一種柔性車型工裝臺(tái)車在白車身焊裝主線上的應(yīng)用

張濤　馮志鵬

摘 要：在白車身焊裝主線上，白車身運(yùn)輸方式各異，滾床輸送是其中的一種。而滾床輸送白車身，是需要臺(tái)車搭載白車身從一個(gè)工位運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)工位，那么臺(tái)車上的工裝夾具對(duì)白車身的定位極為重要。本文介紹一種柔性車型工裝臺(tái)車在白車身焊裝主線的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：臺(tái)車 柔性化 焊裝主線 定位夾具 白車身

隨著廣大人民的群眾的對(duì)汽車的強(qiáng)烈需求，各個(gè)汽車廠家不斷開發(fā)出新的車型，車型之間的更新?lián)Q代越演越烈，時(shí)間越來(lái)越短，生產(chǎn)線車型柔性化生產(chǎn)是當(dāng)前形式的一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的選擇。在生產(chǎn)線中，白車身焊裝主線是極為關(guān)鍵的，跟白車身的合格率密切相關(guān)，其中運(yùn)輸定位夾具臺(tái)車扮演著重要角色[1]。

臺(tái)車，一般就是框架上安裝夾具，在框架下部設(shè)置滾輪，讓此夾具拼臺(tái)在工位之間移動(dòng)，可以來(lái)進(jìn)行操作的夾具總成叫做臺(tái)車。臺(tái)車，通俗地理解就是行走的工裝夾具。臺(tái)車基本的功能是一是運(yùn)輸白車身，作為運(yùn)輸工具;二是定位白車身，做定位夾具用。對(duì)于定位夾具，有粗定位和精確定位兩種。粗定位的臺(tái)車，上面的夾具定位精度不高，運(yùn)送到工位后，通過輸送系統(tǒng)操作臺(tái)車脫離白車身，輸送系統(tǒng)線旁的定位夾具對(duì)白車身精確定位;精確定位的臺(tái)車，到工位后不需要線旁?shī)A具對(duì)白車身精確定位，臺(tái)車也不脫離白車身，僅僅是輸送系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，如升降定位滾床，對(duì)臺(tái)車精確定位即可。

根據(jù)上段的描述，設(shè)計(jì)了一種精確定位的臺(tái)車，結(jié)構(gòu)如下圖1所示。其對(duì)白車身精確定位方式是，前部后部主定位銷，采用的是勾銷缸的形式，定位銷直徑左前右后的是比定位孔小0.1mm，右前左后則是小0.3mm。中部是支撐定位塊，支撐面位置度保證在0.2mm以內(nèi)。臺(tái)車框架上是8個(gè)可以用于三坐標(biāo)測(cè)量的基準(zhǔn)孔，以便可以測(cè)量定位夾具，保證每個(gè)臺(tái)車定位夾具的一致性，從而保證白車身的重復(fù)精度。

臺(tái)車不僅要保證本身內(nèi)部夾具的精確定位，輸送系統(tǒng)滾床對(duì)其也要精確定位。從工藝上劃分，可以劃分零件上件定位焊接工位和補(bǔ)焊工位。零件上件工位，通常用機(jī)器人來(lái)上零件，需要線旁?shī)A具定位新上零件，對(duì)白車身位置重復(fù)精度要求高，補(bǔ)焊工位沒有上零件相對(duì)要求低一點(diǎn)。

如圖2所示，該臺(tái)車在升降定位滾床上精確定位。按照定位原則，臺(tái)車單邊有三個(gè)支撐塊，總共有六個(gè)支撐塊被滾床支撐住，在臺(tái)車的重量作用下，這樣臺(tái)車的Z向被控制住。前部的導(dǎo)向軸承控制著臺(tái)車的導(dǎo)向板的Y向，兩軸承間隙比導(dǎo)向板寬0.15mm，后部的帶銷孔導(dǎo)向板被滾床定位銷控制著XY兩向，定位銷比銷孔小0.15mm，這樣臺(tái)車的XYZ三向控制住了，臺(tái)車被固定在滾床上，實(shí)現(xiàn)了精確定位。

在補(bǔ)焊工位，通常是人工補(bǔ)焊或則機(jī)器人補(bǔ)焊，機(jī)器人補(bǔ)焊位置度在2mm以內(nèi)是不會(huì)影響焊點(diǎn)質(zhì)量。如圖3所示，補(bǔ)焊滾床的傳送輪子支撐著臺(tái)車，臺(tái)車和白車身重量的基礎(chǔ)上，臺(tái)車的Z向被控制住。而臺(tái)車的Y向則是通過補(bǔ)焊滾床的前后部導(dǎo)向軸承限制住，兩軸承間隙寬度比導(dǎo)向板寬0.5mm，而X向，則是通過電控的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。用倍加福讀碼頭和編碼尺的形式，WCS位置編碼系統(tǒng)，來(lái)反饋給滾床輸送電機(jī)一個(gè)信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。滾床輸送電機(jī)通過控制傳送輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車的前進(jìn)或后退在指定的讀碼頭數(shù)值。臺(tái)車的精確定位，位置編差可以控制在1.6mm以內(nèi)。

這種臺(tái)車不僅要求精確定位，也要求車型柔性切換。如圖4所示，前部和后部定位夾具，都是有兩個(gè)勾銷缸，通過給臺(tái)車通氣給翻轉(zhuǎn)自鎖氣缸就能實(shí)現(xiàn)勾銷缸翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)兩種車型的轉(zhuǎn)換。最重要的是，ABCD四個(gè)夾具模塊當(dāng)中，除了上部是定位夾具，下部是有切換機(jī)構(gòu)的來(lái)實(shí)現(xiàn)脫離，那是標(biāo)準(zhǔn)切換模塊。可以通過機(jī)器人進(jìn)行切換，用機(jī)器人將其上部定位夾具抓取出去，換所需的車型模塊進(jìn)來(lái)，只要線旁的夾具存放地點(diǎn)足夠?qū)挘涂梢约嫒莺芏嘬囆停F(xiàn)采用這種模式的廠家生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到6種車型。這種臺(tái)車形式，不像其它類型的臺(tái)車，需要線旁通電通氣，它僅僅需要通氣即可滿足要求。除了第一個(gè)工位用測(cè)距開關(guān)檢測(cè)特征塊檢測(cè)車型，和最后一個(gè)工位白車身下線，通過線外的測(cè)距開關(guān)檢查購(gòu)銷是否打開夾緊即可，其余整條主線工位無(wú)需電控檢測(cè)臺(tái)車工裝夾具氣缸上的狀態(tài)。

這種形式的柔性臺(tái)車，在某主機(jī)廠焊裝主線已經(jīng)應(yīng)用很久，有8條類似的生產(chǎn)線，取得了很好的效果。其優(yōu)點(diǎn)是定位精確，可以省去線旁對(duì)白車身定位，釋放了工位線旁的空間，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)車型快速切換，車型兼容多，值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]李昊，付景海，王亞旭等.一種高精度白車身焊接臺(tái)車的設(shè)計(jì)研究[J].汽車工業(yè) 研究，2014，（8）：61-62.