汽車白車身門蓋換模機構可升降導向桿裝置研究

徐超 張悅 甘志剛 沈琪 陸征祺

摘 要：文章介紹了適用于汽車白車身焊裝門蓋線換模機構可升降導向桿裝置的一種驅動機構新型設計，該設計通過控制信號對氣缸閥島切換，從而快速實現模具上下線切換，可以有效節省模具切換下線的時間及人力資源成本。關鍵字：換模機構;可升降;人力資源

中圖分類號：U462 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）04-51-03

Research on Lifting Guide Rod Device of Car Body-in-White Door Cover Die-Changing Mechanism

Xu?Chao， Zhang Yue， Gan Zhigang， Shen Qi， Lu Zhengqi

（ SAIC-GM Co.， Ltd.， Shanghai 201201 ）

Abstract：This article introduces a new design of lifting guide device of die?change?for door line in Body Shop. The design can switch the cylinder valve device through the PLC control system to realize hemming die online and offline quickly， which can save the timing of die change and the cost of human resources effectively.

Keywords： Diechange;Lifting;Humanresources

CLC NO.： U462 ?Document Code： A ?Article ID：1671-7988（2020）04-51-03

引言

為了適應市場多樣性的需求，越來越多的汽車主機廠車身車間存在多車型共線的柔性生產情況，利用一種車型在產時間，對其他車型的包邊模具進行下線修模的情況越來越多。目前對于四門兩蓋包邊模壓機島的工況，包邊模切換機構在切換下線進行修模作業時，需要人工拆除換模機構導向桿、導向輪、掛鉤等裝置，其過程繁瑣需要花費大量時間及人力資源。同時，車間根據產量需求，通常調整高產量車型模具放在換模機構兩側，增加了模具下線的需求。本文通過分析焊裝門蓋線換模機構在廣泛應用后發現的問題，結合車間實際情況，提出了一種可升降導向桿裝置的設計。

1 換模機構結構及工作原理

目前焊裝門蓋線包邊模換模機構廣泛使用，換模機構主要包括主框架、左框架、右框架、模具墊板、儲模架、模具庫位及推拉機構等。如圖1所示，模具A和模具B通過箭頭指示方向進出壓機進行包邊模具切換工作，人工拆除換模機構導向桿等設備進行模具上下線工作。

包邊模壓機兩邊各布置三個模具框架，如圖2所示，模具通過縱向電機推拉實現包邊模進出運動，橫向電機在模具墊板上推拉實現包邊模橫向交換運動，推拉驅動方式為伺服減速機，包邊模具運送至左右框架位時，可進行包邊模具上下線的切換工作，人工拆除換模機構中導向桿、導向輪及掛鉤等設備后，通過叉車可將包邊模具進出儲模架，起到了包邊模具上下線的作用。

2 換模機構可升降導向桿裝置

焊裝線包邊模具下線返工的需求越來越大，常規包邊模具下線需要人工拆除導向桿等設備后，通過人工叉車作業進行模具上下線，通過對換模機構導向桿設備進行自動化改造降低人力和切換時間。

2.1 原換模機構模具上下線

換模機構上下線人工需要拆除設備包括導向桿、導向輪及掛鉤，如圖3所示。常規換模上下線步驟如下：（1）換模小車與換模機構過渡段水平對齊;（2）人工拆除導向輪;（3）拆除掛鉤;（4）拆除三段導向桿;（5）小車使用延長掛鉤拉模具A至換模機構過渡段;（6）換模小車拖動模具A至小車;（7）叉車移走模具A;（8）叉車移進模具B;（9）換模小車將模具B移至過渡段;（10）換模小車使用延長掛鉤拉模具B至換模機構;（11）人工安裝三段導向桿;（12）安裝導向輪;（13）安裝掛鉤，整個過程共計花費約120分鐘，其詳細流程圖如圖4所示。

故基于上述拆裝過程，需要維修人員全程參與此模具上下線切換過程且時間花費巨大，對于高產能制造車間是一種嚴重的產能損失和設備開動率不佳的表現。

2.2 可升降導向桿裝置設計原理

為了解決前述問題，將固定導向桿設備設計更改為自動可升降導向桿裝置，其主要結構包括導桿、導套、氣缸、底座、導向桿及安裝板等，如圖5所示。

當換模小車與換模機構對接（水平調齊）后，HMI發出請求至PLC控制系統，PLC控制系統發出信號至閥島閥片驅動氣缸使導向桿落下，模具限位解除，換模小車使用延長掛鉤拉模具至過換模小車導軌上，HMI再次發出請求至PLC控制系統，PLC控制系統發出信號至閥島閥片驅動氣缸使導向桿升起，模具限位恢復，換模小車將模具送去返工，比原人工拆除導向桿、導向輪、掛鉤的實施過程節省了大量時間，同時可以省去兩名維修人員，節省了人力資源。

使用自動可升降導向桿的包邊模上下線步驟如下：（1）換模小車與換模機構過渡段水平對齊;（2）導向桿自動下降到位;（3）小車使用延長掛鉤拉模具A至換模機構過渡段;（4）換模小車拖動模具A至小車;（5）叉車移走模具A;（6）叉車移進模具B;（7）換模小車將模具B移至過渡段;（8）換模小車使用延長掛鉤拉模具B至換模機構;（9）模具B在換模機構墊板位置調整;（10）導向桿自動上升到位，整個過程共計花費60分鐘，如圖6所示。相比于原人工拆除導向桿相關設備少花費約60分鐘的時間，

為生產制造車間包邊模具下線返修做出了巨大優化。

2.3?創新設計結構的優點

可升降導向桿裝置新增雙導桿氣缸及閥島的驅動方式來實現上下方式的機械往復運動概念，通過PLC控制信號對氣

缸閥島切換實現此概念，如圖7所示，其中1為導桿、2為導套、3為氣缸、4為底座、5為安裝板。本創新設計結構可以快速實現包邊模具上下線切換，能夠節省包邊模具上下線時間60分鐘，同時車型切換時對側換模（105S）比同側換模（120S）快15S，門蓋生產線速得到大大提升。另外，通過此創新設計結構優化能夠節省2名維修人員，優化了人力資源配置，提升了高節拍智能制造車間的生產效率和設備開動率。

3 展望

通過本文，希望能解決焊裝車間門蓋線換模機構包邊模上下線返工時間長，人員操作效率低下，影響生產效率及設備開動率。激發發明和創新，設計出新概念、新結構、新工藝型的高效率設備，以實現門蓋線換模機構系統的高節拍、高精度、運行可靠的設備進行高效的生產。