淺談焊裝車(chē)間多車(chē)型在線檢測(cè)柔性定位系統(tǒng)及應(yīng)用

蒙文范 馮志鵬 樊水晶

摘 要：本文主要介紹焊裝車(chē)間白車(chē)身在線檢測(cè)定位系統(tǒng)及應(yīng)用，通過(guò)采用線旁五軸柔性定位機(jī)構(gòu)和升降滾床相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，使白車(chē)身脫離精度較差的隨行夾具進(jìn)入到高精度的線旁柔性定位系統(tǒng)，確保了白車(chē)身定位的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：在線檢測(cè);柔性定位;升降滾床

1 引言

汽車(chē)整車(chē)企業(yè)焊裝車(chē)間的白車(chē)身尺寸測(cè)量一般是在測(cè)量室完成的。每個(gè)班次工人從生產(chǎn)線上隨機(jī)下線一臺(tái)白車(chē)身，然后再轉(zhuǎn)移到測(cè)量室的定位系統(tǒng)上面進(jìn)行測(cè)量。這種方式不僅工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，測(cè)量效率低，而且存在測(cè)量樣本少、隨機(jī)性強(qiáng)，樣本容易出現(xiàn)質(zhì)量偏差等，不能準(zhǔn)確有效地分析白車(chē)身尺寸變化情況。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文介紹了一種解決方案，即在焊裝車(chē)間的補(bǔ)焊線上最后一個(gè)工位布置在線檢測(cè)系統(tǒng)替代線下測(cè)量室測(cè)量，該方案白車(chē)身100%檢測(cè)，能實(shí)時(shí)有地效監(jiān)控白車(chē)身尺寸。由于該補(bǔ)焊線是對(duì)應(yīng)車(chē)間多條車(chē)身主線的混批生產(chǎn)模式，所以在線檢測(cè)柔性定位系統(tǒng)是關(guān)鍵，下面重點(diǎn)介紹。

2 方案分析

焊裝車(chē)間補(bǔ)焊線采用高速滾床輸送形式，可混批生產(chǎn)的多種車(chē)型，各車(chē)型的定位基準(zhǔn)都不一致。白車(chē)身在隨行夾具上不能滿(mǎn)足在線檢測(cè)精度要求，所以白車(chē)身在測(cè)量的時(shí)候要脫離隨行夾具，這就要求在線測(cè)量定位系統(tǒng)不但要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有過(guò)線車(chē)型柔性定位而且要保證其定位精度。為此，設(shè)計(jì)了線旁五軸柔性定位系統(tǒng)+升降滾床的方式，使用該方式滿(mǎn)足多車(chē)型柔性定位和高精度要求。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在線檢測(cè)柔性定位系統(tǒng)主要包括線旁五軸柔性定位夾具與升降滾床。

3.1 線旁五軸柔性定位夾具結(jié)構(gòu)

如圖1所示，線旁柔性定位夾具，主要包括5部分組成。支座是定位單元的底座，起到支撐作用，高度根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)，上面布置有直線導(dǎo)軌等連接部分;Y軸推動(dòng)氣缸是實(shí)現(xiàn)Y軸進(jìn)出運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，采用自鎖氣缸，到位鎖緊保證穩(wěn)定性;C-Flex是發(fā)那科產(chǎn)品，定位精度高，其可以實(shí)現(xiàn)4軸聯(lián)動(dòng)，即圖中的x、z、j1、j2;定位銷(xiāo)跟白車(chē)身定位孔直接配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)白車(chē)身定位，設(shè)計(jì)兩個(gè)定位銷(xiāo)是因?yàn)楦鬈?chē)型有兩種不同規(guī)格的定位孔直徑，根據(jù)實(shí)際情況還可以設(shè)計(jì)多規(guī)格定位銷(xiāo)，通過(guò)J2軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)定位銷(xiāo)切換，提高柔性定位能力;掃略空間范圍線是柔性定位定位銷(xiāo)的運(yùn)動(dòng)范圍，只要白車(chē)身定位孔落在此范圍內(nèi)即可由該定位單元定位。

以上，通過(guò)Y軸推動(dòng)氣缸+4軸C-Flex組成的五軸線旁?shī)A具，該定位單元重復(fù)定位精度為±0.07mm，可以實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)，即x、y、z、j1、j2，定位空間范圍大，柔性定位能力強(qiáng)。

3.2 升降滾床

升降滾床主要由滾床本體和高速滾床組成，如圖2中1和2所示。高速滾床由輸送電機(jī)、傳動(dòng)輪、導(dǎo)向輪等組件組成，工作時(shí)，輸送電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，利用傳動(dòng)輪的摩擦力驅(qū)動(dòng)滑橇從而實(shí)現(xiàn)對(duì)白車(chē)身輸送。升降機(jī)構(gòu)由升降電機(jī)、減速機(jī)、凸輪機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿、聯(lián)軸器等組成。工作時(shí)，升降電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)做等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯蹬_(tái)連續(xù)的升降運(yùn)動(dòng)。

4 工作原理

如圖3，是集成了白車(chē)身、線旁五軸夾具、升降滾床等的在線檢測(cè)定位系統(tǒng)。其工作原理主要包括以下10個(gè)步驟：

1）滑橇隨行夾具把白車(chē)身輸送到在線檢測(cè)工位;

2）線旁?shī)A具運(yùn)動(dòng)到指定位置;

3）升降滾床下降 ;

4）白車(chē)身落到線旁?shī)A具上;

5）機(jī)器人開(kāi)始測(cè)量;

6）測(cè)量完成;

7）升降滾床上升 ;

8）白車(chē)身脫離線旁?shī)A具 ;

9）線旁?shī)A具回原位;

10）滾床把滑橇隨行夾具和白車(chē)身輸送到下個(gè)工位。

循環(huán)結(jié)束。

5 應(yīng)用

該方案已成功應(yīng)用于SGMW寶駿二期公共補(bǔ)焊線在線檢測(cè)工位，在線檢測(cè)布置在該補(bǔ)焊線最后一個(gè)工位。白車(chē)身焊接完成后在該工位對(duì)其尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效保障白車(chē)身尺寸質(zhì)量穩(wěn)定性。該工位共用了4套柔性定位夾具機(jī)構(gòu)用于白車(chē)身主定位，另外用了2套不帶定位銷(xiāo)柔性定位機(jī)構(gòu)用于車(chē)身輔助定位，同時(shí)設(shè)計(jì)了一套升降滾床機(jī)構(gòu)配合柔性定位機(jī)構(gòu)使用。柔性定位夾具和升降滾床相結(jié)合使用使白車(chē)身脫離隨行夾具，使白車(chē)身能在高精度高的定位系統(tǒng)里面測(cè)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)焊裝車(chē)間一種在線檢測(cè)柔性定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了介紹，解決了多車(chē)型共線生產(chǎn)在線檢測(cè)柔性定位難題，該方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，柔性定位能力強(qiáng)，定位精度高，開(kāi)發(fā)成本低，易于實(shí)現(xiàn)，可為汽車(chē)企業(yè)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)白車(chē)身在線檢測(cè)定位系統(tǒng)提供參考。

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