底座采用開長圓孔的形式，以實現銷1在X向位置尺寸的微量位移調節，同樣地銷2的底座亦采用開長圓孔的形式，滿足銷2在Y向位置尺寸的微量位移調節，兩個定位銷底座均使用螺栓與臺板進行緊固配合。支撐塊3所在的底座上通過開四個圓形孔的形式，使用螺栓將其精確地固定在設定位置。同時，在支撐許可的條件下，銷1與支撐塊3關于其在Y向上保持共線。

5.1.3 Z向高度調整設計

各支撐銷設計為多段式，定位銷1、2設計為三段式，即分為：定位銷頭、轉接銷和支撐底座。定位銷的多段式設計可為該支撐點位在Z向的調整余量賦予其極大的可能性，同時在轉接銷與定位銷頭相配合部位可增減墊片，因此使定位銷在Z向具有精確調節的功能。支撐塊3為兩段式，即分為底座和支撐臺，支撐臺上表面用螺栓安裝一個矩形體的尼龍支撐塊，支撐塊上端被銑成與支撐位置相接觸的仿形面。支撐臺與尼龍支撐塊相配合的面間可增減矩形墊片，因此該支撐臺也具有高度調節功能。

5.2 前副車架部分

前副車架一般采用4點支撐，用于定位的2個定位銷和用于支撐的2個支撐塊即可。如果前副車架定位銷和臺板與車身的定位銷可共用，則不需要單獨設計副車架定位銷。

5.3 減震器及轉向節總成支撐設計

前升降平臺需要人工操作進行舉升，當舉升到一定高度是，裝配人員需要操作合裝臺板使臺板定位銷插入車身孔進行定位，隨即對減震器進行對位，使減震器螺柱穿過車身孔。如果減震器螺柱與臺板定位銷要同時穿過車身，這時作業人員很難兼顧兩個安裝點的準確對位，造成作業不便。鑒于此，需要臺板定位銷先穿進車身后再輔助減震器螺柱穿過車身。不可忽略的是如果減震器過高，當減震器先行穿過車身以及臺板頂升到位后，此狀態下的減震器因受到壓縮極有可能會頂起車身，從而造成前懸總成合裝偏孔等問題。因此，在臺板頂升到位后，保證減震器螺柱不脫離車身螺栓孔即可。

6 后合裝臺板設計

后合裝臺板的設計思路基本與前相同，首先設計臺板與車身的定位銷。如副車架定位孔與臺板和車身的定位孔同軸，則定位精度最高。此外，需要將臺板與車身的定位銷及副車架定位銷設計為X向、Y向可調，即定位銷底座緊固孔設計為腰形孔。在合車過程中，根據實際情況調整定位銷的位置。

后副車架支撐銷采用3點支撐即可，即用于定位的主副定位銷和支撐塊，即可約束副車架在臺板上的6個自由度。下擺臂的支撐在數模狀態下進行設計（即1G狀態下），合裝后應保證下擺臂的1G狀態，在此狀態下縱臂的安裝對位則較為準確，負責縱臂緊固孔則會出現偏孔情況，需要人工干預才能緊固。

7 結語

結論有下：

（1）為汽車底盤合裝臺板的定位/支撐結構設計提供了理論參考依據;（2）前副車架采用4點位支撐及定位，設計時應考慮其中兩個定位銷共用車身定位銷的形式;（3）動力總成采用2點定位加1點支撐的方式，該3個支撐結構具有X、Y、Z向的調節功能，解決了動力總成合裝過程中出現的螺栓偏孔及調試問題;（4）后副車架采用3點支撐，即用于定位的主副定位銷和支撐塊;若副車架定位孔與臺板和車身定位孔同軸，則優先采用共用定位銷的形式。

參考文獻：

[1]李向兵，余建剛，李斌超.底盤合裝技術在汽車裝配車間中的應用[J].汽車制造業，2019，000（019）：P.60-62

[2]李耀超，孫振江，陳曉旭，等.關于乘用車試制階段底盤與車身合裝方案及夾具的探討[J].汽車實用技術，2017，000（020）：63-64.

[3]金忠寶，謝堅.汽車總裝生產線設計分析[J].內燃機與配件，2017（15）：30-31.