周濤　彭羿　農(nóng)振

摘 要：通過介紹隨行夾具庫存儲(chǔ)過程和夾具切換動(dòng)作，了解隨行夾具庫裝置及自動(dòng)切換夾具系統(tǒng)。該隨行夾具庫裝置及自動(dòng)切換夾具系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、六面體夾具庫結(jié)果使用立體上下兩側(cè)庫位存儲(chǔ)方式，解決了夾具占用場地大問題。2、夾具庫采用回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，全過程夾具采用機(jī)器人切換，解決了人工切換效率低下及安全隱患問題。3、此結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)線下切換，邊生產(chǎn)，邊切換，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：隨行夾具庫 存儲(chǔ) 自動(dòng)切換夾具

An Accompanying Fixture Library Device and Automatic Switching Fixture System

Zhou Tao Peng Yi Nong Zhen

Abstract：By introducing the storage process and fixture switching actions of the accompanying fixture library， the article means to learn about the accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system. The accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system have the following advantages： 1. The hexahedral fixture library uses the three-dimensional upper and lower sides storage method to solve the problem of large space occupied by fixtures. 2. The fixture library adopts a rotating structure， and the fixture is switched by robot in the whole process， which solves the problems of low manual switching efficiency and safety hazards. 3. This structure can realize offline switching， production and switching at the same time， and improve production efficiency.

Key words：accompanying fixture library， storage， automatic switching fixture

1 前言

汽車生產(chǎn)線的柔性化程度越來越高，主線的工裝需要進(jìn)行切換以便適應(yīng)不同車型的焊接生產(chǎn)。隨行夾具便是其中一種形式，一套隨行夾具上可以進(jìn)行切換定位以滿足兩種車型的生產(chǎn)。當(dāng)生產(chǎn)線體導(dǎo)入第三種車型時(shí)，需要將滑撬上的四套隨行夾具（如圖1所示 A/B/C/D）用機(jī)器人抓取下來，放到專用的小撬上（如圖2所示），然后將新導(dǎo)入車型的隨行夾具進(jìn)行安裝替換，切換下來的隨行夾具放到存儲(chǔ)區(qū)域中去。

存在問題：由于主線有26套隨行夾具，當(dāng)全部切換下來后，需要大片區(qū)域進(jìn)行存儲(chǔ)。如果采用機(jī)器人直接切換到線旁存儲(chǔ)，受機(jī)器人可達(dá)性以及線旁場地的限制，不能存儲(chǔ)完所有的隨行夾具。如果在其他區(qū)域進(jìn)行儲(chǔ)存，一是不能形成自動(dòng)切換，需要人員將切換下來的隨行夾具搬走，然后將新導(dǎo)入車型的隨行夾具搬到切換臺(tái)上，切換效率低;2從滑撬到儲(chǔ)存區(qū)這個(gè)過程中，采用人工推運(yùn)，這樣不僅切換時(shí)間長而且在搬運(yùn)過程中存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 隨行夾具庫裝置

2.1 隨行夾具庫

為了解決隨行夾具自動(dòng)切換以及儲(chǔ)存的問題，設(shè)計(jì)建造了如圖3所示的六面體夾具庫，將夾具庫建在主線的第二個(gè)工位，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工位將車身三大件（前車體、地板、后部下車體）焊接好后用抓手抓到隨行夾具上，在抓取的時(shí)候給二號工位發(fā)出車型信號。夾具庫根據(jù)發(fā)出的車型信號以及當(dāng)前隨行夾具的狀態(tài)，判斷是否需要進(jìn)行隨行夾具切換。

如圖3所示，六面體夾具庫由左右各2個(gè)六面體夾具庫組成。分別由兩臺(tái)切換機(jī)器人、六面體夾具庫、過渡臺(tái)、對中臺(tái)以及新車型夾具導(dǎo)入小車工位組成。切換機(jī)器人負(fù)責(zé)切換滑撬上的隨行夾具，出/入庫升降機(jī)負(fù)責(zé)將新或切換下來的隨行夾具送下來或者送上去;過渡臺(tái)主要用作夾具切換時(shí)的中轉(zhuǎn)，并在上面完成隨行夾具的切換以及隨行夾具離線操作;中轉(zhuǎn)臺(tái)不僅可以用作隨行夾具的存儲(chǔ)作用，同時(shí)在新車型隨行夾具導(dǎo)入時(shí)，可以利用小車將夾具導(dǎo)入。

2.2 六面體隨行夾具庫的存儲(chǔ)量與存儲(chǔ)狀態(tài)

圖3中六面體夾具庫，左側(cè)有2個(gè)六面體夾具庫，負(fù)責(zé)隨行夾具的A＼B單元存儲(chǔ)，右側(cè)同樣有2個(gè)六面體夾具庫，負(fù)責(zé)隨行夾具的C＼D單元存儲(chǔ)。如圖4所示為夾具庫隨行夾具存儲(chǔ)示意圖，完成隨行夾具的存儲(chǔ)工作。每個(gè)面有上下兩層，共4個(gè)庫位，存儲(chǔ)2套隨行夾具，左側(cè)2個(gè)六面體夾具庫共可存儲(chǔ)24套A＼B隨行夾具;右側(cè)2個(gè)六面體存儲(chǔ)量與左側(cè)相同，存儲(chǔ)24套C＼D隨行夾具。隨行夾具在切換過程中，可以根據(jù)具體夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，靈活實(shí)現(xiàn)單個(gè)單元或者2個(gè)單元的同時(shí)動(dòng)作切換。

3 自動(dòng)切換夾具系統(tǒng)

3.1 自動(dòng)切換夾具步驟

切換步驟：1、切換機(jī)器人根據(jù)主線發(fā)出的切換信息，切換機(jī)器人將當(dāng)前工位隨行夾具的四組隨行夾具切換下來放到過渡臺(tái)上。2、在機(jī)器人切換的同時(shí)，六面體夾具庫根據(jù)主線發(fā)送的撬號信息，旋轉(zhuǎn)到存儲(chǔ)相應(yīng)隨行夾具工裝的庫位前，到位后機(jī)器人將新車型的隨行夾具工裝抓取安裝切換到滑撬上。3、機(jī)器人再將過渡臺(tái)上切換下來的隨行夾具工裝，運(yùn)送到剛剛的庫位中去存儲(chǔ)，完成后在原點(diǎn)等待下一個(gè)切換命令。 左側(cè)機(jī)器人負(fù)責(zé)切換六面體夾具庫中的A＼B隨行夾具單元，右側(cè)機(jī)器人負(fù)責(zé)切換六面體夾具庫中的C＼D隨行夾具單元。

3.2 過渡臺(tái)

如圖5所示為過渡臺(tái)，主要是負(fù)責(zé)從滑撬、夾具庫上轉(zhuǎn)運(yùn)隨行夾具工裝。

3.3 對中臺(tái)

如圖6所示為對中臺(tái)機(jī)構(gòu)。對中臺(tái)主要負(fù)責(zé)隨行夾具的存儲(chǔ)以及新車型隨行夾具在該位置完成切換導(dǎo)入。對中臺(tái)可存儲(chǔ)2套隨行夾具。

3.4 切換小車

如圖7所示為切換小車機(jī)構(gòu)，完成新舊車型切入切出工作。

4 結(jié)束語

通過建立六面體夾具庫，解決了隨行夾具存放占地多的問題，提高了空間利用率;六面體夾具庫在布局上，采用上下兩層的庫位存儲(chǔ)方式，極大的解決了夾具庫的占用場地，在空間及場地受限區(qū)域可以廣泛使用。同時(shí)，從開始切換到切換完成都是根據(jù)PLC信號自動(dòng)完成，自動(dòng)化率高，減少人員操作，提高了生產(chǎn)效率同時(shí)降低了人工成本。另外，在生產(chǎn)的過程中也能根據(jù)生產(chǎn)車型進(jìn)行實(shí)時(shí)的進(jìn)行隨行夾具的切換，避免主線清線的情況，減少生產(chǎn)產(chǎn)能損失。該夾具庫裝置及夾具切換系統(tǒng)在現(xiàn)場已應(yīng)用近五年，實(shí)踐證明這種隨行夾具庫裝置及切換夾具系統(tǒng)非?？煽?。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉龍，劉久月，唐廣輝，潘福祿，沈明.焊裝隨行夾具輸送線淺析[J/OL].汽車工藝與材料. https：//doi.org/10.19710/J.cnki.1003-8817.20200205.

[2]劉坤.柔性焊接生產(chǎn)線夾具切換技術(shù)探析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2017，5（427）：129-132.

[3]張敏，魏偉.淺談汽車生產(chǎn)中的柔性制造[J].汽車工藝與材料，2005（6）：1-2.