關(guān)于U型輕量化自卸車廂自動化生產(chǎn)線設(shè)計的經(jīng)驗探討

薛嘉鑫

摘 要：本文針對目前車廂生產(chǎn)企業(yè)大多采用單一的焊接工藝，導(dǎo)致產(chǎn)品焊接質(zhì)量不過關(guān)，產(chǎn)品焊接一致性差及效率低下等問題，提出了在采用標準剪板，專業(yè)夾具的基礎(chǔ)上配合自動化輸送裝置的方法，有效地解決了產(chǎn)品加工中的不足。

關(guān)鍵詞：車廂；焊接；自動線

隨著我國的汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，各個汽車廠都需要提高產(chǎn)能，加快生產(chǎn)節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率。本項目是根據(jù)企業(yè)委托，在研究現(xiàn)有自卸車U型車廂工藝的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)在加工工藝加工效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等實際情況，通過改進自動化輸送線并根據(jù)該輸送線的要求對剪板和焊接工裝的設(shè)計，來解決上述不足，對企業(yè)此類產(chǎn)品及類似產(chǎn)品的生產(chǎn)起到降低成本，提高效率和穩(wěn)定質(zhì)量的作用。

1 改進前的加工工藝

目前的車廂焊接企業(yè)大多采用的焊接工藝是根據(jù)圖紙要求剪板和沖壓，再將所有的部件拿到一個地方，工人將各個部件拼接在一起，分別對車身頂蓋、底板、側(cè)圍等進行焊接。該方法的效率較低，且在焊接的過程因工人技術(shù)水平不一，會出現(xiàn)產(chǎn)品的一致性不好，直接影響產(chǎn)品的品質(zhì)，對產(chǎn)品銷售也產(chǎn)生負面影響。

2 改進思路

針對上述焊接工藝中的不足，一是提高剪板及沖壓組件的尺寸精度，二是采用精度更高的焊裝夾具，三是采用流水線作業(yè)，即工人與焊裝夾具為定點，采用一種往復(fù)輸送機構(gòu)進行工位間工件傳送。這樣大大加快了生產(chǎn)節(jié)拍、減少工人的勞動強度。

3 實現(xiàn)的主要動作

根據(jù)焊接加工工藝設(shè)計一種往復(fù)輸送機，此往復(fù)機構(gòu)行走軌跡為上升、傳送、下降、返回，每個動作都要實現(xiàn)慢-快-慢（在接近工件和放置工件時為慢速）；上升、傳送、下降、返回的總循環(huán)時間不超過20s。其特點在于：高效、快捷、易操作、維護簡單。根據(jù)企業(yè)焊接車間的工藝，一般工位間距為L，即焊裝夾具的間距也為L，往復(fù)機構(gòu)行走軌跡為上升、傳送、下降、返回。

往復(fù)輸送機主要參數(shù)：

工位間距： L

升降行程： 800mm

水平往返行程： L

傳輸機升起800mm時間： 5s左右

傳輸機下降800mm時間： 5s左右

傳輸機水平往返L時間：前進 6s左右；后退 6s左右

完成工藝動作的總時間： ≤24s

往復(fù)輸送系統(tǒng)重復(fù)運動精度： ≤±0.5mm

4 設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

4.1 可移支撐

在每一個工位上設(shè)置一套可移支撐，可移支撐用于支撐U型車廂，往復(fù)機構(gòu)運行的時候就是將置于可移支撐上的U型車廂帶到下一工位。

4.2 平移機構(gòu)

平移機構(gòu)是整條自動線的核心，其長度可達數(shù)個U型車廂的長度之和，平移機構(gòu)是通過齒輪齒條傳遞動力進行水平移動。其主體采用異形鋼制造，可移支撐安裝在異形鋼上，異形鋼上裝有齒條，齒條的長度即為整個往復(fù)機構(gòu)的輸送長度，異形鋼置于輥道上。其結(jié)構(gòu)圖為：

4.3 舉升裝置

其作用是將放置平移機構(gòu)的輥道抬起，以便平移機構(gòu)能帶動U型車廂水平移動，平移到位后，舉升裝置落下，平移機構(gòu)返回。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

5 電氣控制

（1）往復(fù)輸送設(shè)備電氣控制系統(tǒng)采用可編程序控制器，其結(jié)構(gòu)組合靈活、可擴展性強，各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)可進行實時處理。該設(shè)備采用集中控制方式，系統(tǒng)具備啟動、故障的聲光報警。為了便于維修人員對設(shè)備進行維護，系統(tǒng)設(shè)置三色柱燈，用于顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，并通過7段碼的形式實時顯示設(shè)備運行情況。

（2）系統(tǒng)驅(qū)動控制裝置采用變頻器進行控制，可確保生產(chǎn)節(jié)拍及定位準確。同時具備獨自熱磁、短路、過載保護，并對保護元件的狀態(tài)進行信息采集及故障診斷功能。

（3）系統(tǒng)在每個操作工位設(shè)置有維修操作按鈕站，其上設(shè)置“手動/自動”、“上升”、“下降”、“前進”、“后退”、“夾緊”、“松開”、“保護缸進”、“保護缸退”、“緊停”、“試燈”等控制按鈕，當工位往復(fù)機構(gòu)處于手動方式時，必需操作人員按下各控制按鈕，設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動作。

（4）往復(fù)機構(gòu)的兩邊均設(shè)置工位控制按鈕盒，只有在兩邊的操作人員均按下工位按鈕盒上的“上升”或“下降”控制按鈕后，往復(fù)機構(gòu)才執(zhí)行自動狀態(tài)下的上升或下降的連續(xù)自動功能。同時在兩邊的工位按鈕盒上設(shè)置急停按鈕，實現(xiàn)設(shè)備在自動過程中出現(xiàn)緊急情況時，能夠按下“緊停”控制按鈕立即停止設(shè)備運行，保護人員及設(shè)備的安全。

6 總結(jié)

該自動化生產(chǎn)線是在與企業(yè)人員的密切合作下完成的，在項目的設(shè)計階段參考了大量的資料，與生產(chǎn)一線的工人們進行了深入的交流，把工人同志們渴望降低勞動強度、提高工作效率的心聲融入設(shè)計理念中，在注重生產(chǎn)效率的同時，把安全放在第一位，經(jīng)過一段時間的運行，雖然有些許小問題，但整體效果較好。

參考文獻

[1]陳守艷.U型貨箱自卸車探析[J].商用汽車，2012，（22）：77-79.

（作者單位：湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院）