李裕連 孟大慶

摘 ?要：汽車車門的開發(fā)中，分體式車門約占據(jù)16%的市場，該產品結構具有低成本、節(jié)省材料等優(yōu)點;為保證該類似結構車門的開發(fā)，需研究對應的裝備技術滿足主機廠的生產質量需求，保證產品制造的一致性;通過研究掌握釬焊的工藝規(guī)劃和設備的設計要點，保障公司類似產品的規(guī)?；瘧谩?/p>

關鍵詞：汽車;低成本;一致性;自動輸送;規(guī)?；?/p>

中圖分類號：U463 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）15-0164-03

Abstract： In the development of automobile door， the split door accounts for about 16% of the market， and the product structure has the advantages of low cost and material saving. In order to ensure the development of the door with similar structure， it is necessary to study the corresponding equipment technology to meet the production quality needs of the main factory to ensure the consistency of product manufacturing; through the study and grasp of brazing process planning and equipment design points to ensure the large-scale application of similar products in the company.

Keywords： automobile; low cost; consistency; automatic transportation; scale

1 研究背景及問題提出

原有釬焊拼臺技術采用人工焊接、人工滾輪輸送、輸送到位后定位塊通過舉升結構定位，該種技術拼臺在后期改造自動化比較困難，改自動化后定位不穩(wěn)定，焊接缺陷多等;隨著人力成本的提高，原半自動技術已經無法滿足生產節(jié)拍、質量要求。下圖1為手工釬焊拼臺方案圖，下圖2為已有技術的實施案例。通過研究自動化輸送和定位方案的改進，提升設備的穩(wěn)定性和夾具的穩(wěn)定性，滿足乘用車質量要求，滿足市場客戶需求。

2 新技術工裝夾具方案

SGMW某車型前門和后側門分成上下兩段，需要在兩段搭接處正反兩面進行機器人釬焊或人工釬焊，所設計的新夾具需要滿足機器焊接及人機工程，還要使輸送線與前后兩個工位的拼臺自動輸送對接，自動定位，定位可靠性要高，而不需單獨為該工位設計吊具或人工輸送，保證穩(wěn)定的焊接質量，減少操作人員。結合已有技術及新技術的要求，開發(fā)如下圖3的工裝方案。

新方案需要達到下面幾點需求：（1）拼臺翻轉后焊接操作的高度和角度都滿足人機工程，滿足機器人及人工操作需求;（2）定位穩(wěn)定，可靠性高;（3）焊接質量高，定位精度在焊接需要范圍以內;焊后保壓減少焊接變型;（4）拼臺輸送線自動輸送;（5）輸送過程穩(wěn)定;（6）快速定位、滿足60JPH生產要求。

3 技術解決方案及詳細結構研究分析

根據(jù)上面技術方案的分析，每個設計點要求都已經清楚，設計方面將概念設計為具體的機構，并進一步集成評審優(yōu)化。設計完成的釬焊夾具如圖4、圖5所介紹。

如圖4、圖5所示，該拼臺主要由固定底座7、夾具高度調整機構8、夾具連地面機構、緩沖器機構13、限位機構4&12、翻轉機構10、翻轉底板5、舉升機構15、皮帶輸送機構2、夾緊機構1、粗導向&精定位機構、輸送導向板3等組成，平臺翻轉前后都有液壓緩沖器使翻轉時平穩(wěn)到位。翻轉氣缸帶自鎖裝置，翻轉底板采用輕量化設計，夾具通過舉升機構及皮帶輸送機構與前后平臺對接，到位定位機構&輸送導向板機構調整零件輸送位置，行程開關檢測輸送信號，零件X向輸送到位后，到位定位機構往外打開，零件下落，通過粗導向機構引導零件進入精定位機構，零件到位后，通過接近開關檢測零件到位情況，滿足就進行夾具夾緊，夾緊檢測到位，開始焊接零件的正面，焊接完成后夾具翻轉到位，焊接背面，焊接完成后翻轉回原位，焊點冷卻后，夾具打開，零件舉升到位輸送到下一工位，進入下一循環(huán)。

翻轉機構旋轉點旋轉的要點，保障機構在翻轉到位后，重心仍在氣缸側，通過調整機構，減輕翻轉機構總重的同時，翻轉機構的重心盡量接近旋轉點，確保重量產生的力矩盡量小，這樣保障機構不用打地腳就可以進行充分調試，另外可減少機構沖擊，延長機構壽命，減小氣缸缸徑，降低氣缸采購成本;氣缸選取及計算要點，通過下列公式得出氣缸的輸出力要求，查找資料，選取合適的氣缸。

F（氣缸理論輸出力）*0.5（有效系數(shù)）*L1（力臂1）>F（翻轉機構重量）*L2（力臂2）

出現(xiàn)機器人損壞無法及時修復的情況，零件夾緊完成后，工人站在安全位置摁下“翻轉”按鈕，平臺翻轉40°，工人無需彎腰即可開始進行釬焊操作。焊接完成再摁下“完成”按鈕，使平臺轉回水平狀態(tài)，其他夾具檢測到位并自動打開，進入下一循環(huán)。

該型平臺已經在SGMW多個車型的前門和后側門的焊裝新線上應用，達到了預想提出的技術要求。本平臺為全新技術，自動化平臺，機構均自帶電控檢測，通過PLC控制其動作，生產效率高，節(jié)拍大于60JPH;自動輸送，通過電機輸送皮帶輸送零件，通過導向板和到位機構確保零件輸送到位;定位塊固定形式，定位準確;通過精確定位，定位精度在0.2mm以內，超過釬焊偏移量0.5mm以內的技術要求，確保了釬焊的焊接質量;定位充分，焊完迅速冷卻，冷卻再打開夾具，減少零件變形;配合機器人，四門每個班次可以減少四人，按現(xiàn)在四條門蓋線，可以減少48人，經濟效益高，性價比非常好，可有效減低人力成本。

4 新方案的技術和成本優(yōu)勢

新方案從技術上首先解決了翻轉后焊縫所處空間位置滿足機器人正反面焊接及人工焊接; 其次，實現(xiàn)自動輸送，自動輸送，減輕工人勞動強度; 第三自動定位，固定式定位，定位穩(wěn)定性、重復性高，保證焊接質量，滿足產品開發(fā)要求，實現(xiàn)設備目標;第四，每條生產線配合機器人焊接，按三班生產計算可減少操作人員12名，每年可以減少百萬的人工投入，也避免釬焊粉塵職業(yè)危害;第五，夾具進一步優(yōu)化，窗框位置充分夾緊，防止焊接應力導致變形，根據(jù)現(xiàn)有技術優(yōu)化。

綜上，通過技術的優(yōu)化和提升，夾具通過輸送方式、結構的疊加集成，設備成本相當情況下，每年可以節(jié)省操作人力資源百萬以上，這樣的技術適合左右類似的結構，規(guī)模效益非常顯著。

5 結束語

汽車夾具裝備作為保障汽車質量一致性最重要的一環(huán)，中國作為一個汽車大國，我們也要努力為中國制造2025貢獻可靠的方案，為國家的發(fā)展貢獻力量。釬焊夾具的研究開發(fā)，采用低成本的輸送定位方式，實現(xiàn)穩(wěn)定的輸出和質量。通過本文的方案及結構設計，能滿足類似結構的制造要求，對所有汽車設計和制造同行具有積極的參考意義，能解決焊接的穩(wěn)定性和成本投入要求。

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