白车身门盖包边液压机系统间油路互通的应用研究

陈传凯，陈丹丹，张彦亮

白车身门盖包边液压机系统间油路互通的应用研究

陈传凯，陈丹丹，张彦亮

（上汽通用汽车有限公司 整车制造工程部，上海 201208）

白车身焊装车间，对于高节拍的门盖包边液压机线体，为了解决液压机由于油泵故障带来的停机减产问题，文章提供了一种白车身门包边液压机油路互通的方法，利用油路互通原理，通过操纵出现故障的压机系统和正常工作的液压机的供油阀和回油阀开关，并结合人机交互界面操控油路，最终实现两台液压机油路之间的互通，从而解决了液压机的停机故障问题。

白车身焊装车间；门盖包边；液压机；油路互通

引言

随着汽车制造业的发展，行业竞争也越演越烈，汽车不断更新迭代，共线生产的车型越来越多，因此导致白车身焊装车间的线体要求具有高节拍和高柔性。同时，给客户感官的外覆盖件也变得越来越重要了，因此，对于门盖包边也越来越高。但是对于门盖包边线体，液压机的设备通常没有备用泵，当液压机油泵出现设备故障时，必然导致整条线体停线，最终影响整个车间的产能。因此，为了解决液压机的油泵故障问题，本文提供了一种包边液压机系统之间油泵油路之间互通的方法。

1 门盖包边工艺

1.1 包边的定义

简而言之，在汽车白车身制造领域，包边通常是指外板面板向内翻边折弯后，将内板靠摩擦力紧固，以达到某种设计强度要求的工艺，如图1所示。

图1 包边示意图

1.2 包边零件

对于白车身而言，一般需要包边的区域主要为车身的外覆盖件，如前盖、前门、后门、后盖或后举门，以及部分车型的顶盖和后轮罩，如图2所示。

图2 门盖示意图

1.3 包边设备

白车身外覆盖件的包边设备根据工作方式可分为液压机包边、机器人滚边和专机包边三大类。液压机包边适用于高节拍大批量柔性生产，生产效率较高；机器人滚边适用于柔性生产，但是不满足高节拍；专机包边只能生产一种车型，不能实现柔性生产，对于项目投资来讲，生产成本较高，调试周期较长，包边质量比较难以控制。目前对于高节拍的工厂应用比较广泛的为液压机包边，液压机包边设备主要包括液压机和包边模，其中包边模由上模和下模组成。如图3所示。

图3 液压机包边

2 液压机

2.1 液压机结构

液压机主要由机身、工作油缸、活动横梁、顶出机构、液压传动和控制系统等组成，如图4所示。工作油缸安装在上横梁上，活动横梁与工作油缸的活塞连成整体。以立柱为导向上下运动，并传递工作油缸内产生的力。

图4 液压机结构示意图

2.2 液压机工作原理

液压机包边功能的实现是由PLC控制系统控制阀岛的开闭，进而控制液压油路的循环流向，从而实现对包边机主机动作进行控制，液压系统通过液压缸的动作提供包边动力，机械系统执行预折边和终折边，由于角度原因，首先需要进行预折，其中模具在下降过程中动作2次，第1次为45，使用预折刀进行预折边工艺，第2次使用终折刀进行终折边，将外板翻边全部压实，从而完成液压机的包边工艺。此方案技术成熟，包边质量稳定，一致性好。适用于高节拍、大批量生产。当车型更新换代时，只需更换包边模，容易实现柔性生产，在汽车整车制造厂中被广泛采用[1]。

2.3 液压机液压回路

简而言之，当液压机正常工作时，如图5所示，首先，油从油箱中的流出，进入叶片泵，经过叶片泵的工作，使得油路中产生了一定的压力，然后通过油缸阀岛的控制，进入油缸，使得压机工作，最终油又经过油缸阀岛流回油箱，从而完成一个主油路的循环，油路流向如图6所示。

图5 液压机油路图示

图6 液压机油路流向图

3 液压机油路互通应用

目前，对于白车身门包边压机油缸的供油方式主要有两种：第一种是每台压机使用单油泵给自己油路供油，设备通常为此种情况；第二种是每台压机都额外增加一个油泵，即两个油泵供一台压机的油路工作。然而，对于第一种情况，只使用一个油泵供油时，当油泵出现故障而导致无法供油时，这时压机就会无法工作导致停产，影响产能；对于第二种情况，使用两个油泵给一台压机供油时，当一个油泵出现问题时，另外一个备用泵可以直接启动供油，不会导致停产的情况发生，但是这样就会大大增加整个项目的投资成本。

为了解决压机油泵出现故障无法供油导致停产的情况发生，同时又不会增加整个项目投资成本的条件下，本文提供了一种方法，即利用两台压机系统之间的油路互联互通互为BACKUP的方案，而对于新单元或新车型液压机的引入不需要额外增加备用油泵。

利用两台油泵之间油路互通模式，通过包边压机油泵间油路互通系统的各阀门的开闭以及人机交互面板（如图7所示）的“BYPASSED FD HEM”，“BYPASSED RD HEM”和“DO”按钮来实现两台压机之间的BACKUP。

图7 人机交互面板

具体实施方法：如图8所示，假如白车身前门包边的液压机A的油泵出现了故障，不能正常的供油，为了维持正常的生产，操作人员可以利用后门包边液压机B的油泵给前门包边的液压机供油。首先，操作人员将前门液压机A的供油阀BV-01打开，关闭其回油阀BV-02，然后再将后门液压机B的供油阀BV-05关闭，打开其回油阀BV-06，最后将连接两台液压机油路之间的管路阀门BV-03和BV-04打开。此时，后门包边液压机B的油泵具备了给前门液压机A供油的条件，如图8所示，人机交互界面显示屏的“油路开关实时显示”与相对应的“RD给FD供油油路开关状态”指示灯相一致，油路互通显示模块“OK”指示灯由红灯变成绿灯，然后，操作人员通过同时按动“BYPASSED FD HEM”和“DO”键，将前门故障压机的油泵屏蔽，与此同时，便启动了后门包边液压机油泵给前门液压机的供油，使其正常的工作；与其类似，前门包边液压机A的油泵也可以实现给后门液压机B供油，以此类推，可以实现多台液压机油路之间的互联互通[2]。

图8 液压机系统互通结构示意图

对于两台液压机，油泵油路互通的液压元件存在三种工作状态：两台液压机独立工作、液压机A给B供油和液压机B给A供油，如表1所示（3种模式下2台设备的泵、阀以及互通连接阀开闭状态表）。

表1 液压机工作状态示意图

4 结束语

白车身生产焊装车间，对于高节拍的白车身门盖压机线体，液压机包边的正常工作显得尤为重要，为了解决或预防液压机由于油泵故障带来的停机减产问题，本文通过白车身门包边液压机油路互通的方法，利用两台液压机之间油路互通原理，通过将出现故障的液压机系统的供油阀打开，关闭其回油阀，再将正常工作的液压机供油阀关闭，打开其回油阀，然后将连接两台压机油路之间的管路阀门打开，最后通过操纵人机交互界面，使用PLC控制阀岛的开启和闭合，从而控制油路循环，最终实现两台液压机油路之间的互联互通，从而解决了液压机的故障停机问题，避免了由于液压机故障而导致的车间产能损失的问题。

[1] 杨超.汽车车门闭合件包边工艺[J].现代制造技术与装备.2018(1): 129-131.

[2] 陈传凯等.包边压机系统和用于包边压机的油泵系统:中国,2118 5825.6[P].2017-05-31.

Research on the Application of the Connection between Oil Circuits of Hydraulic Press Machine for Closure

Chen Chuankai, Chen Dandan, Zhang Yanliang

( Vehicle Manufacture Engineering. SAIC General Motor Company, Ltd., Shanghai 201208 )

In the BIW (Body-in-white) welding workshop, for the closure hydraulic press hemming line with high JPH(Job per hour), in order to solve the problem of shutdown and reduce production of hydraulic press machine caused by oil pump failure, this paper introduces a method of oil circuit connection between hydraulic press machine, with the principle of oil circuit connect each other, and operate the switch of oil supply valve and oil return valve of the hydraulic press machines between failure and normal working hydraulic press, and controls the oil circuit with human machine interface, and finally realizes the connection of oil circuits between the hydraulic press machines, so as to solve the problem of failure and shutdown for hydraulic press machine.

BIW welding workshop; Hemming for closure; Hydraulic press machine; Connect between oil circuits

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.042

U463.8

A

1671-7988(2021)07-133-03

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陈传凯，男，硕士研究生，毕业于华东理工大学机械制造及其自动化专业，现就职于上汽通用汽车有限公司整车制造工程部，任车身工艺工程师，研究方向：汽车制造技术。