柔性化总拼软工装平台

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

汽车软工装是应用于小批量工程车的焊接制造所使用的焊接工装，主要为了验证产品结构设计、白车身焊接制造过程、产品制造、零件匹配等，同时验证正式工装的设计和制造。一般为简易工装，按不同于正规生产要求的方法进行新产品开发阶段的车辆制造。

目前，传统设计、制造软工装的一般方式是根据单一车型的数据单独设计软工装底板、夹具单元、总拼侧框、限位机构、控制系统机构等夹具机构，但这种制造模式存在很大的资源浪费（如设计人员需求、设计及加工周期、加工成本等），因为各个车型产品尺寸、产品结构、零件定位需求都不相同，导致每一种车型都需要独立设计、加工夹具。而软工装在项目造车验证过程中一般只使用很短的时间，也就是产品开发初期零件验证阶段时期到零件结构确定后正式工装加工完成，就会停止使用软工装造车。之后一般会采取报废处理，部分结构可以借用到下一个项目。下一个新项目不能借用以前的夹具结构又需要重新进行以上提到的设计、加工过程。因此软工装的设计和制造加工造成了巨大的资源浪费。为节约总拼软工装制造成本，减少工装制造周期等资源，本文开发了一种可兼容多种车型的柔性化总拼软工装平台。

1 设计结构及原理分析

1.1 概述

针对已往项目软工装需要占用较多资源的现状（如设计人员需求、设计及加工周期、加工成本等），进行优化设计，使得整个总拼软工装平台具有更大的柔性兼容能力，以达到资源重复利用、节约制造成本、缩短项目开发周期的目的。

开发的可兼容多种车型的柔性化汽车软工装平台，其结构如图1所示。柔性化总拼工装平台由柔性立柱、锁紧机构、大底板、中央底板、推动气缸、滑移导轨、限位插销、到位检测、限位机构等部分结构组成。

图1柔性化总拼软工装平台

此柔性化总拼工装平台的结构初始设计的底板长度为4米，其柔性长度可满足车长2米到5米的车型,包括了五菱车系中现有的所有车型及后续开发的车型。

1.2 关键柔性部件的设计

为了实现此软工装总拼拼台的柔性切换，中央底板、大底板、立柱设计成模块化的柔性孔系结构，柔性孔系由∮12的销孔和M12的螺孔均匀分布，间距100mm，如图2所示。不同的车型通过不同的过渡板安装各个功能夹具单元，控制调整车身X向、Z向尺寸，从而实现工装总拼拼台的柔性切换，如图3所示。

图2柔性化孔系结构

图3过渡板安装夹具单元结构

滑移机构由2个缸径200mm行程800mm的大气缸、4个直线导轨、4个滑块组成，如图4所示。通过大气缸推动滑移机构，由到位检测机构和限位机构控制滑移机构行程，调整车身Y向尺寸，实现各个不同尺寸的车型共用柔性总拼软工装平台[1]。

图4滑移机构

1.3 平台装置的工作原理

装载分总成零件后，先由5推动气缸在6滑轨上推动立柱滑台，顶住9限位机构，由8到位检测机构检测是否到位后，2锁紧机构锁紧整个立柱滑台，并用7限位插销进行机械锁死，之后10夹具单元夹紧零件。切换车型时，只需将11过渡板和10夹具单元进行切换，通过限位机构和到位检测机构的调整控制并调节Y向尺寸（立柱安装面与中轴线间的距离），即能满足另一种车型的使用需求。

1.4 平台装置的特点

由于此平台的核心部件,也是加工周期、加工成本最集中的几个部件（如中央底板、大底板、立柱等）都设计成模块化的柔性孔系结构，使得这些安装基础部件可以很方便的重复使用（只需在新的定位单元和安装基础部件之间增加新的过渡小底板即可实现连接）。

此柔性安装平台能实现定位单元的3向位置调整（XY轴向）。通过中央底板、立柱、大底板上的柔性孔系，只需更改相应的过渡板即可对夹具单元的安装位置进行X向、Z向调节；通过气缸行程控制，到位检测装置和锁紧装置进行Y向调节。从而实现了不同车型在此平台上的基础公用，使得该平台能够在不同项目中重复使用[2]。

1.5 此平台装置的技术创新点

（1）应用该装置可节约工装制造成本（包括原材料、加工费用等）；

（2）应用该装置可减少工装制造周期（包含设计周期和加工周期），提高项目进展速度；

（3）应用该装置可节约大量人力成本（模块化、标准化设计使得设计量大大减少）；

（4）模块化、标准化、柔性化的多车型兼容性软工装基础设计理念可以进一步拓展到其他软工装区域；

目前已有 N111，N400，CN200，GP50HB 等项目使用这种结构的总拼软工装，并取得很好的效果，为项目节约了大量运行成本和工装设计、制造时间。N111项目总拼软工装夹具如图5所示。设计任务只需设计10夹具单元、11过渡板两个部分，就能达到软工装造车要求。设计周期由原有的1个月缩短到2周时间，缩短比例约50%；由于不用加工大底板及立柱等柔性化平台，加工成本减少比例约为60%，加工制造时间缩短约60%，优化设计的成果得到充分体现。其他后续项目共用此柔性化总拼平台，只需重新设计、加工夹具单元及过渡板，就能达到软工装造车要求[3]。

图5 N111柔性化的总拼软工装拼台

2 结束语

通过对软工装柔性化优化设计，开发可兼容多种车型的柔性化总拼软工装平台。此平台装置可以根据不同的车型，柔性化地灵活应用已有的工装基础部件完成制造软工装车，为项目节约了大量运行成本和工装设计、制造时间，节省调试人员投入，加快新车型制造验证进度。

[1]孙大涌.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]闻邦椿.机械设计手册[M].第5版.北京：机械工业出版社，2010.

[3]胡风兰.互换性与测量技术基础[M].第二版.北京：高等教育出版社.2010.