一种新型焊装输送线的应用

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

目前所有焊装输送线都采用以下两种形式的输送方式：一种是，吊具+人工辅助；另一种是，1个大气缸拉动+多个辅助举升气缸进行举升，拼台之间的输送采用电机驱动。以上输送方式会出现以下问题：采用吊具+人工辅助这种输送方式时，会出现人员、设备得不到安全保障，同时存在很大的安全隐患，设备故障率高，工作效率低等情况；在采用1个大气缸+多个辅助举升气缸的输送方式时，输送线在举升的过程中，就容易撞伤板件，撞击声很大，而到了最高位置之后由于惯性及减速难以控制，就会出现整条输送线晃动强烈，运行不平稳的情况，下降过程中也会出现类似的情况。每个拼台需要用到4个举升辅助气缸，占用空间大，而且容易出现多个气缸因为动作不同步而出现的相互拉扯、卡滞现象，造成输送线上升、下降不到位的情况[1]。

为此，为解决以往焊装输送线人机安全，设备故障率、设备使用寿命、设备运行平稳及使用效率等问题，并确保车身板件在输送过程中的合格率，简化输送结构，缩短输送时间，提高设备效率，需要对现有输送线进行改进。我们开发出了一种输送线设备只用1个电机+2个辅助气缸进行就可以举升，拼台之间的输送采用电机驱动的输送方式，这样可以简化输送结构。同时，该机构电机通过PLC来控制运行速度、加减速度，在任意位置可以随时停下，输送线的维修、维护简单方便，人机安全性更高。

1 工作原理和具体构成

新型输送线基本原理和具体构成大致如图1所示。

图1新型输送线工作原理图

新型焊装输送线采用了1个电机+2个辅助气缸的新举升形式，拼台之间采用电机驱动。举升的驱动电机安装在下线工位的拼台上，电机通过联轴器、轴承座、齿轮、齿排连接在一起，电机带动齿轮，齿轮再通过齿排将驱动力传到整条输送线，电机一得到动作信号的同时也会将动作信号传给辅助气缸的电磁阀，接着气缸动作，输送线所选用的辅助气缸为低摩擦气缸，气缸只要得到0.012 MPa的气压就可以立即动作，所以电机动作的同时，气缸也会跟着立即动作，在此就避免了气缸与电机动作不同步的问题。在下降过程中，辅助气缸下降的排气管（即气缸上升的进气管）连接有一个精密减压阀，输送线下降时，气缸由于有减压阀的作用，会根据电机的速度缓慢下降，减轻了电机在下降过程中的受力程度[2]。

2 设计过程

输送线设计流程大致如图2所示。

图2 输送线设计流程图

在输送形式确定了之后，就需要开始进行输送线具体参数的设计确认了，大致分为机械设计和电控设计，其中机械设计又分为齿轮箱结构设计、电机&辅助气缸安装结构设计、托板输送机构设计、导向轮&润滑系统的设计，待这些机构设计设计完成之后，就可以得出运动部分的机械重量，根据这个重量就可以相应的进行电机、联轴器、辅助气缸的型号选择了，例如整条输送线举升部分重量为6 t，加上板件重量总重量为6.5 t，1.5倍安全系数，通过计算我们可以选择额定扭矩为1 360 Nm，型号为R97DV132ML4的电机，配上额定扭矩为1300 Nm，型号为LK11-178K的联轴器，另外再需要2个φ80mm的辅助气缸。同样，电控的设计分为程序设计和I/O点设计，根据这两个参数即可完成PLC的选型。综合以上设计信息，即可得出输送线的加工图纸及采购清单，基本上已经完成了输送线的设计。

3 新型输送线的应用

目前已在GP50侧围上输送线上使用了这一种新型的输送方式，三维数模示意图如图3所示。如今在新侧围输送线上大大的简化了输送机构，节约出焊接空间，在输送线举升、下降的整个阶段，可以通过伺服电机来调节运行速度及加减速度，有效地减轻了运行中的碰撞程度，提高了产品下线合格率，同时也提高设备寿命。避免了在以往项目中因为气缸气流量及加、减速度不受控造成的猛烈碰撞或停止，优化了输送线动作的稳定性，减少碰撞及气体的噪音，优化了工作环境，使得设备运行更平稳、人机更安全、设备故障率更低，设备寿命及工作效率更高。在采用新形式的输送线后，由于电机带有自动抱闸功能，在任意突发情况下，电机自动抱闸输送线都不会从高位落下，并且输送线在举升过程中，发生任何意外情况，只要撞一下光栅或者按一下急停，整体输送线都会停下，只要恢复光栅或者急停之后，输送线继续动作，人机安全性更高。

图3 GP50输送线三维数模示意图

4 输送线的安装形式

以往项目的焊装输送线的拉动气缸及辅助气缸都是安装在拼台上，占去了很大焊接空间，影响焊接，而且由于拼台中还安装有其他夹具，所以安装和拆卸都比较困难，同时也不方便维修与日常维护。

新侧围焊装输送线的安装形式如图4所示，输送线上的举升电机安装在下线工位的拼台端头处，对焊接没有任何影响，同时也方便维修。辅助气缸和拼台间输送用的电机安装在侧围线中间，这样更好的节约了空间，更加方便日后设备维修保养[3]。

图4输送线的安装形式

安装过程中需要注意以下事项：（1）输送线的齿轮箱装配要求较高，在装配过程中需要特别注意装配精度；（2）在调试过程中需要经过多次调试，确认输送线在举升及搬运过程中到位开关的加、减、停止、过位位置，避免因机械碰撞而导致缩短设备寿命；（3）需要经过多次调试合理确认电机在举升及搬运过程中高速、低速、加减速工作赫兹；（4）需要经过多次调试确认精密减压阀的调节压力及压力调节范围，否则将会出现输送线动作不到位的情况。

5 创新点

本装置有以下创新点：

（1）人机安全性强，能够更好的保护设备及员工的安全。

（2）输送线结构简单，便于加工和制造及后期维护保养。

（3）采用新的安装方式，使用、维护方便，运行平稳，噪音小。

（4）设备使用效率和稳定性都得到了很大的提高。

（5）应用范围广泛，既可用在侧围线、下车体线，还可以用在总拼主线等。

6 结束语

本文通过对比现有输送线的优缺点，提出了新形式的输送系统方案，通过使用新形式输送线，解决了现有输送线的众多问题，简化了输送结构，缩短了输送时间，有效的提高了设备效率，人机安全性更高了。

[1]邓仕珍，范淼海.汽车车身制造工艺学[M].北京：北京理工大学出版社，1997.

[2]杨握铨.汽车焊接技术及夹具设计[M].北京：北京理工大学出版社，1996.

[3]林忠钦.汽车车身制造质量控制技术[M].北京：机械工业出版社，2005.