一种新型的柔性侧围料框装置

韦业忠 黄天茂 陈高磊

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

随着汽车车型的种类的增多，汽车生产车间大部分生产线都已经柔性化，一条生产线往往生产多种车型。在汽车侧围的运输过程中，一般都要用料框装载。传统的汽车侧围料框主要有两种：一种是如图1所示的单车型专用料框，这种料框的基座、限位条、立柱等结构都是固定的，一种车型的侧围总成都要配备一个这样的专用料框。另一种是半柔性兼容料框，半柔性兼容料框数模图如图2所示，其工作原理为：通过人工手动翻动限位支架17、18、19来卡住汽车侧围总成的尾部，限制侧围总成在前后方向的移动。半柔性侧围料框将尾部的限位支架及立柱25一起安装到直线滑轨26上，实现料框尾部的X向的滑移。料框底板上具有限位孔，可以利用卡销27插拔进底板的限位孔里来限制侧围尾部X向的移动，实现料框形态的切换。但是半柔性兼容料框在装载侧围总成时采用承载式装配，料框底部承受较大的垂直方向上的力，料框基座和滑轨移动部位容易变形。且料框整体结构较大，滑移导轨进行形态切换时，料框的整体体积没有缩小。

基于以上原因，半柔性料框并不能满足生产需求，车间广泛应用单车型专用料框。但是由于车间柔性生产线生产车型较多且有时切换频繁，需要大量的人力物力来进行料框的切换，并且料框的存放也占用了大量的场地，不适用于现在的生产现场。

2 柔性料框的设计

料框一般包括基座以及设置在基座上的框架，在框架中设置了若干定位条，通过定位条的定位槽定位汽车的侧围。传统料框通过定位条来定位汽车侧围的上侧边和下侧边，前后侧边的限制则是通过人工翻转限位支架来卡住汽车侧围总成尾部。这种料框在装载零件时，侧围与料框接触处易产生变形、凹凸等质量缺陷，侧围总成容易侧翻。

2.1 柔性料框的结构设计

本文设计的新型柔性料框如图3所示，主要结构有：切换限位装置、滑块连接板、直线滑轨、直线圆柱滑轨、滑移机构、悬挂托架、料框本体、车轮、活动限位支架等。料框的柔性主要体现在三个方面。第一，料框的整体大小可变性，通过滑轨与滑轨连接板的滑移运动来实现。第二，根据要装载的侧围料框总成的结构不同，两个悬挂托架在水平方向上移动，移动通过料框的四个滑移机构来实现。第三，活动限位支架的上下移动，用于夹紧侧围总成的后轮罩。

图1 专用料框样式

图2 半柔性兼容料框实物图和数模图

该柔性料框采用悬挂式装配零件，料框结构的零件6是悬挂托架，侧围总成在装配到料框时，悬挂在料框上，这时只有侧围的上侧边与料框接触，零件装卸简单快捷，从根本上解决了侧围在装卸时的侧翻和零件表面质量损伤等问题。料框的结构9-活动限位支架可以上下移动，卡住侧围的轮罩，使侧围总成处于稳定状态，防止侧围总成在运输过程中因水平摆动而产生的零件表面缺陷。

由于车间生产线的场地有限，所以料框的设计要充分考虑到节约空间的这一要素，本文设计的柔性料框实现了料框整体大小的可变性，可以适用于不同尺寸的车型。料框通过结构2-滑块连接板在3-直线滑轨上的滑动，能够让滑轨连接板以及与之相连的料框尾部立柱在水平方向上伸缩移动。当侧围的长度比较大时，滑移连接板和相连的料框尾部就向外伸出，反之，则缩回，料框的两种伸缩状态如图4所示。这种柔性切换解决了原固定料框体积大占用空间问题，并且操作简单方便。料框的结构4-直线圆柱滑轨，是在原直线滑移系统的基础上另外增加的助力机构，该结构分担滑移连接板与直线滑轨在水平方向上伸缩时的受力，使滑移系统切换动作流畅，不出现卡滞现象，减少滑移系统的负荷，延长使用寿命。料框的结构1-切换限位卡销用来固定滑块连接板在滑轨上的位置，滑块连接板上共有两个限位孔，分别用来定位滑移连接板在滑轨上的两个极限位置。

车型不同时，侧围总成的结构和尺寸会有变化，侧围总成的各个支柱的位置也不一样。实现悬挂托架的可移动性又是设计的一个关键，本文设计的悬挂托架与料框立柱的接触处加装了5-滑移机构，悬挂托架通过上下两个滑移块能够在水平方向上自由移动，当生产的车型产生变化以后，悬挂托件能够根据需要进行切换，解决了各车型悬挂位置不一致的问题。料框结构2滑轨连接板上带有六颗可拆卸螺栓，当直线滑轨与滑轨连接板出现老化卡滞时，可以直接在工位上拆卸螺栓然后调整滑块连接板的位置，调整过程方便，节约时间。

2.2 料框的工作过程

首先要确定需要装载的侧围总成的类型，判断料框是否需要切换，如需切换，则打开1-切换限位卡销，推动2-滑移连接板，使之滑移到与要装载的侧围总成的类型相对应的位置，关闭1-切换限位卡销。然后推动6-悬挂托架，将5-滑移机构移至相对应的侧围总成位置。最后手动调整9-活动限位支架在竖直方向的位置，使其刚好卡住侧围总成的后轮罩，完成切换工作。当需要装载其他车型时，重复前三步，进行切换工作。

3 新型汽车侧围柔性料框的优点

（1）新型柔性料框实现了多种车型侧围料框的兼容性，一框多用，大大地减少了料框的数量，节省了生产成本和宝贵的场地资源；

（2）新型柔性料框的操作简单，便于制造，不需要人工翻转料框尾部限位支架卡住侧围总成尾部的动作，节约了人力资源；

（3）新型柔性料框采用悬挂式装载侧围总成，解决了承载式装载容易侧翻的问题，悬挂托架采用滑移式切换，解决了各车型侧围悬挂位置不一致的问题；

（4）在导轨滑移系统的基础上加装助力滑移机构，使料框尾部立柱受力均匀，不易弯曲，且能够让导轨及连接板运作流畅，不出现卡滞现象。

图4 料框伸缩的两种状态

4 结语

新型柔性料框的投入使用主要带来了两个方面的收益，第一，节省成本。一条生产线柔性生产7种车型，如果每种车型都做专用料框，每种车型左右各3个料框，则7种车型需要做42个框，而做成柔性料框只需要做6个，能够节省36个料框。第二，节约场地。一条生产线柔性生产7种车型，有一种车型在生产的时候，其他6种车型的侧围总成料框需要找地方存放，一种车型左右侧围需要做6个料框，六种车型需要做36个框，一个框占地约3.7，36个框占地约133。有了柔性料框，就不用做7种车型的料框了，也节约了100多平米的空间。在汽车车身车间，大部分生产线都已经柔性化，所以料框的柔性化是一种必然的趋势，它的成本节约和效率提升具有无与伦比的优越性，相信随着我国汽车行业的发展，柔性料框在未来将会得到更广泛的创新和使用。

图3 柔性侧围料框数模图