车厢厂多品种混流生产的柔性焊接夹具

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:5

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摘要：根据车厢类产品系列化程度高的特点，充分分析其结构及装焊工艺，将国外先进的柔性化设计思想、国际上通用的模块化设计方法，应用到车厢类焊装设计中。利用计算机高效率的优势，采用高精度移动滑台及特种定位夹紧机构实现了在一套夹具上混流生产多种车型的柔性焊接夹具设计。
关键词：柔性精度定位

1 车厢类产品介绍

汽车车厢一般由底板、前板、左/右边板、后板四大部分构成。

前板、边板和后板的结构通常采用1～1.5mm 钢板冲压成瓦棱板，然后焊上边框、立柱、栓钩，页板(如图1 所示)。

图1 车厢边板焊接总成

对于不同的车型，所焊边框、立柱、页板均相同，且焊接工艺相同，只是焊接位置以及立柱数量和车厢总体长度不同，这就为柔性焊接夹具的设计提供了良好的基础条件。

例如：以一套11 种产品混流生产的柔性焊接夹具设计来加以说明，其产品情况见下表：

由上图及表可知：11 种产品宽度均为550mm，只是总长度和所焊立柱数量不同。但是，第一根立柱到边框的尺寸均为270mm，最后一根立柱到边框的尺寸也是270mm。因此我们将每种产品的第一根立柱和边框分为一组，最后一根立柱和边框分为一组，其余立柱各为一组。每组的定位夹紧装置分别安装在若干组移动滑台上，以第一组滑台为基准，移动其它各组滑台来实现不同车型的定位、焊接。

2 工艺情况分析

车厢边板类焊接总成一般由4 个工位来完成，整个焊接过程形成一条流水线。各工序间焊后产品的传递采用滚道式运输方式传送，滚道传输高度距地面均为900mm。下面以边板为例介绍一下各工序焊接内容。（见图2）。

图2 车厢边板总成焊接夹具流水线

1 序：瓦棱板、边板上框、边板下框焊接。
2 序：将上序合件与两个端立柱焊接。
3 序：取中立柱放入夹具中定位、夹紧，与2序合件焊接。
4 序：上序合件与页板和左/右栓钩焊接。

由上面可知：11 种系列车型产品结构有许多共同之处，许多部件零件可通用，故原有的焊接设备和专用设备完全可以通用。同时相似的产品又决定了11 种车型有了相似的焊装工艺，而二者正是实施柔性化生产焊接夹具设计的基础条件。因此该项目的混流设计不但可行，而且是最先进、最合理、最经济的举措。它不仅能节省占地面积，保持合理的工艺流程，而且能节省时间和资金，提高设备利用率，使投入资金降低70%。

3 夹具的柔性设计

通过对不同的车厢类产品和工艺进行仔细分析比较，发现车厢类产品系列化程度较好，实现车厢类焊接夹具的柔性设计方案完全可能。

图3 即为11 种车型混流生产的车厢边板总成第4 工序焊接夹具总装图。该夹具动作原理如下：首先举升机构中的气缸带动滚轮升起，使滚轮距地面900mm。将上工序焊接完成的边板分总成在侧滚轮机构的导向下，通过举升机构的滚道送入该夹具，然后举升机构中的气缸下降，使制件落入夹具中，制件定位夹紧，再将页板和栓钩放入夹具分别定位夹紧后焊接。焊接完成后，松开夹紧，退料机构将产品从页板的定位销中退出（见后面详细介绍），然后举升机构的气缸再次动作，将制件升起至900 高，输入下一工位。

当生产多种车型时，靠移动滑台改变各种产品的位置来实现不同产品的焊接。图3 为生产8502015－13Y 车型的位置，当生产8502015-11Y 车型时，工人只需将定位锁紧机构的限位销拔起，推动相关滑台移动到底板所示相应车型位置，然后插入限位销固定即可生产。由于混流生产车型较多，因此底板上的限位销孔很多，为保证更换产品时快速、准确，我们在每个销孔上贴上标签，做好产品标记。

尽管车厢类夹具由于所焊工序及所焊制件不同，致使焊接夹具有所不同，但是它的几大机构完全可以通用，我们将几大通用机构做成模块。

3.1 举升机构

举升机构是该夹具中接料和运送工件的重要功能部件。接料和运输时该机构升起，焊接时该机构落下。我们采用气动双导柱机构（见图4）。由气缸举升，双导柱导向，使滚道升起运行平稳，到位准确，结构简单可靠。

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