駕駛室白車身是汽車的重要組成部分，其制造水平對汽車整體功能有很大的影響。然而白車身的焊接質(zhì)量不僅需要焊接機(jī)器人、激光在線檢測等先進(jìn)工藝，還需要可靠的自動化輸送裝置和平穩(wěn)的自動升降吊具將制件準(zhǔn)確送至工位，消除其他運(yùn)送方式造成的制件磕碰傷、變形等缺陷，為提高白車身的質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)拍提供保證。

自行小車吊運(yùn)輸送線是高度體現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)的物流輸送系統(tǒng)，它融合了機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、自動控制四大技術(shù)精髓，是集倉儲、運(yùn)輸、裝卸、工藝操作四大物流環(huán)節(jié)為一體的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)，通常簡稱為自行小車系統(tǒng)。近十年，隨著我國汽車整車自動化生產(chǎn)線的現(xiàn)代化大規(guī)模流水線作業(yè)水平的提高，自行小車系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。它與傳統(tǒng)的空中積放鏈輸送裝備相比，具有噪聲小、靈活性強(qiáng)、功能多、布置靈活、工作安全可靠等特點(diǎn)。

生產(chǎn)現(xiàn)狀

解放J6載貨汽車焊裝生產(chǎn)線2005年建成投產(chǎn)，地板、側(cè)圍、后圍以及頂蓋等大總成到主焊線的輸送均采用自行小車吊運(yùn)輸送系統(tǒng)。以車身下部線地板總成吊運(yùn)自動小車輸送系統(tǒng)為例，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

吊具起升與下降的動力由電動葫蘆提供，吊具上安裝四個可移動的吊點(diǎn)，與電動葫蘆起升鐵鏈連接，調(diào)節(jié)四個固定吊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)吊具的找平、起升和下降，平穩(wěn)性靠剪刀叉平衡機(jī)構(gòu)來保證?？偝傻蹙呦到y(tǒng)中的電動機(jī)用來控制吊具托架打開和閉合。吊具采用集散控制，吊具自帶PLC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主控制柜集散控制，如圖2所示。

在使用過程中，自行小車運(yùn)輸線在功能、控制靈活性和可靠性方面得到了廣泛認(rèn)可，但電動葫蘆與剪刀叉平衡機(jī)構(gòu)這種起吊系統(tǒng)組合逐漸暴露出如下一些問題：

1）剪刀叉平衡機(jī)構(gòu)故障率比較高。由于該機(jī)構(gòu)是由多個剪刀叉結(jié)構(gòu)組合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以對于制造精度有很高要求?，F(xiàn)場使用中由于剪刀叉各機(jī)構(gòu)之間的匹配精度不足，使連接軸處因受力過大而使轉(zhuǎn)軸斷裂，需要對剪刀叉結(jié)構(gòu)進(jìn)行頻繁維修。

2）電動葫蘆吊點(diǎn)雖然與吊具有四個點(diǎn)連接，但四個點(diǎn)分布的面積有限，不能很好地控制吊具的平衡性；剪刀叉結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度難以保證，導(dǎo)致吊具起吊和下降的平穩(wěn)性不好。

3）吊具下降和起升的平衡性差導(dǎo)致對導(dǎo)向軌道的沖擊力大；同時剪刀叉在升起和降落的過程中產(chǎn)生的噪聲很大，對工作環(huán)境造成影響。

4）吊具上與電動葫蘆連接的吊點(diǎn)是可移動的，雖然可以進(jìn)行吊具的調(diào)平，但是在使用過程中吊點(diǎn)會有少量移動，使吊具傾斜，影響正常的生產(chǎn)使用。

5）剪刀叉自身重量大，增加了電動葫蘆的起吊負(fù)擔(dān)，提高了電動葫蘆的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

帶式升降吊具的應(yīng)用

基于現(xiàn)行電動葫蘆與剪刀叉吊具組合存在的問題，結(jié)合生產(chǎn)車間的實(shí)際情況，經(jīng)過調(diào)研和論證，決定在車身下部線地板總成吊運(yùn)自動小車輸送系統(tǒng)上嘗試使用四點(diǎn)帶升降吊具，取代電動葫蘆與剪刀叉的吊具組合，以嶄新的起吊方式實(shí)現(xiàn)地板總成從下部線至主焊線的吊運(yùn)工作。

采用的自行小車為單軌懸掛式自動輸送系統(tǒng)。自行小車由前小車（導(dǎo)引小車）、中小車（負(fù)載小車）和尾小車三部分組成。帶有行走電動機(jī)、升降電動機(jī)、夾具電動機(jī)、控制箱和多個傳感器，可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎、吊具上升下降以及吊具打開關(guān)閉等功能，其整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。行走電動機(jī)和集電器安裝在導(dǎo)引小車上，控制箱安裝于小車前部，箱內(nèi)安裝小車動作控制系統(tǒng)，由導(dǎo)引小車帶動整個自行小車系統(tǒng)在軌道上行走。集電器與軌道滑觸線相連，從軌道上獲取小車電源并采用移動總線控制實(shí)現(xiàn)小車的行走、吊具升降及夾具打開關(guān)閉等功能。

自行小車整體結(jié)構(gòu)

新吊具升降系統(tǒng)采用帶式升降機(jī)構(gòu)，起升與下降動力由電動機(jī)提供，四點(diǎn)吊掛總成吊具，并且四點(diǎn)分布在吊具的四個角處，很好地控制了總成吊具的平衡性。實(shí)現(xiàn)整個吊具升降功能的主驅(qū)動電動機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動固定于軸上的兩個帶纏繞輪，使帶在纏繞輪內(nèi)正反纏繞，再通過轉(zhuǎn)向輪使帶在垂直方向收縮、拉長，實(shí)現(xiàn)上升、下降的功能。四條帶分別與吊具連接，升降機(jī)構(gòu)中有斷帶保護(hù)裝置，升降位置由絕對值編碼器控制。系統(tǒng)具有速度檢測及超速保護(hù)功能；帶升降吊具中安裝上升越位開關(guān)；并在電動機(jī)框架底座和吊具框架處安裝定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，用來控制上升到位時吊具的位置，同時保證在自行小車運(yùn)動時，整個吊具相對于驅(qū)動電動機(jī)框架的穩(wěn)定性。系統(tǒng)中設(shè)有維修鎖定輪，方便更換帶輪等維修作業(yè)。夾具電動機(jī)可以使吊具打開關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)夾取工件的功能。

帶式升降吊具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備選型主要集中在升降驅(qū)動電動機(jī)上，根據(jù)車間現(xiàn)場的輸入條件和電動機(jī)選型。選擇電動機(jī)型號及參數(shù)見附表。

升降用負(fù)重帶為國外進(jìn)口優(yōu)質(zhì)品牌，每條可承受30kN拉力，保證起吊安全；吊具與工件相接的地方采用尼龍材料，以防損壞工件。圖4為帶升降吊具在解放J6焊裝車間的應(yīng)用情況。

解放J6焊裝車間的帶升降吊具

經(jīng)過一段時間的使用，帶式升降吊具展現(xiàn)了一些相對于電動葫蘆與剪刀叉機(jī)構(gòu)起吊系統(tǒng)的優(yōu)勢。

帶式升降吊具優(yōu)勢如下：

1）帶式升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，主要磨損件為皮帶，而皮帶更換也比較方便。

2）由于帶輪與吊具連接點(diǎn)分布在吊具的四個角處，同時吊具上升下降由一臺電動機(jī)控制，使四個吊點(diǎn)的運(yùn)動能夠基本達(dá)到同步，這就保證了帶式升降機(jī)構(gòu)上升下降的平穩(wěn)性；總成吊具調(diào)平后，也不易發(fā)生偏移。

3）帶式升降機(jī)構(gòu)在起吊和下降時噪聲很小，實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

結(jié)語

自行小車帶式起吊輸送系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)使其受到越來越多的關(guān)注，在國內(nèi)汽車制造廠也有一些應(yīng)用。隨著我國汽車工業(yè)的長足發(fā)展，生產(chǎn)線自動化工藝裝備水平也取得了較大進(jìn)步。J6載貨汽車焊裝生產(chǎn)線完成比較早，生產(chǎn)中暴露了一些工藝裝備的不足。根據(jù)生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗(yàn)和對新工藝裝備的學(xué)習(xí)掌握，淘汰落后工藝和裝備，大膽采用新工藝、新裝備對生產(chǎn)線進(jìn)行改造完善十分必要。經(jīng)過這次帶式升降吊具系統(tǒng)的有益嘗試，積累了一種嶄新升降吊運(yùn)的方法，進(jìn)一步可以推廣到整個解放J6焊裝車間的空中吊運(yùn)系統(tǒng)中，甚至是整個解放公司載貨汽車廠的各生產(chǎn)車間的生產(chǎn)應(yīng)用中，也為以后解放載貨汽車下一代產(chǎn)品生產(chǎn)線的建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。