多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構的製作方法與工藝

2023-06-12 19:38:16

本發明屬於汽車多車型混線生產製造技術領域，具體涉及一種多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構。

背景技術：
汽車製造商為了滿足不同人群對汽車的喜好，同一種車型往往需要生產出多種款式，如三廂、兩廂，帶天窗、不帶天窗，運動版等等。汽車製造商既要滿足市場對汽車多新化的需求，又要節省生產成本以維持生存，就產生了同一條汽車生產線同時生產一種車型多種款式甚至多種車型的汽車混線生產技術。現有技術中，多車型混線生產成型工位夾具切換布置規範的第一種形式為轉臺型結構，3種車型混線生產成型工位夾具切換布置規範採用轉臺型結構，汽車總拼成型區佔用3個工位，在兩端工位均有一個迴轉臺，迴轉臺上放置有3種不同車型的夾具，在成型區布置有連接兩端迴轉臺的X向輸送機構以及中間汽車總拼成型工位的Y向平移機構，當需要生產某一車型的汽車時，轉臺將即將生產汽車車型的夾具轉運至X向的輸送機構取夾具位置，X向的輸送機構從迴轉臺上取走相應車型夾具後，將夾具沿X向輸送至中間成型工位的Y向平移機構上。需要切換車型時，X向輸送機構將需要更換的汽車夾具從中間汽車總拼成型工位的Y向平移機構上輸送至轉臺空位存貯，並從轉臺上取相應生產車型的夾具至中間汽車總拼成型工位的Y向平移機構上。其佔地面積約22mX18m。第一種形式中，轉臺型成型工位夾具切換布置結構的優點是佔用工位數量少，缺點是切換的車型數量少，夾具切換裝置利用率低，轉臺迴轉動平衡性差。現有技術中，多車型混線生產成型工位夾具切換布置規範的第二種形式，汽車總拼成型區共佔用5個工位，中間工位為汽車總拼成型工位，布置有一Y向平移機構，在汽車總拼成型區兩端的外側分別布置有取夾具及存夾具的平移機構，內側是夾具存貯區，並布置有兩條X向的輸送機構，其中一條X向輸送機構用於連接兩端外側取夾具及存夾具的平移機構，本X向輸送機構跨五個工位，另一條X向輸送機構用於連接兩端內側的存貯機構，本X向輸送機構跨三個工位。當需要切換車型之前，連接存貯機構的X向輸送機構將即將生產的車型夾具轉運至取夾具的平移機構側，取夾具平移機構將夾具轉運至跨5工位的平移機構上，中間汽車總拼成型工位的Y向平移機構將需要切換的夾具平移至跨5工位的X向平移機構上，跨5工位的X向平移機構沿X向平移兩個工位，將需要焊接的車型夾具移至汽車總拼成型工位的Y向平移機構上，同時將需要切換的車型夾具移至存貯夾具平移機構上，汽車總拼成型工位的Y向進給平移機構將夾具沿Y向平移至汽車總拼成型工位，存貯夾具平移機構將切換下來的夾具轉移至夾具存貯區存放。佔地面積約29mX23m。第二種形式中，成型工位夾具切換布置結構的優點是實現車型切換數量多，最多可實現10種車型混線生產，缺點是佔用了5個工位，夾具切換時間長，工位數多，佔用面積大，對焊裝廠房有特殊要求。現有成型工位夾具切換布置結構都布置有X向的輸送機構，存在機械切換裝置利用率低的缺陷。

技術實現要素：
本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構。本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構，包括補焊區、總拼成型區和預拼裝區，所述補焊區、所述總拼成型區和所述預拼裝區從左至右依次排列在同一直線上，所述補焊區的兩側分別設置有第一夾具存貯二區和第二夾具存貯二區，所述總拼成型區的兩側分別設置有第一夾具存貯一區和第二夾具存貯一區，所述第一夾具存貯二區和所述第一夾具存貯一區位於同一側，所述第二夾具存貯二區和所述第二夾具存貯一區位於同一側，所述第一夾具存貯一區與所述總拼成型區之間設置有第一夾具到位平移機構，所述第二夾具存貯一區與所述總拼成型區之間設置有第二夾具到位平移機構，所述第一夾具到位平移機構與所述第一夾具存貯一區之間設置有第一取夾具平移機構，所述第二夾具到位平移機構與所述第二夾具存貯一區之間設置有第二取夾具平移機構，所述第一夾具存貯二區與所述第一夾具存貯一區之間設置有第一存夾具平移機構，所述第二夾具存貯二區與所述第二夾具存貯一區之間設置有第二存夾具平移機構。進一步地，所述總拼成型區設置有排列為一條直線的三個工位，所述第一夾具存貯一區和所述第二夾具存貯一區分別位於所述總拼成型區的中間工位的兩側。進一步地，所述取夾具平移機構與所述存夾具平移機構結構相同且均包括底座，所述底座設置有直線導軌組件和齒輪齒條組件，所述直線導軌組件的滑塊上固定設置有輸送機構和轉運小車導軌組件，所述轉運小車導軌組件上設置有減速電機，所述減速電機與所述齒輪齒條組件傳動連接。更進一步地，所述取夾具平移機構的最大平移行程為3m，所述存夾具平移機構的最大平移行程均為4.2m。更進一步地，所述輸送機構為往復式兩級輸送結構，所述輸送機構包括固定機體、移動機體和夾具掛鈎，所述固定機體上設置有固定減速電機、固定迴轉同步帶和固定直線導軌組件，所述固定減速電機與所述固定迴轉同步帶傳動連接，所述移動機體通過滑塊連接塊固定在所述固定直線導軌組件的滑塊和所述固定迴轉同步帶上，所述移動機體上設置有移動迴轉同步帶、移動直線導軌組件和移動減速電機，所述移動減速電機與所述移動迴轉同步帶傳動連接，所述夾具掛鈎固定在所述移動直線導軌組件的滑塊和所述移動迴轉同步帶上。本發明的有益效果在於：本發明各車型切換科學合理，易於實現，且節省了生產空間，優化了生產區平面布置關係，巧妙地將輸送機構集成於存/取夾具的平移機構上，實現了一種機構同時具備兩種用途，簡化了車型切換的結構，提高了設備的效率。附圖說明圖1是本發明所述多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構的平面示意圖；圖2是本發明所述多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構的單側夾具切換示意圖；圖3是本發明所述多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構的立體示意圖；圖4是本發明所述取夾具平移機構的結構示意圖；圖5是本發明所述輸送機構的立體結構示意圖；圖6是本發明所述輸送機構的截面階梯剖視結構示意圖；圖中：1-第一取夾具平移機構、2-第一夾具到位平移機構、3-第一夾具存貯一區、4-第一存夾具平移機構、5-第一夾具存貯二區、6-補焊區、7-第二夾具存貯二區、8-第二存夾具平移機構、9-第二夾具存貯一區、10-第二夾具到位平移機構、11-第二取夾具平移機構、12-總拼成型區、13-預拼裝區、14-轉運小車、15-夾具、16-輸送機構、17-轉運小車導軌組件、18-底座，19-齒輪齒條組件，20-直線導軌組件，21-減速電機、22-固定減速電機、23-固定機體、24-滑塊連接塊、25-移動減速電機、26-夾具掛鈎、27-移動迴轉同步帶、28-移動機體、29-固定迴轉同步帶、30-移動直線導軌組件、31-固定直線導軌組件。具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步說明：如圖1和圖3所示，本發明包括補焊區6、總拼成型區12和預拼裝區13，補焊區6、總拼成型區12和預拼裝區13從左至右依次排列在同一直線上，補焊區6的兩側分別設置有第一夾具存貯二區5和第二夾具存貯二區7，總拼成型區12的兩側分別設置有第一夾具存貯一區3和第二夾具存貯一區9，第一夾具存貯二區5和第一夾具存貯一區3位於同一側，第二夾具存貯二區7和第二夾具存貯一區9位於同一側，第一夾具存貯一區3與總拼成型區12之間設置有第一夾具到位平移機構2，第二夾具存貯一區9與總拼成型區12之間設置有第二夾具到位平移機構10，第一夾具到位平移機構2與第一夾具存貯一區3之間設置有第一取夾具平移機構1，第二夾具到位平移機構10與第二夾具存貯一區9之間設置有第二取夾具平移機構11，第一夾具存貯二區5與第一夾具存貯一區3之間設置有第一存夾具平移機構4，第二夾具存貯二區7與第二夾具存貯一區9之間設置有第二存夾具平移機構8。其中總拼成型區12設置有排列為一條直線的三個工位，第一夾具存貯一區3和第二夾具存貯一區9分別位於總拼成型區12的中間工位的兩側。本發明所述多車型混線生產成型工位夾具切換布置結構，預拼裝區13佔用一個工位，補焊區6的工位數量多少依據汽車生產節拍來確定，本多車型混線成型生產廠房的長L1為24m，寬L2為15m，因此廠房佔地面積為24mX15m。本發明的夾具存貯區分為存貯一區和存貯二區，存貯一區包括第一夾具存貯一區3和第二夾具存貯一區9，存貯二區包括第一夾具存貯二區5和第二夾具存貯二區7，存貯一區可存貯兩種車型夾具，利用存貯一區即可實現三種車型混線生產。存貯二區可存貯三種車型夾具，利用存貯一區與存貯二區即可實現六種車型混線生產。汽車製造商可運用本發明分批次上車型，即首批僅使用存貯一區生產2至3個車型，等生產的汽車被市場認可後，第二批次使用存貯一區和存貯二區生產更多的車型，以達到擴大汽車在市場上的佔有率，同時又節省成本的目的。如圖2所示，(a)圖示為正在生產車型A，之後生產車型B的情況。在圖4中，A位置為正在生產車型夾具位置，A1為夾具轉運過程的中間位置，即從B處經A1轉運至位置A，從A位置經A1轉運至存貯位置B1、C、D、E、F位置。B為等待生產車型位置，B位置的等待車型夾具只能是從B1位置轉運至B位置。位置B1是存貯生產繼生產車型A和車型B之後將要生產車型的夾具。位置C、D、E、F為夾具存貯位置，當位置B1處存貯有夾具時，C、D、E、F四處存貯位置有一處為空位置，這一空位置即用來存貯從A位置轉出的夾具。以圖2中的(a)所示生產車型A之後，生產車型B，生產車型B之後生產車型D為例詳述車型切換過程。在生產A車型過程中，圖1中第一存夾具平移機構4將夾具D轉運至B1位置，此時存貯車型D的夾具為空。圖1中第一存夾具平移機構4完成夾具轉運後即回到取走A車型夾具位置，A車型生產結束後，圖1中第一夾具到位平移機構2將夾具從A位置平移至A1位置，圖1中第一存夾具平移機構4將A車型夾具從A1位置取出放入D位置進行存貯。當A車型夾具被圖1中第一存夾具平移機構4取走時，圖1中第一取夾具平移機構1把需要生產B車型的夾具轉運至A1位置，圖1中第一夾具到位平移機構2將A1位置的B車型夾具送入A位置，即實現了生產車型B的切換。此時車型夾具布置結構如圖2中的(b)所示。在B種車型生產過程中，圖1中第一取夾具平移機構1把需要生產的D車型的夾具轉運至圖2中的(a)所示的B位置，此時車型夾具布置如圖2中的(c)所示。如圖4所示，取夾具平移機構即第一取夾具平移機構1和第二取夾具平移機構11，存夾具平移機構即第一存夾具平移機構4和第二存夾具平移機構8。取夾具平移機構用於轉運夾具從存貯一區的B1位置至夾具到位平移機構的A1位置(圖2)，本機構僅有一個起點位置和一個終點位置，平移的間距約為3米，自動控制較簡單。存夾具平移機構有兩方面的功能，功能一為用於轉運夾具從夾具到位平移機構的A1位置至存貯一區B1、C及存貯二區D、E、F位置，功能二為用於轉運夾具從C、D、E、F位置至B位置(圖2)，平移的最大行程為4.2米，本機構的動作較多，需通過自動控制的信號檢測、信號反饋和PLC來實現。取夾具平移機構與存夾具平移機構的機械結構設計成相同結構，便於使用與維護，它們均包括底座18，底座18設置有直線導軌組件20和齒輪齒條組件19，直線導軌組件20的滑塊上固定設置有輸送機構16和轉運小車導軌組件17，轉運小車導軌組件17上設置有減速電機21，減速電機21與齒輪齒條組件19傳動連接。輸送機構16為背景技術中提到的X向的輸送機構，即為橫向輸送機構。輸送機構16「抓取」夾具至轉運小車導軌組件17上固定後，減速電機21通過齒輪齒條組件19完成夾具的轉運。與現有技術相比，本發明取消了專門用於夾具X向的輸送機構，巧妙地將X向的輸送機構集成於取夾具平移機構和存夾具平移機構上，既能實現夾具X向的輸送運動，又充當了存/取夾具的平移機構上的「抓手」，使得成型工位夾具切換布置規範變得簡單，機械結構利用率大大提高。在本實施例中，轉運小車導軌組件17由兩段有精度要求的U型槽導軌上下布置，轉運小車的滾輪在導軌內滾動，各機構上的轉運小車導軌組件均相同。如圖5和圖6所示，輸送機構16為往復式兩級輸送結構，能夠節省空間。輸送機構16包括固定機體23、移動機體28和夾具掛鈎26，固定機體23上設置有固定減速電機22、固定迴轉同步帶29和固定直線導軌組件31，固定減速電機22與固定迴轉同步帶29傳動連接，移動機體28通過滑塊連接塊24固定在固定直線導軌組件31的滑塊和固定迴轉同步帶29上，移動機體28上設置有移動迴轉同步帶27、移動直線導軌組件30和移動減速電機25，移動減速電機25與移動迴轉同步帶27傳動連接，夾具掛鈎26固定在移動直線導軌組件30的滑塊和移動迴轉同步帶27上。移動減速電機25帶動移動迴轉同步帶27轉動，將夾具掛鈎26從一端平移至另一端，固定減速電機22帶動固定迴轉同步帶29轉動，將夾具掛鈎26等再平移一段距離，夾具掛鈎26兩次平移完成後即實現了夾具的「抓取」。本發明各車型均布置在同一平面內，車型切換科學合理，易於實現；夾具存貯分成一區和二區，總拼成型區僅佔用三個工位，為汽車製造商節省生產空間，優化了生產區平面布置關係；X向的輸送集成在Y向平移機構上，實現了一種機構同時具備兩種用途，使得車型切換的機械結構由複雜變得簡單，提高了設備的效率。以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍內。