一種隨行夾具庫裝置及自動切換夾具系統

周濤　彭羿　農振

摘 要：通過介紹隨行夾具庫存儲過程和夾具切換動作，了解隨行夾具庫裝置及自動切換夾具系統。該隨行夾具庫裝置及自動切換夾具系統具有以下優點：1、六面體夾具庫結果使用立體上下兩側庫位存儲方式，解決了夾具占用場地大問題。2、夾具庫采用回轉結構，全過程夾具采用機器人切換，解決了人工切換效率低下及安全隱患問題。3、此結構可實現線下切換，邊生產，邊切換，提高生產效率。

關鍵詞：隨行夾具庫 存儲 自動切換夾具

An Accompanying Fixture Library Device and Automatic Switching Fixture System

Zhou Tao Peng Yi Nong Zhen

Abstract：By introducing the storage process and fixture switching actions of the accompanying fixture library， the article means to learn about the accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system. The accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system have the following advantages： 1. The hexahedral fixture library uses the three-dimensional upper and lower sides storage method to solve the problem of large space occupied by fixtures. 2. The fixture library adopts a rotating structure， and the fixture is switched by robot in the whole process， which solves the problems of low manual switching efficiency and safety hazards. 3. This structure can realize offline switching， production and switching at the same time， and improve production efficiency.

Key words：accompanying fixture library， storage， automatic switching fixture

1 前言

汽車生產線的柔性化程度越來越高，主線的工裝需要進行切換以便適應不同車型的焊接生產。隨行夾具便是其中一種形式，一套隨行夾具上可以進行切換定位以滿足兩種車型的生產。當生產線體導入第三種車型時，需要將滑撬上的四套隨行夾具（如圖1所示 A/B/C/D）用機器人抓取下來，放到專用的小撬上（如圖2所示），然后將新導入車型的隨行夾具進行安裝替換，切換下來的隨行夾具放到存儲區域中去。

存在問題：由于主線有26套隨行夾具，當全部切換下來后，需要大片區域進行存儲。如果采用機器人直接切換到線旁存儲，受機器人可達性以及線旁場地的限制，不能存儲完所有的隨行夾具。如果在其他區域進行儲存，一是不能形成自動切換，需要人員將切換下來的隨行夾具搬走，然后將新導入車型的隨行夾具搬到切換臺上，切換效率低;2從滑撬到儲存區這個過程中，采用人工推運，這樣不僅切換時間長而且在搬運過程中存在安全風險。

2 隨行夾具庫裝置

2.1 隨行夾具庫

為了解決隨行夾具自動切換以及儲存的問題，設計建造了如圖3所示的六面體夾具庫，將夾具庫建在主線的第二個工位，當第一個工位將車身三大件（前車體、地板、后部下車體）焊接好后用抓手抓到隨行夾具上，在抓取的時候給二號工位發出車型信號。夾具庫根據發出的車型信號以及當前隨行夾具的狀態，判斷是否需要進行隨行夾具切換。

如圖3所示，六面體夾具庫由左右各2個六面體夾具庫組成。分別由兩臺切換機器人、六面體夾具庫、過渡臺、對中臺以及新車型夾具導入小車工位組成。切換機器人負責切換滑撬上的隨行夾具，出/入庫升降機負責將新或切換下來的隨行夾具送下來或者送上去;過渡臺主要用作夾具切換時的中轉，并在上面完成隨行夾具的切換以及隨行夾具離線操作;中轉臺不僅可以用作隨行夾具的存儲作用，同時在新車型隨行夾具導入時，可以利用小車將夾具導入。

2.2 六面體隨行夾具庫的存儲量與存儲狀態

圖3中六面體夾具庫，左側有2個六面體夾具庫，負責隨行夾具的A＼B單元存儲，右側同樣有2個六面體夾具庫，負責隨行夾具的C＼D單元存儲。如圖4所示為夾具庫隨行夾具存儲示意圖，完成隨行夾具的存儲工作。每個面有上下兩層，共4個庫位，存儲2套隨行夾具，左側2個六面體夾具庫共可存儲24套A＼B隨行夾具;右側2個六面體存儲量與左側相同，存儲24套C＼D隨行夾具。隨行夾具在切換過程中，可以根據具體夾具的結構特點，靈活實現單個單元或者2個單元的同時動作切換。

3 自動切換夾具系統

3.1 自動切換夾具步驟

切換步驟：1、切換機器人根據主線發出的切換信息，切換機器人將當前工位隨行夾具的四組隨行夾具切換下來放到過渡臺上。2、在機器人切換的同時，六面體夾具庫根據主線發送的撬號信息，旋轉到存儲相應隨行夾具工裝的庫位前，到位后機器人將新車型的隨行夾具工裝抓取安裝切換到滑撬上。3、機器人再將過渡臺上切換下來的隨行夾具工裝，運送到剛剛的庫位中去存儲，完成后在原點等待下一個切換命令。 左側機器人負責切換六面體夾具庫中的A＼B隨行夾具單元，右側機器人負責切換六面體夾具庫中的C＼D隨行夾具單元。

3.2 過渡臺

如圖5所示為過渡臺，主要是負責從滑撬、夾具庫上轉運隨行夾具工裝。

3.3 對中臺

如圖6所示為對中臺機構。對中臺主要負責隨行夾具的存儲以及新車型隨行夾具在該位置完成切換導入。對中臺可存儲2套隨行夾具。

3.4 切換小車

如圖7所示為切換小車機構，完成新舊車型切入切出工作。

4 結束語

通過建立六面體夾具庫，解決了隨行夾具存放占地多的問題，提高了空間利用率;六面體夾具庫在布局上，采用上下兩層的庫位存儲方式，極大的解決了夾具庫的占用場地，在空間及場地受限區域可以廣泛使用。同時，從開始切換到切換完成都是根據PLC信號自動完成，自動化率高，減少人員操作，提高了生產效率同時降低了人工成本。另外，在生產的過程中也能根據生產車型進行實時的進行隨行夾具的切換，避免主線清線的情況，減少生產產能損失。該夾具庫裝置及夾具切換系統在現場已應用近五年，實踐證明這種隨行夾具庫裝置及切換夾具系統非常可靠。

參考文獻：

[1]張曉龍，劉久月，唐廣輝，潘福祿，沈明.焊裝隨行夾具輸送線淺析[J/OL].汽車工藝與材料. https：//doi.org/10.19710/J.cnki.1003-8817.20200205.

[2]劉坤.柔性焊接生產線夾具切換技術探析[J].企業科技與發展，2017，5（427）：129-132.

[3]張敏，魏偉.淺談汽車生產中的柔性制造[J].汽車工藝與材料，2005（6）：1-2.