高柔性夾具快速切換方式在焊裝線上的應(yīng)用

奇瑞汽車股份有限公司 戴競 奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司 茅衛(wèi)東 奇瑞商用車有限公司 安珂 趙楊好
        焊裝生產(chǎn)線多品種、小批量和短周期是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的主要特征。這一特征的出現(xiàn)，促進(jìn)了柔性夾具理念的產(chǎn)生與技術(shù)的發(fā)展。隨著產(chǎn)品更新的周期越來越短，如何短平快地在老車型切換新車型并縮短項(xiàng)目周期是各主機(jī)廠研究的方向。柔性化組合快換夾具——雙base板夾具，可以大幅度縮短夾具更換調(diào)整時(shí)間、降低生產(chǎn)成本;base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)在分裝二級總成夾具的利用，使分裝夾具的智能高柔性成為現(xiàn)實(shí)，這種快速切換方式大幅度縮短了夾具更換調(diào)試時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本。

雙base夾具

1.雙base概念

雙base夾具是以組合夾具為基礎(chǔ)的能適應(yīng)于不同產(chǎn)品或同一產(chǎn)品不同規(guī)格的夾具，它由一套夾具線體部分及夾具本體部分組成，夾具設(shè)計(jì)階段提前預(yù)先制造好夾具base板并開矩陣連接孔，后續(xù)夾具通過雙層base板及相應(yīng)連接機(jī)構(gòu)組合拼裝而成，因此稱這種夾具為雙base夾具。

2.雙base夾具特點(diǎn)

雙base夾具結(jié)構(gòu)簡單、拼裝環(huán)節(jié)少且剛性好，易于車型切換、產(chǎn)品更新?lián)Q代與自動(dòng)化加工的需要，其主要特點(diǎn)包括：

(1)雙base夾具具有通用性，夾具系統(tǒng)有足夠的柔性，可適應(yīng)不同車型的加工要求，整體線體可以重復(fù)利用。

(2)雙base夾具結(jié)構(gòu)簡單，組裝和拆卸方便迅速，利于后續(xù)車型快速切換。

(3)雙base夾具具備足夠的強(qiáng)度和剛度，夾具組裝、切換過程能夠有效保障零件的加工精度。

(4)雙base夾具的base規(guī)格應(yīng)統(tǒng)一化，重復(fù)使用可調(diào)整，組裝管理微機(jī)化。

雙base夾具組成

雙base夾具由夾具線體部分及專用夾具兩部分組成，夾具線體部分由夾具通用部分及各標(biāo)準(zhǔn)元器件組成(見圖1)，夾具專用部分根據(jù)產(chǎn)品零件的機(jī)構(gòu)及用途而定。

1.夾具線體

雙base夾具的基礎(chǔ)元件，包括夾具通用線體、夾具框架及標(biāo)準(zhǔn)矩陣base面組成(見圖2);

2.支撐座

夾具骨架主要元件包括各種墊片、墊板和角座等(見圖2);

3.定位件元件間定位和工件真正定位的元件

包括各種定位塊、定位銷、定位支撐和型面點(diǎn)燈。

4.緊固件

包括標(biāo)準(zhǔn)銷及柱銷，是用于連接兩層base板的主要零件。

夾具技術(shù)要求

雙base夾具在設(shè)計(jì)階段除一般夾具相應(yīng)技術(shù)要求外需重點(diǎn)考慮以下技術(shù)要求：

夾具線體部分主要結(jié)構(gòu)按照GB2804設(shè)計(jì)，主要元件采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼制造，經(jīng)過滲碳淬火后元件表面硬度要求HRC達(dá)到58～65，內(nèi)部硬度達(dá)到HRC?35～40，從而保證夾具底座具有足夠的強(qiáng)度、韌性、搞耐磨性及穩(wěn)定性等。

夾具元件的主要尺寸精度與一般夾具相同，達(dá)到ISO6～7級別即可，水平面上定位孔與基準(zhǔn)面的公差為±0.05?mm，定位孔與定位孔之間的公差為±0.02?mm，基準(zhǔn)面粗糙度為1.6?μm。

主base板孔徑有D28和D16兩個(gè)系列。在高精度的臺(tái)面上，每隔100?mm均布D28的圓孔或每隔50?mm均布φ16?mm的圓孔，這些孔可用于拼接各種功能的定位模塊和夾具連接。

雙base夾具組裝

柔性夾具的組裝是按照一定的原則，將專用夾具及夾具線體部分通過緊固標(biāo)準(zhǔn)柱銷裝配成具有一定切換能力的柔性夾具的全過程。后續(xù)根據(jù)不同的產(chǎn)品和不同的零件的加工需求，將夾具專用部分直接廢除，并切換至夾具線體部分，通過兩層base連接起來，可以充分發(fā)揮夾具線體部分功效，減少后續(xù)夾具開發(fā)費(fèi)用。

base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)

base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(見圖3)是在一個(gè)360°旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)均勻布置了三套夾具base基礎(chǔ)，A車型夾具base通過螺栓方式固定在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的基礎(chǔ)base上，同時(shí)也可以將BC車型夾具以同樣的方式固定在對應(yīng)的基礎(chǔ)base上，當(dāng)生產(chǎn)A車型時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)將A車型夾具旋轉(zhuǎn)到機(jī)器人工作的位置，然后相應(yīng)的機(jī)器人完成取件焊接涂膠等工藝。同理，生產(chǎn)B、C車型時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)將相應(yīng)車型的夾具旋轉(zhuǎn)到機(jī)器人工作位置，完成B、C車型的相應(yīng)工藝。

這種base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)A、B和C三款車型同一工位生產(chǎn)，顯著節(jié)省了生產(chǎn)線的布線面積，至少可以節(jié)省兩款車型的設(shè)備投資和廠房面積。不僅如此，A、B和C三款車型任一款退市后，base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以快速利用旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)基礎(chǔ)base進(jìn)行切換新車型，不需要重新購置新設(shè)備和布置新場地，無需重新調(diào)試，縮短項(xiàng)目周期完成真正意義的高柔性快速切換。

利用base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)使雙base夾具備智能化和高柔性

base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)不只是用在單一工位，還可以組線于整條生產(chǎn)線。某項(xiàng)目中，由于受到場地資源限制，側(cè)圍生產(chǎn)布線始終存在問題，base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)合工位間機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)和工藝，實(shí)現(xiàn)了焊裝多車型柔性化生產(chǎn)線布線，解決了側(cè)圍線難以柔性化的行業(yè)難題。我們在某項(xiàng)目中，采用base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)合機(jī)器人布線方式(見圖4)，利用base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)1、base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)2和base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)3配合機(jī)器人焊接、涂膠和運(yùn)轉(zhuǎn)，完美地解決了側(cè)圍分裝柔性化線生產(chǎn)線面積不足、多車型切換難以實(shí)現(xiàn)的問題，節(jié)約了設(shè)備及場地資源，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。base旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)使雙base夾具備了智能化和高柔性，生產(chǎn)過程中工位間的智能切換以及左右側(cè)圍的高柔性化得到了實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語