楊旭磊

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 技術(shù)中心，廣西 柳州545007）

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N300 CKD埃及項(xiàng)目車身焊裝線總拼工位控制設(shè)計(jì)

楊旭磊

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 技術(shù)中心，廣西 柳州545007）

摘要：闡述了上汽通用五菱CKD出口埃及N300項(xiàng)目的車身總拼線總拼工位的控制原理開發(fā)，同時分析了本次工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)，從降低投資和優(yōu)化工藝方案等方案提出了具體實(shí)施辦法，成功地解決了這些難點(diǎn)，達(dá)到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：車身；柔性焊裝線；控制設(shè)計(jì)

上汽通用五菱汽車股份有限公司（簡稱SGMW）要投放埃及市場一款自主開發(fā)的國內(nèi)暢銷車型N300，按照公司策略，輸出形式為CKD形式，車身及總裝散件從國內(nèi)KD到通用埃及，車身散件在通用埃及汽車公司焊接成白車身，公司要為通用埃及開發(fā)車身焊裝線（注：此車身焊裝線要同時具備生產(chǎn)N300P的功能），本文深入淺出地介紹了車身總拼線總拼工位的控制原理開發(fā)，分析了本次工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)，介紹了具體實(shí)施辦法。

1　車身焊裝線的總體情況

根據(jù)市場需求預(yù)測，埃及市場N300車型的年目標(biāo)銷量并不高，所以經(jīng)雙方商定，車身線設(shè)計(jì)節(jié)拍設(shè)定為10JPH，此外由于預(yù)算及場地限制，結(jié)合工藝分析最終確定車身主線為7個工位：地板5個工位，工藝BOP如圖1，總拼2個工位，工藝BOP如圖2.其中，MB1#為N300&N300P兩個車型的側(cè)圍及頂蓋定位、焊接工位，MB2#為總拼補(bǔ)焊工位。MB1#工位具備了合裝定位側(cè)圍、定位頂蓋、焊接側(cè)圍及頂蓋的功能，遵照通用埃及的要求，此工位采用純氣動控制的形式，因?yàn)榇斯の粖A具數(shù)量多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時實(shí)現(xiàn)功能較多，所以此工位的控制原理較復(fù)雜，同時因?yàn)橥ㄓ冒＜胺綄Π踩约安僮餍砸筝^高，所以此工位的操作及維護(hù)安全性程度也很高，體現(xiàn)在：采用雙手確認(rèn)按鈕、維修安全插銷、拼臺主氣源維修時斷氣、側(cè)框推動采用鎖緊缸、側(cè)框點(diǎn)動推進(jìn)、側(cè)框到位鎖緊等。

圖1　下車體BOP

圖2　總拼線BOP

2　車身焊裝線總拼工位的控制開發(fā)

通用埃及汽車公司目前在投產(chǎn)運(yùn)行的車身焊裝線基本上都為通用大宇汽車公司開發(fā)，夾具風(fēng)格具有一定的延續(xù)性，同時車間操作人員的操作習(xí)性也基本上養(yǎng)成，所以通用埃及對操作方面的要求很簡單，但同時要求也很高，即參照他們現(xiàn)有生產(chǎn)線的控制方式。所以控制原理的設(shè)計(jì)也要綜合考慮，既參照他們的基本規(guī)范也綜合考慮N300&N300P車身線的工藝性。3個控制關(guān)鍵點(diǎn)如下。

（1）采用多人雙手同時操作，有效避免安全事故的發(fā)生。

針對MB1#工位，此工位共有4名操作工（其中2名低臺操作工兼顧MB2#工位的操作），2名低臺操作工操作滑橇輸送機(jī)構(gòu)、側(cè)框推進(jìn)機(jī)構(gòu)及車架主定位夾具，1名員工操作夾具，另外1名員工按雙手確認(rèn)按鈕；主定位夾具夾緊后，另外2名高臺操作工操作側(cè)框夾具及頂蓋夾具，1名員工操作夾具，另外1名員工按雙手確認(rèn)按鈕，夾緊完畢焊接。關(guān)鍵要素為：每2名操作工必須同時操作控制按鈕，夾具才可以動作，1名員工按雙手確認(rèn)按鈕（且在此處采用了SMC的VR51系列雙手操作控制閥，雙手同時操作的時間差在0.5 s以內(nèi)，控制閥才有輸出，確保安全作業(yè)），另1名操作工1只手按確認(rèn)按鈕的同時操作手動閥驅(qū)動夾具動作（且在此處采用了SMC的VR2110系列氣動延時閥，根據(jù)需求可以設(shè)定2名操作工的操作時間，如超出此時間需要2名操作工重新按確認(rèn)按鈕才能操作夾具，可以有效避免按雙手確認(rèn)按鈕的操作工采用極端方式：比如采用重物壓在雙手確認(rèn)按鈕上而去進(jìn)行其他操作）。綜上，此種操作形式的優(yōu)點(diǎn)是所有員工都參與控制，避免安全事故的發(fā)生，如圖3、4、5所示。

圖3　單雙手操作安全性比較

圖4　雙手操作控制原理

圖5　操作開關(guān)實(shí)物展示

（2）總拼側(cè)框推動機(jī)構(gòu)的控制原理

側(cè)框推動機(jī)構(gòu)采用帶鎖缸驅(qū)動，眾所周知，帶鎖缸停止位置精準(zhǔn)，安全性高，然而控制帶鎖缸的基本原理也相對較復(fù)雜，此工位需要綜合考慮：①側(cè)框推動要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制，也就是人手按操作按鈕，側(cè)框推進(jìn)，人手抬起，側(cè)框停止；②側(cè)框配備安全插銷（檢修時需要插上安全插銷，安全考慮），需要做到插上安全插銷，整個拼臺氣源切斷，同時帶鎖氣缸自動鎖緊。

要實(shí)現(xiàn)第1點(diǎn)，我們采用了按鈕控制和手動閥控制相結(jié)合的形式，擴(kuò)大了單手確認(rèn)按鈕的作用：按下確認(rèn)按鈕，驅(qū)動手動閥換向之后，側(cè)框推動氣缸開始動作，此時它的動作受確認(rèn)按鈕的控制，如果松開確認(rèn)按鈕，那么側(cè)框就停止動作，再按下去，側(cè)框繼續(xù)動作。實(shí)現(xiàn)此功能的優(yōu)點(diǎn)不言而喻：如果出現(xiàn)異常情況，人手抬起，側(cè)框即停止，時間最為短暫，最為安全，實(shí)現(xiàn)此功能的氣路原理如圖6所示，采用控制按鈕與操作手柄相結(jié)合的形式，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制如圖6所示。

圖6　側(cè)框推動帶鎖缸的控制原理

控制原理闡述如下：手壓按鈕7，轉(zhuǎn)換手柄閥6，氣缸1可以運(yùn)行，側(cè)框可以進(jìn)出，手離開按鈕7，閥5立即斷氣，手柄閥6也相應(yīng)斷氣，閥4回到中間位置，推動氣缸有桿腔及無桿腔通過減壓閥3實(shí)現(xiàn)壓力平衡，停止在此位置；與此同時P斷氣，閥9立即斷氣，帶鎖缸鎖頭立即鎖緊。綜合以上，側(cè)框立即停止移動，充分保證安全。

要實(shí)現(xiàn)第2點(diǎn)，采用了檢測開關(guān)檢測插銷，會輸出1個信號給拼臺氣源主控閥，斷掉主控閥的壓縮空氣，整個拼臺的壓縮空氣就斷掉了，同時帶鎖缸的驅(qū)動閥也不再給帶鎖缸供給壓縮空氣，帶鎖缸的鎖頭氣缸采用兩位三通閥來控制，進(jìn)氣也為主氣源供給，主氣源斷掉的同時帶鎖缸也自動鎖緊，不再有動作，工作原理：1、3開關(guān)壓緊，則沒有壓縮空氣到Y(jié)口，Y口斷氣，閥5立即斷氣，拼臺主氣源切段；同時提供左右側(cè)框L、R兩個氣源的閥2和4也被切斷，鎖緊氣缸的鎖頭控制閥6和7斷氣，鎖頭鎖緊，確保維護(hù)過程中的安全。氣路原理如圖7所示，實(shí)物如圖8所示。

圖7　安全插銷在拼臺控制中的應(yīng)用

圖8　安全插銷及安全閥的實(shí)物照片

（3）頂蓋部位夾具控制介紹

頂蓋部份夾具有2個定位過程：一是，定位側(cè)圍及頂蓋前后橫梁（此時頂蓋未安裝），焊接側(cè)圍與下車體搭接及頂蓋前后橫梁；二是，定位頂蓋、焊接頂蓋與側(cè)圍及前后橫梁搭接。這兩個過程中，必須保證夾具不能誤動作，因?yàn)榘惭b頂蓋后定位側(cè)圍的夾具如果有誤動作，會直接打壞頂蓋，后果是整臺白車身報(bào)廢。為做到100%安全，增加了頂蓋的零件檢測開關(guān)，確保頂蓋夾具的驅(qū)動氣閥只有在頂蓋檢測開關(guān)給氣的情況下才可以驅(qū)動氣缸動作，確保安裝頂蓋前后的夾具動作不會出錯。夾具結(jié)構(gòu)如圖9、10所示。

圖9　總拼夾具結(jié)構(gòu)-1

圖10　總拼夾具結(jié)構(gòu)-2

4　結(jié)束語

總拼工位設(shè)計(jì)功能非常高，要滿足側(cè)圍、頂梁及頂蓋安裝，員工操作安全性要求高，通過控制方式優(yōu)化設(shè)計(jì)，完全滿足了各項(xiàng)要求。

通過一年時間的正式生產(chǎn)運(yùn)行，證明此工位的控制可靠，安全性高，在一次性投入的前提下可有效滿足生產(chǎn)的要求，同時維護(hù)方便，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比極大的提高了開發(fā)周期、壓縮了開發(fā)費(fèi)用，在車身焊裝線開發(fā)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

［1］FluidSIM在液壓與氣動控制仿真實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］．虛擬仿真技術(shù)探索與實(shí)踐，2015，32（8）：121-125.

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Framing Station Control Design of the Body Welding Line of N300 CKD Project

YANG Xu-lei
（SAIC GM Wuling Automobile Limited by Share Ltd.，Technical Center，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Abstract：This paper expounds the control principle development of the body welding line of SGMW N300 CKD project，analyses the difficulties in this design and put forward implementation measures from the aspects of lower investment and optimize process plan，which successfully solves these difficulties and achieves goods effects.

Key words：Body；Flexible welding line；control design

中圖分類號：TP27

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0131-03

收稿日期：2015-12-11

作者簡介：楊旭磊（1980-），男，河南魯山人，工程師，在職研究生，主要從事汽車制造廠設(shè)備控制系統(tǒng)及自動化技術(shù)研究設(shè)計(jì)工作。