陳傳凱，陳丹丹，張彥亮

白車身門蓋包邊液壓機(jī)系統(tǒng)間油路互通的應(yīng)用研究

陳傳凱，陳丹丹，張彥亮

（上汽通用汽車有限公司 整車制造工程部，上海 201208）

白車身焊裝車間，對(duì)于高節(jié)拍的門蓋包邊液壓機(jī)線體，為了解決液壓機(jī)由于油泵故障帶來的停機(jī)減產(chǎn)問題，文章提供了一種白車身門包邊液壓機(jī)油路互通的方法，利用油路互通原理，通過操縱出現(xiàn)故障的壓機(jī)系統(tǒng)和正常工作的液壓機(jī)的供油閥和回油閥開關(guān)，并結(jié)合人機(jī)交互界面操控油路，最終實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)液壓機(jī)油路之間的互通，從而解決了液壓機(jī)的停機(jī)故障問題。

白車身焊裝車間；門蓋包邊；液壓機(jī)；油路互通

引言

隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，行業(yè)競爭也越演越烈，汽車不斷更新迭代，共線生產(chǎn)的車型越來越多，因此導(dǎo)致白車身焊裝車間的線體要求具有高節(jié)拍和高柔性。同時(shí)，給客戶感官的外覆蓋件也變得越來越重要了，因此，對(duì)于門蓋包邊也越來越高。但是對(duì)于門蓋包邊線體，液壓機(jī)的設(shè)備通常沒有備用泵，當(dāng)液壓機(jī)油泵出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，必然導(dǎo)致整條線體停線，最終影響整個(gè)車間的產(chǎn)能。因此，為了解決液壓機(jī)的油泵故障問題，本文提供了一種包邊液壓機(jī)系統(tǒng)之間油泵油路之間互通的方法。

1 門蓋包邊工藝

1.1 包邊的定義

簡而言之，在汽車白車身制造領(lǐng)域，包邊通常是指外板面板向內(nèi)翻邊折彎后，將內(nèi)板靠摩擦力緊固，以達(dá)到某種設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的工藝，如圖1所示。

圖1 包邊示意圖

1.2 包邊零件

對(duì)于白車身而言，一般需要包邊的區(qū)域主要為車身的外覆蓋件，如前蓋、前門、后門、后蓋或后舉門，以及部分車型的頂蓋和后輪罩，如圖2所示。

圖2 門蓋示意圖

1.3 包邊設(shè)備

白車身外覆蓋件的包邊設(shè)備根據(jù)工作方式可分為液壓機(jī)包邊、機(jī)器人滾邊和專機(jī)包邊三大類。液壓機(jī)包邊適用于高節(jié)拍大批量柔性生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高；機(jī)器人滾邊適用于柔性生產(chǎn)，但是不滿足高節(jié)拍；專機(jī)包邊只能生產(chǎn)一種車型，不能實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，對(duì)于項(xiàng)目投資來講，生產(chǎn)成本較高，調(diào)試周期較長，包邊質(zhì)量比較難以控制。目前對(duì)于高節(jié)拍的工廠應(yīng)用比較廣泛的為液壓機(jī)包邊，液壓機(jī)包邊設(shè)備主要包括液壓機(jī)和包邊模，其中包邊模由上模和下模組成。如圖3所示。

圖3 液壓機(jī)包邊

2 液壓機(jī)

2.1 液壓機(jī)結(jié)構(gòu)

液壓機(jī)主要由機(jī)身、工作油缸、活動(dòng)橫梁、頂出機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)和控制系統(tǒng)等組成，如圖4所示。工作油缸安裝在上橫梁上，活動(dòng)橫梁與工作油缸的活塞連成整體。以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作油缸內(nèi)產(chǎn)生的力。

圖4 液壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 液壓機(jī)工作原理

液壓機(jī)包邊功能的實(shí)現(xiàn)是由PLC控制系統(tǒng)控制閥島的開閉，進(jìn)而控制液壓油路的循環(huán)流向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)包邊機(jī)主機(jī)動(dòng)作進(jìn)行控制，液壓系統(tǒng)通過液壓缸的動(dòng)作提供包邊動(dòng)力，機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)折邊和終折邊，由于角度原因，首先需要進(jìn)行預(yù)折，其中模具在下降過程中動(dòng)作2次，第1次為45，使用預(yù)折刀進(jìn)行預(yù)折邊工藝，第2次使用終折刀進(jìn)行終折邊，將外板翻邊全部壓實(shí)，從而完成液壓機(jī)的包邊工藝。此方案技術(shù)成熟，包邊質(zhì)量穩(wěn)定，一致性好。適用于高節(jié)拍、大批量生產(chǎn)。當(dāng)車型更新?lián)Q代時(shí)，只需更換包邊模，容易實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，在汽車整車制造廠中被廣泛采用[1]。

2.3 液壓機(jī)液壓回路

簡而言之，當(dāng)液壓機(jī)正常工作時(shí)，如圖5所示，首先，油從油箱中的流出，進(jìn)入葉片泵，經(jīng)過葉片泵的工作，使得油路中產(chǎn)生了一定的壓力，然后通過油缸閥島的控制，進(jìn)入油缸，使得壓機(jī)工作，最終油又經(jīng)過油缸閥島流回油箱，從而完成一個(gè)主油路的循環(huán)，油路流向如圖6所示。

圖5 液壓機(jī)油路圖示

圖6 液壓機(jī)油路流向圖

3 液壓機(jī)油路互通應(yīng)用

目前，對(duì)于白車身門包邊壓機(jī)油缸的供油方式主要有兩種：第一種是每臺(tái)壓機(jī)使用單油泵給自己油路供油，設(shè)備通常為此種情況；第二種是每臺(tái)壓機(jī)都額外增加一個(gè)油泵，即兩個(gè)油泵供一臺(tái)壓機(jī)的油路工作。然而，對(duì)于第一種情況，只使用一個(gè)油泵供油時(shí)，當(dāng)油泵出現(xiàn)故障而導(dǎo)致無法供油時(shí)，這時(shí)壓機(jī)就會(huì)無法工作導(dǎo)致停產(chǎn)，影響產(chǎn)能；對(duì)于第二種情況，使用兩個(gè)油泵給一臺(tái)壓機(jī)供油時(shí)，當(dāng)一個(gè)油泵出現(xiàn)問題時(shí)，另外一個(gè)備用泵可以直接啟動(dòng)供油，不會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn)的情況發(fā)生，但是這樣就會(huì)大大增加整個(gè)項(xiàng)目的投資成本。

為了解決壓機(jī)油泵出現(xiàn)故障無法供油導(dǎo)致停產(chǎn)的情況發(fā)生，同時(shí)又不會(huì)增加整個(gè)項(xiàng)目投資成本的條件下，本文提供了一種方法，即利用兩臺(tái)壓機(jī)系統(tǒng)之間的油路互聯(lián)互通互為BACKUP的方案，而對(duì)于新單元或新車型液壓機(jī)的引入不需要額外增加備用油泵。

利用兩臺(tái)油泵之間油路互通模式，通過包邊壓機(jī)油泵間油路互通系統(tǒng)的各閥門的開閉以及人機(jī)交互面板（如圖7所示）的“BYPASSED FD HEM”，“BYPASSED RD HEM”和“DO”按鈕來實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)壓機(jī)之間的BACKUP。

圖7 人機(jī)交互面板

具體實(shí)施方法：如圖8所示，假如白車身前門包邊的液壓機(jī)A的油泵出現(xiàn)了故障，不能正常的供油，為了維持正常的生產(chǎn)，操作人員可以利用后門包邊液壓機(jī)B的油泵給前門包邊的液壓機(jī)供油。首先，操作人員將前門液壓機(jī)A的供油閥BV-01打開，關(guān)閉其回油閥BV-02，然后再將后門液壓機(jī)B的供油閥BV-05關(guān)閉，打開其回油閥BV-06，最后將連接兩臺(tái)液壓機(jī)油路之間的管路閥門BV-03和BV-04打開。此時(shí)，后門包邊液壓機(jī)B的油泵具備了給前門液壓機(jī)A供油的條件，如圖8所示，人機(jī)交互界面顯示屏的“油路開關(guān)實(shí)時(shí)顯示”與相對(duì)應(yīng)的“RD給FD供油油路開關(guān)狀態(tài)”指示燈相一致，油路互通顯示模塊“OK”指示燈由紅燈變成綠燈，然后，操作人員通過同時(shí)按動(dòng)“BYPASSED FD HEM”和“DO”鍵，將前門故障壓機(jī)的油泵屏蔽，與此同時(shí)，便啟動(dòng)了后門包邊液壓機(jī)油泵給前門液壓機(jī)的供油，使其正常的工作；與其類似，前門包邊液壓機(jī)A的油泵也可以實(shí)現(xiàn)給后門液壓機(jī)B供油，以此類推，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)液壓機(jī)油路之間的互聯(lián)互通[2]。

圖8 液壓機(jī)系統(tǒng)互通結(jié)構(gòu)示意圖

對(duì)于兩臺(tái)液壓機(jī)，油泵油路互通的液壓元件存在三種工作狀態(tài)：兩臺(tái)液壓機(jī)獨(dú)立工作、液壓機(jī)A給B供油和液壓機(jī)B給A供油，如表1所示（3種模式下2臺(tái)設(shè)備的泵、閥以及互通連接閥開閉狀態(tài)表）。

表1 液壓機(jī)工作狀態(tài)示意圖

4 結(jié)束語

白車身生產(chǎn)焊裝車間，對(duì)于高節(jié)拍的白車身門蓋壓機(jī)線體，液壓機(jī)包邊的正常工作顯得尤為重要，為了解決或預(yù)防液壓機(jī)由于油泵故障帶來的停機(jī)減產(chǎn)問題，本文通過白車身門包邊液壓機(jī)油路互通的方法，利用兩臺(tái)液壓機(jī)之間油路互通原理，通過將出現(xiàn)故障的液壓機(jī)系統(tǒng)的供油閥打開，關(guān)閉其回油閥，再將正常工作的液壓機(jī)供油閥關(guān)閉，打開其回油閥，然后將連接兩臺(tái)壓機(jī)油路之間的管路閥門打開，最后通過操縱人機(jī)交互界面，使用PLC控制閥島的開啟和閉合，從而控制油路循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)液壓機(jī)油路之間的互聯(lián)互通，從而解決了液壓機(jī)的故障停機(jī)問題，避免了由于液壓機(jī)故障而導(dǎo)致的車間產(chǎn)能損失的問題。

[1] 楊超.汽車車門閉合件包邊工藝[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備.2018(1): 129-131.

[2] 陳傳凱等.包邊壓機(jī)系統(tǒng)和用于包邊壓機(jī)的油泵系統(tǒng):中國,2118 5825.6[P].2017-05-31.

Research on the Application of the Connection between Oil Circuits of Hydraulic Press Machine for Closure

Chen Chuankai, Chen Dandan, Zhang Yanliang

( Vehicle Manufacture Engineering. SAIC General Motor Company, Ltd., Shanghai 201208 )

In the BIW (Body-in-white) welding workshop, for the closure hydraulic press hemming line with high JPH(Job per hour), in order to solve the problem of shutdown and reduce production of hydraulic press machine caused by oil pump failure, this paper introduces a method of oil circuit connection between hydraulic press machine, with the principle of oil circuit connect each other, and operate the switch of oil supply valve and oil return valve of the hydraulic press machines between failure and normal working hydraulic press, and controls the oil circuit with human machine interface, and finally realizes the connection of oil circuits between the hydraulic press machines, so as to solve the problem of failure and shutdown for hydraulic press machine.

BIW welding workshop; Hemming for closure; Hydraulic press machine; Connect between oil circuits

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.042

U463.8

A

1671-7988(2021)07-133-03

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1671-7988(2021)07-133-03

陳傳凱，男，碩士研究生，畢業(yè)于華東理工大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)就職于上汽通用汽車有限公司整車制造工程部，任車身工藝工程師，研究方向：汽車制造技術(shù)。