淺談焊裝車間多車型在線檢測柔性定位系統及應用

蒙文范 馮志鵬 樊水晶

摘 要：本文主要介紹焊裝車間白車身在線檢測定位系統及應用，通過采用線旁五軸柔性定位機構和升降滾床相結合的方式實現，使白車身脫離精度較差的隨行夾具進入到高精度的線旁柔性定位系統，確保了白車身定位的穩定性。

關鍵詞：在線檢測;柔性定位;升降滾床

1 引言

汽車整車企業焊裝車間的白車身尺寸測量一般是在測量室完成的。每個班次工人從生產線上隨機下線一臺白車身，然后再轉移到測量室的定位系統上面進行測量。這種方式不僅工人勞動強度大，測量效率低，而且存在測量樣本少、隨機性強，樣本容易出現質量偏差等，不能準確有效地分析白車身尺寸變化情況。

針對以上問題，本文介紹了一種解決方案，即在焊裝車間的補焊線上最后一個工位布置在線檢測系統替代線下測量室測量，該方案白車身100%檢測，能實時有地效監控白車身尺寸。由于該補焊線是對應車間多條車身主線的混批生產模式，所以在線檢測柔性定位系統是關鍵，下面重點介紹。

2 方案分析

焊裝車間補焊線采用高速滾床輸送形式，可混批生產的多種車型，各車型的定位基準都不一致。白車身在隨行夾具上不能滿足在線檢測精度要求，所以白車身在測量的時候要脫離隨行夾具，這就要求在線測量定位系統不但要實現對所有過線車型柔性定位而且要保證其定位精度。為此，設計了線旁五軸柔性定位系統+升降滾床的方式，使用該方式滿足多車型柔性定位和高精度要求。

3 結構設計

在線檢測柔性定位系統主要包括線旁五軸柔性定位夾具與升降滾床。

3.1 線旁五軸柔性定位夾具結構

如圖1所示，線旁柔性定位夾具，主要包括5部分組成。支座是定位單元的底座，起到支撐作用，高度根據實際情況設計，上面布置有直線導軌等連接部分;Y軸推動氣缸是實現Y軸進出運動的動力來源，采用自鎖氣缸，到位鎖緊保證穩定性;C-Flex是發那科產品，定位精度高，其可以實現4軸聯動，即圖中的x、z、j1、j2;定位銷跟白車身定位孔直接配合，實現對白車身定位，設計兩個定位銷是因為各車型有兩種不同規格的定位孔直徑，根據實際情況還可以設計多規格定位銷，通過J2軸旋轉實現定位銷切換，提高柔性定位能力;掃略空間范圍線是柔性定位定位銷的運動范圍，只要白車身定位孔落在此范圍內即可由該定位單元定位。

以上，通過Y軸推動氣缸+4軸C-Flex組成的五軸線旁夾具，該定位單元重復定位精度為±0.07mm，可以實現5軸聯動，即x、y、z、j1、j2，定位空間范圍大，柔性定位能力強。

3.2 升降滾床

升降滾床主要由滾床本體和高速滾床組成，如圖2中1和2所示。高速滾床由輸送電機、傳動輪、導向輪等組件組成，工作時，輸送電機帶動傳動輪運動，利用傳動輪的摩擦力驅動滑橇從而實現對白車身輸送。升降機構由升降電機、減速機、凸輪機構、導向桿、聯軸器等組成。工作時，升降電機帶動減速機驅動凸輪機構做等速回轉運動，凸輪的回轉運動轉變為升降臺連續的升降運動。

4 工作原理

如圖3，是集成了白車身、線旁五軸夾具、升降滾床等的在線檢測定位系統。其工作原理主要包括以下10個步驟：

1）滑橇隨行夾具把白車身輸送到在線檢測工位;

2）線旁夾具運動到指定位置;

3）升降滾床下降 ;

4）白車身落到線旁夾具上;

5）機器人開始測量;

6）測量完成;

7）升降滾床上升 ;

8）白車身脫離線旁夾具 ;

9）線旁夾具回原位;

10）滾床把滑橇隨行夾具和白車身輸送到下個工位。

循環結束。

5 應用

該方案已成功應用于SGMW寶駿二期公共補焊線在線檢測工位，在線檢測布置在該補焊線最后一個工位。白車身焊接完成后在該工位對其尺寸進行實時監控，有效保障白車身尺寸質量穩定性。該工位共用了4套柔性定位夾具機構用于白車身主定位，另外用了2套不帶定位銷柔性定位機構用于車身輔助定位，同時設計了一套升降滾床機構配合柔性定位機構使用。柔性定位夾具和升降滾床相結合使用使白車身脫離隨行夾具，使白車身能在高精度高的定位系統里面測量。

6 結束語

本文針對焊裝車間一種在線檢測柔性定位系統設計及應用進行了介紹，解決了多車型共線生產在線檢測柔性定位難題，該方案設計簡單，柔性定位能力強，定位精度高，開發成本低，易于實現，可為汽車企業開發設計白車身在線檢測定位系統提供參考。

參考文獻：

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