一種車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

覃合運(yùn)

摘 要：根據(jù)車(chē)身整體往復(fù)桿生產(chǎn)線車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)工作原理、技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)現(xiàn)有車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的弊端，開(kāi)發(fā)更穩(wěn)定、高效、簡(jiǎn)潔和便于維護(hù)的車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)。采用車(chē)體兩側(cè)同步舉升和伺服電機(jī)輸送方式，應(yīng)用直線導(dǎo)軌滑移，使新機(jī)構(gòu)更精確，更便于控制，提高運(yùn)行效率和降低故障率，減少運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn) 舉升機(jī)構(gòu) 輸送機(jī)構(gòu) 同步裝置

Abstract：According to the working principle， technical requirements and structural design of the car body transfer mechanism of the whole body reciprocating rod production line， aiming at the disadvantages of the existing car body transfer mechanism， a more stable， efficient， concise and easy to maintain car body transfer mechanism is developed. The synchronous lifting on both sides of the car body and the conveying method of servo motor are adopted， and the sliding of linear guide rail is used to make the new mechanism more accurate and easier to control， improve operating efficiency and reduce failure rate， and reduce operating costs.

Key words：car body transfer， lifting mechanism， conveying mechanism， synchronization device

1 前言

汽車(chē)發(fā)展百來(lái)年，車(chē)身生產(chǎn)線種類(lèi)多樣，車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)方式有吊具吊運(yùn)式、推拉小車(chē)托運(yùn)式、整線舉升往復(fù)桿式、高速輥床+滑橇式、AGV背負(fù)式等。各汽車(chē)企業(yè)根據(jù)自身的產(chǎn)品定位和結(jié)構(gòu)、工藝布局和設(shè)備能力、生產(chǎn)節(jié)拍、自動(dòng)化程度等因素，選擇適合自身的生產(chǎn)線方案。本文針對(duì)公司現(xiàn)有的整線舉升往復(fù)桿式車(chē)身線中的下車(chē)體至總拼轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)在安裝調(diào)試和運(yùn)行工程中存在的問(wèn)題，提出優(yōu)化改進(jìn)方案和設(shè)計(jì)。

2 現(xiàn)狀分析

目前，整線舉升往復(fù)桿式車(chē)身線仍被廣泛應(yīng)用，采用直線式布局，長(zhǎng)達(dá)100多米。一般分下車(chē)體線（側(cè)圍總成上線之前）和總拼線兩段。于是需要布置一套下車(chē)體總成轉(zhuǎn)運(yùn)至總拼線的過(guò)渡轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)形式見(jiàn)圖1，工作過(guò)程：下車(chē)體總成輸送至轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē)上（代號(hào)：M1），M1前進(jìn)，將下車(chē)體總成運(yùn)送至舉升拼臺(tái)，舉升托架將車(chē)體舉起，M1回退至M1拼臺(tái)（下車(chē)體線末工位），總拼轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē)（代號(hào)：M2）回退至舉升拼臺(tái)，舉升托架下降，將車(chē)體放到M2上，M2將車(chē)體運(yùn)送至M2拼臺(tái)（總拼首工位），完成一次車(chē)體到總拼轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，如此往復(fù)循環(huán)。

現(xiàn)有轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題主要有，M1和M2托架左右分開(kāi)，無(wú)剛性連接，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接一起運(yùn)動(dòng)，用久之后，左右輸送板起步時(shí)不同步，甚至出現(xiàn)跳齒問(wèn)題，運(yùn)動(dòng)噪音大，需布置停止鎖緊機(jī)構(gòu)等;舉升托架布置在拼臺(tái)中間，大氣缸驅(qū)動(dòng)剪刀叉形式，不平穩(wěn)，精度差，維護(hù)性差，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

3 新轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案

針對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)形式和生產(chǎn)運(yùn)行存在的問(wèn)題，將輸送小車(chē)左右兩側(cè)通過(guò)支架剛性連接，采用新的舉升機(jī)構(gòu)形式，輸送電機(jī)改用伺服式。數(shù)模搭建時(shí)發(fā)現(xiàn)增加連接支架將導(dǎo)致輸送小車(chē)無(wú)法進(jìn)入舉升拼臺(tái)，支架與舉升機(jī)構(gòu)干涉，即舉升機(jī)構(gòu)布置在拼臺(tái)中間的形式必須取消，需布置在輸送小車(chē)兩側(cè)，空出中間通道用于輸送小車(chē)行走。新的舉升機(jī)構(gòu)形式將是所有問(wèn)題解決的關(guān)鍵，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，輸送小車(chē)尺寸，通過(guò)性、重復(fù)精度、節(jié)拍要求等信息，采用雙氣缸驅(qū)動(dòng)和直線導(dǎo)軌導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)舉升機(jī)構(gòu)，舉升托架左右分開(kāi)，通過(guò)齒輪齒條裝置連接，實(shí)現(xiàn)同步舉升，車(chē)體托架增加水平滑移機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)車(chē)體舉升和輸送小車(chē)避讓?zhuān)Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。其特點(diǎn)在于采用直線導(dǎo)軌作為升降運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，穩(wěn)定可靠，重復(fù)精度高，升降平穩(wěn)無(wú)噪音;左右舉升機(jī)構(gòu)通過(guò)中間同步齒輪裝置連接，解決雙氣缸升降難同步問(wèn)題;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安裝調(diào)試和維護(hù)方便;輸送小車(chē)左右剛性連接，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高;伺服電機(jī)能精確停止，無(wú)需布置小車(chē)到位鎖緊裝置，消除小車(chē)到位沖撞問(wèn)題，同時(shí)能實(shí)時(shí)確認(rèn)小車(chē)位置，M1和M2可以實(shí)現(xiàn)跟隨聯(lián)動(dòng)模式，縮短運(yùn)行時(shí)間。運(yùn)行動(dòng)作相對(duì)原機(jī)構(gòu)多了托架水平伸出和縮回步驟。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 確認(rèn)車(chē)體通過(guò)性相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)車(chē)體托塊結(jié)構(gòu)。根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算舉升機(jī)構(gòu)升降行程及托架水平滑移行程，需滿(mǎn)足舉升機(jī)構(gòu)處于低位時(shí)，M1可以帶著車(chē)體進(jìn)入舉升拼臺(tái)，同時(shí)滿(mǎn)足舉升機(jī)構(gòu)處于舉升狀態(tài)時(shí)，M1可以返回M1拼臺(tái)。接著詳細(xì)設(shè)計(jì)托架結(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足所有車(chē)型定位。該步驟即確定氣缸行程。

4.2 舉升重量核算，用于直線導(dǎo)軌和氣缸選型，水平滑移導(dǎo)軌承載重量包括車(chē)體重量和水平滑移托架重量，加上安全系數(shù)以及后續(xù)導(dǎo)入產(chǎn)品的重量。然后設(shè)計(jì)舉升框架，算出其重量后，即可選擇舉升氣缸型號(hào)和升降直線導(dǎo)軌型號(hào)，本機(jī)構(gòu)均選用雙滑軌雙滑塊型號(hào)。開(kāi)始設(shè)計(jì)導(dǎo)軌安裝座結(jié)構(gòu)。

4.3 根據(jù)左右舉升機(jī)構(gòu)數(shù)模，設(shè)計(jì)左右同步舉升機(jī)構(gòu)，根據(jù)整體舉升重量以及偏置尺寸，選擇齒輪齒條參數(shù)。原則是核對(duì)生產(chǎn)線其他區(qū)域用的齒輪參數(shù)是否滿(mǎn)足舉升機(jī)構(gòu)承載，即使參數(shù)偏大也可以，直接借用，減少庫(kù)房備件。

4.4 伺服電機(jī)和聯(lián)軸器選型，根據(jù)車(chē)體重量、輸送小車(chē)重量、輸送距離、輸送時(shí)間、摩擦系數(shù)、安全系數(shù)等信息，選取合適的電機(jī)型號(hào)，然后在備件庫(kù)中查找是否已有相同型號(hào)，優(yōu)先選用備件庫(kù)中已有型號(hào)。

4.5 所有外購(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)件核算選型之后，完善機(jī)構(gòu)數(shù)模，如靜態(tài)安全距離、運(yùn)動(dòng)安全距離、氣缸和電機(jī)安裝方式和位置是否方便檢修及維護(hù)、直線導(dǎo)軌是否有效防塵、潤(rùn)滑油是否方便加注，安全插銷(xiāo)位置是否合理和操作方便、非標(biāo)加工件結(jié)構(gòu)是否合理等。

4.6 完整設(shè)計(jì)之后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，確認(rèn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)部件是否與基座干涉或安全距離過(guò)小，是否跟車(chē)體其他零部件干涉，通過(guò)性是否滿(mǎn)足等。根據(jù)仿真結(jié)果，再優(yōu)化細(xì)節(jié)，然后再仿真，直至滿(mǎn)足各項(xiàng)為止。舉升機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖4。

4.7 所有數(shù)模設(shè)計(jì)完成后，生成BOM表，繪制非標(biāo)加工件工程制圖和裝配圖，編寫(xiě)機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序說(shuō)明，根據(jù)節(jié)拍要求和氣缸型號(hào)，計(jì)算氣流量，選擇控制閥和氣管直徑，編制氣路圖等。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了基于SGMW現(xiàn)有某條車(chē)身焊裝線的車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合車(chē)間生產(chǎn)運(yùn)行效率和維修便利性的訴求，提出新的車(chē)體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)方案，并在新產(chǎn)品項(xiàng)目生產(chǎn)線中設(shè)計(jì)實(shí)施，效果良好，值得推廣。隨著科技不斷進(jìn)步，高精尖技術(shù)設(shè)備普及推廣，汽車(chē)車(chē)身焊裝線在運(yùn)行效率、尺寸精度和穩(wěn)定性、設(shè)備故障率等方面提出更高要求，技術(shù)工程人員需分析現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)前主流技術(shù)設(shè)備，不斷優(yōu)化改進(jìn)。

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