一種新型焊裝輸送線的應用

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

目前所有焊裝輸送線都采用以下兩種形式的輸送方式：一種是，吊具+人工輔助；另一種是，1個大氣缸拉動+多個輔助舉升氣缸進行舉升，拼臺之間的輸送采用電機驅動。以上輸送方式會出現以下問題：采用吊具+人工輔助這種輸送方式時，會出現人員、設備得不到安全保障，同時存在很大的安全隱患，設備故障率高，工作效率低等情況；在采用1個大氣缸+多個輔助舉升氣缸的輸送方式時，輸送線在舉升的過程中，就容易撞傷板件，撞擊聲很大，而到了最高位置之后由于慣性及減速難以控制，就會出現整條輸送線晃動強烈，運行不平穩的情況，下降過程中也會出現類似的情況。每個拼臺需要用到4個舉升輔助氣缸，占用空間大，而且容易出現多個氣缸因為動作不同步而出現的相互拉扯、卡滯現象，造成輸送線上升、下降不到位的情況[1]。

為此，為解決以往焊裝輸送線人機安全，設備故障率、設備使用壽命、設備運行平穩及使用效率等問題，并確保車身板件在輸送過程中的合格率，簡化輸送結構，縮短輸送時間，提高設備效率，需要對現有輸送線進行改進。我們開發出了一種輸送線設備只用1個電機+2個輔助氣缸進行就可以舉升，拼臺之間的輸送采用電機驅動的輸送方式，這樣可以簡化輸送結構。同時，該機構電機通過PLC來控制運行速度、加減速度，在任意位置可以隨時停下，輸送線的維修、維護簡單方便，人機安全性更高。

1 工作原理和具體構成

新型輸送線基本原理和具體構成大致如圖1所示。

圖1新型輸送線工作原理圖

新型焊裝輸送線采用了1個電機+2個輔助氣缸的新舉升形式，拼臺之間采用電機驅動。舉升的驅動電機安裝在下線工位的拼臺上，電機通過聯軸器、軸承座、齒輪、齒排連接在一起，電機帶動齒輪，齒輪再通過齒排將驅動力傳到整條輸送線，電機一得到動作信號的同時也會將動作信號傳給輔助氣缸的電磁閥，接著氣缸動作，輸送線所選用的輔助氣缸為低摩擦氣缸，氣缸只要得到0.012 MPa的氣壓就可以立即動作，所以電機動作的同時，氣缸也會跟著立即動作，在此就避免了氣缸與電機動作不同步的問題。在下降過程中，輔助氣缸下降的排氣管（即氣缸上升的進氣管）連接有一個精密減壓閥，輸送線下降時，氣缸由于有減壓閥的作用，會根據電機的速度緩慢下降，減輕了電機在下降過程中的受力程度[2]。

2 設計過程

輸送線設計流程大致如圖2所示。

圖2 輸送線設計流程圖

在輸送形式確定了之后，就需要開始進行輸送線具體參數的設計確認了，大致分為機械設計和電控設計，其中機械設計又分為齒輪箱結構設計、電機&輔助氣缸安裝結構設計、托板輸送機構設計、導向輪&潤滑系統的設計，待這些機構設計設計完成之后，就可以得出運動部分的機械重量，根據這個重量就可以相應的進行電機、聯軸器、輔助氣缸的型號選擇了，例如整條輸送線舉升部分重量為6 t，加上板件重量總重量為6.5 t，1.5倍安全系數，通過計算我們可以選擇額定扭矩為1 360 Nm，型號為R97DV132ML4的電機，配上額定扭矩為1300 Nm，型號為LK11-178K的聯軸器，另外再需要2個φ80mm的輔助氣缸。同樣，電控的設計分為程序設計和I/O點設計，根據這兩個參數即可完成PLC的選型。綜合以上設計信息，即可得出輸送線的加工圖紙及采購清單，基本上已經完成了輸送線的設計。

3 新型輸送線的應用

目前已在GP50側圍上輸送線上使用了這一種新型的輸送方式，三維數模示意圖如圖3所示。如今在新側圍輸送線上大大的簡化了輸送機構，節約出焊接空間，在輸送線舉升、下降的整個階段，可以通過伺服電機來調節運行速度及加減速度，有效地減輕了運行中的碰撞程度，提高了產品下線合格率，同時也提高設備壽命。避免了在以往項目中因為氣缸氣流量及加、減速度不受控造成的猛烈碰撞或停止，優化了輸送線動作的穩定性，減少碰撞及氣體的噪音，優化了工作環境，使得設備運行更平穩、人機更安全、設備故障率更低，設備壽命及工作效率更高。在采用新形式的輸送線后，由于電機帶有自動抱閘功能，在任意突發情況下，電機自動抱閘輸送線都不會從高位落下，并且輸送線在舉升過程中，發生任何意外情況，只要撞一下光柵或者按一下急停，整體輸送線都會停下，只要恢復光柵或者急停之后，輸送線繼續動作，人機安全性更高。

圖3 GP50輸送線三維數模示意圖

4 輸送線的安裝形式

以往項目的焊裝輸送線的拉動氣缸及輔助氣缸都是安裝在拼臺上，占去了很大焊接空間，影響焊接，而且由于拼臺中還安裝有其他夾具，所以安裝和拆卸都比較困難，同時也不方便維修與日常維護。

新側圍焊裝輸送線的安裝形式如圖4所示，輸送線上的舉升電機安裝在下線工位的拼臺端頭處，對焊接沒有任何影響，同時也方便維修。輔助氣缸和拼臺間輸送用的電機安裝在側圍線中間，這樣更好的節約了空間，更加方便日后設備維修保養[3]。

圖4輸送線的安裝形式

安裝過程中需要注意以下事項：（1）輸送線的齒輪箱裝配要求較高，在裝配過程中需要特別注意裝配精度；（2）在調試過程中需要經過多次調試，確認輸送線在舉升及搬運過程中到位開關的加、減、停止、過位位置，避免因機械碰撞而導致縮短設備壽命；（3）需要經過多次調試合理確認電機在舉升及搬運過程中高速、低速、加減速工作赫茲；（4）需要經過多次調試確認精密減壓閥的調節壓力及壓力調節范圍，否則將會出現輸送線動作不到位的情況。

5 創新點

本裝置有以下創新點：

（1）人機安全性強，能夠更好的保護設備及員工的安全。

（2）輸送線結構簡單，便于加工和制造及后期維護保養。

（3）采用新的安裝方式，使用、維護方便，運行平穩，噪音小。

（4）設備使用效率和穩定性都得到了很大的提高。

（5）應用范圍廣泛，既可用在側圍線、下車體線，還可以用在總拼主線等。

6 結束語

本文通過對比現有輸送線的優缺點，提出了新形式的輸送系統方案，通過使用新形式輸送線，解決了現有輸送線的眾多問題，簡化了輸送結構，縮短了輸送時間，有效的提高了設備效率，人機安全性更高了。

[1]鄧仕珍，范淼海.汽車車身制造工藝學[M].北京：北京理工大學出版社，1997.

[2]楊握銓.汽車焊接技術及夾具設計[M].北京：北京理工大學出版社，1996.

[3]林忠欽.汽車車身制造質量控制技術[M].北京：機械工業出版社，2005.