车架冲压件生产在线输送方式探讨

文/王建甫，郑琦，赵赦，赵晋阳·中国汽车工业工程有限公司

针对一种车架冲压件的在线输送(储存)需求，介绍了智能托盘式四向穿梭车、子母车和倍速链三种备选方案。通过对比、探讨智能托盘式四向穿梭车、子母车和倍速链三种方案的特点和应用场景，最终确定了适合本项目的在线输送(储存)方案。

车架冲压件在压机上成形后，通过输送线送到后一工序。本文介绍的就是从冲压工位到后一工序之间的输送线。零件冲压时间比较快，每分钟可以完成2 ～3 件，后一工序1 分钟才完成一件，从生产效率上讲，冲压工序较后一工序要快的多，为了满足生产的不均衡性，因此在冲压工序以及后一工序之间需要一个转运、缓存工位。因此，我们提供的冲压件在线输送方式，在满足输送功能的同时兼有在线存储功能。

工艺规划

本工位工作内容描述

实现在压机上成形后的各种冲压件的全自动输送(含必要在线存储)。冲压件有三种类型：⑴非铆接冲压件；⑵铆接冲压件；⑶焊接冲压件。根据冲压件类型的不同，输送线把冲压件送到3 个不同的工位，要求冲压后进入输送线开始，自动存储、自动输送，全程不落地。

工艺物流分析

输送流程：自油压机完成冲压件压形后，下件区人员辅助冲压件至输送线，在输送线上实现在线存储(积放)，同时要求前后节拍匹配，主要内容包括：⑴铆接冲压件。在相关存储段的冲压件自动输送至准备段，以批量方式进入冲压件后铆接工序。⑵非铆接冲压件。压力机更换模具后，经输送线直接送至打码工位，打码完成后上挂进入涂装线。⑶焊接冲压件。在准备段由人员拉滑至移动焊接台，在焊接工位完成焊接。

线体组成

该输送线由各功能输送段组成，包括压形冲压件出料段、分料段(后一及非后一冲压件分流)、存储段(在线积放存储)、非后一梁输送段(及回线段)、后一准备段、后一段、打码段及上挂段组成，如图1所示。绿色双向箭头设置人员通行通道。该输送线各线体说明见表1。

表1 输送线线体功能说明表

图1 输送线各组成部分

输送线方案选择

智能托盘式四向穿梭车方案

托盘式四向穿梭车(以下简称“四向车”)是一款用于托盘类货物搬运的智能设备，既能实现纵向行走也能横向行走，通过货架轨道可以到达仓库任意位置，如图2 所示。货物在货架内的水平移动和存取作业只由一台托盘式四向穿梭车完成，通过提升机换层，系统自动化程度大大提高，是托盘类密集存储解决方案中最新一代的智能搬运设备。

图2 储存库位及四向车

四向车是一种智能型轨道导引自动换向变轨的搬运设备。其在电控系统控制下，通过编码器、RFID、光电传感器等数字化技术精确定位各个输入、输出工位，配置智能化调度系统，接收物料后进行自动往复穿梭搬运，四向车无需人员操作，运行速度快、智能化程度高，适用于各种物流存储系统，能够促进单元物料快速实现平面自动输送。

四向车采用编码器加光电的定位方式，保证了四向车有精准的减速定位位置。实现了对四向车位置的精确控制，防止四向车冲出巷道。四向车供电方式采用电源驱动方式，锂电池组供电模式，四向车的续航能力6 ～8 小时，设有固定的充电桩，充电桩固定在四向车轨道端头，体积小不影响空间使用。

四向车采用同步机械顶升机构，顶升速度快，顶升平稳，噪声小，托盘输送系统采用链条输送机，结构简单，可靠性高，使用维护方便，主要用于托盘类货物的水平输送以及与其他设备的货物交接。随着四向车各项技术指标日趋成熟，其在国内外密集库中得到了广泛应用。四向车多层多车的灵活作业方式，大大提高了入出库作业效率，解决了传统立库中堆垛只能在一个巷道出入库作业的问题。四向车主要技术参数见表2。

表2 四向车主要技术参数

子母车方案

子母车方案即穿梭母车与子车联合作业(图3)，实现托盘存、取、盘点等自动化托盘类货物密集储存解决方案，接泊子车，实现子车换层作业，支持子车、母车协同作业或分离作业。作业方式采用以巷道为存储单元，以母道为搬运路径，自由存取作业。

图3 穿梭母车与子车

子母车方案是智能托盘式四向穿梭车方案的一种变形，两者区别是子母车方案中的母车在主通道机轨道上移动，到达相应货架后，子车从母车身上出来，驮着货物托盘进入货架。穿梭式母车是一种应用于子母车密集仓系统的单体运动设备。母车PLC 通过上位机下达指令，利用车体内部的光电传感器检测穿梭板车或货物驶入或驶离母车；母车的运动采用先进的条码定位和变频技术实现定位精度。母车采用PLC控制，通过无线通讯与地面设备进行通讯。操作人员可以通过操作终端进行本机操作，也可以在线由上位机操作。

穿梭板车(即子车)主要包括车体系统、电气装置、供电系统、控制系统等。穿梭板车控制系统接收遥控器发出的作业指令，利用PLC 处理器，将分布在车体四周和顶面的探测器和传感器的自动信息采集装置采集的信息进行综合处理，保证穿梭板车自动完成入库作业循环、出库作业循环，并可以向上位机控制系统提供穿梭板车运行的当前信息。穿梭板车的控制方式采用手动、单机自动及联机自动控制方式。子母车主要技术参数见表3。

表3 子母车主要技术参数

倍速链方案

本次选用的倍速链输送机(图4)主要用于冲压件的物料输送，通过阻挡器停止于相应的操作位置，或通过相应指令来完成积放动作及移行等功能。其输送原理是运用倍速链条的增速功能，使其上承托货物的工装板快速运行，具有输送能力大、承载较大载荷、准确稳定、实现积放输送、安装方便等特点。倍速链主要参数见表4。

表4 倍速链主要参数

图4 倍速链输送机

倍速链的另一个重要组成部件是RGV，其主要用于缓存输送间的换巷道物料输送，通过WCS 系统相应指令来完成不同缓存货位的物料输送等功能。其输送原理是属于直线往复式采用微电脑程控技术，可以实现全自动化行走，前后移动，链条对接货物输送、移料移库，承载200kg，可实现自动左右输送取料。

RGV 结构标准、对外界环境抗干扰能力强、对操作工要求也较宽泛，运行稳定性强，故障发生相对较少，整体维护成本相对较低，可靠性高。

结束语

冲压件在线输送(存储)方案的选择必须与实际需求相结合。四向车和子母车方案具有储存量大，库位灵活，存取方便的特点，主要用于离线、存放量大的密集立体仓库。倍速链方案在库位灵活性、储存量、载重量上逊色于四方车和子母车方案，但其稳定性高恰好满足了本项目的要求。三种方案都能实现本项目需求的冲压件在线输送缓存功能。但本项目由于是在线输送缓存，首先要考虑的是设备运行稳定性。根据实际要求，稳定性要在95%以上，否则停线时间过长而不能接受。其次考虑的是设备的投入收益比，即经济性。因此，本项目最终选择了倍速链方案。