李建為，張國旭，李永剛，單寶德，武曉東

（國機鑄鍛機械有限公司，山東 濟南 250306）

目前在商用汽車車架總成領(lǐng)域，許多車架都是由U 形外梁（主梁）和U 形內(nèi)梁（襯梁）組成，有時先對U 形外梁和U 形內(nèi)梁進行預先沖孔，然后對U 形外梁和U 形內(nèi)梁進行合梁點焊；有時先對平板外梁和平板內(nèi)梁進行預先沖孔，然后平板外梁和平板內(nèi)梁進行組合點焊。U 型梁或平板梁在組合點焊時都需要相應孔對正，但是傳統(tǒng)的設備在進行合梁時偶爾會出現(xiàn)孔對不正的現(xiàn)象，從而造成無法合梁，這時就需要人工進行干預。但是人工干預費時費力，并且效果不好。針對此現(xiàn)象我司研制了全新的自動合梁點焊設備。該設備可通過調(diào)整相應的工藝流程，保證相應孔對正，實現(xiàn)內(nèi)梁順利鑲?cè)胪饬褐校龠M行點焊，從而解決傳統(tǒng)設備的不足。

1 設備概況

該款自動合梁點焊設備是我司在商用車車架總成領(lǐng)域新研發(fā)的一種全新設備。本設備可實現(xiàn)U 形外梁和U 形內(nèi)梁相應孔對正后內(nèi)梁順利鑲?cè)胪饬褐?，自動完成?nèi)外梁的合梁壓緊，再通過點焊機對合梁進行點焊固定。

本設備主要由：上料臺、上料電磁行吊、翻轉(zhuǎn)定位裝置、合梁單元、銷送進單元、點焊單元、對中導向裝置、出料單元、下料電磁行吊、下料臺、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。其中銷送進單元、點焊單元、出料單元沿設備長度方向依次布置；上料臺、翻轉(zhuǎn)定位裝置、銷送進單元、合梁單元沿設備寬度方向從前到后依次布置，在它們的上方布置上料電磁行吊；下料臺、出料單元沿設備寬度方向從前到后依次布置，在它們的上方布置下料電磁行吊；對中導向裝置布置在點焊單元的左右兩側(cè)，依次進行內(nèi)梁→外梁→壓力機合梁→送進銷送進→點焊→出料，完成合梁點焊[1，2]，詳細布置如圖1 所示。

圖1 設備布置示意圖

該型合梁點焊設備真正實現(xiàn)了U 型梁從上料、合梁、點焊、下料等全自動加工，極大地節(jié)約了人力，實現(xiàn)了U 型梁合梁點焊生產(chǎn)過程的自動化。

2 工作原理

根據(jù)縱梁的合梁成形工藝，需要對U 型梁或平板梁進行預沖孔。在進行內(nèi)外梁合梁時需要以工藝孔進行定位[3]，用以實現(xiàn)其他孔位的對正。

已完成預沖孔的內(nèi)外梁放置于上料臺上，上料電磁行吊先將內(nèi)梁從上料臺吊至翻轉(zhuǎn)定位裝置上，如果內(nèi)梁在上料臺上為開口向下姿態(tài)，此時需要通過翻轉(zhuǎn)裝置把內(nèi)梁翻轉(zhuǎn)為開口向上姿態(tài)；如果內(nèi)梁在上料臺上為開口向下姿態(tài)則不需要經(jīng)過翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)定位裝置集成了邊定位和驅(qū)動裝置，可通過驅(qū)動裝置完成內(nèi)梁在翻轉(zhuǎn)定位裝置上的邊定位和端頭定位（粗定位）。

合梁單元上的插銷裝置，通過伺服驅(qū)動將固定銷和活動銷分別移動到指定位置，上料電磁行吊把完成粗定位后的內(nèi)梁，從翻轉(zhuǎn)定位裝置吊運至合梁單元中的合梁平臺位置（即合梁工位），定位銷插入到內(nèi)梁上的定位孔（工藝孔），對內(nèi)梁進行定位（精定位）。

合梁單元中的多臺壓力機，通過同步裝置一起移動到合梁平臺位置（即合梁工位），然后四臺合梁壓力機的滑塊帶動電磁鐵一起下降并壓緊內(nèi)梁，電磁鐵勵磁吸住內(nèi)梁，插銷裝置拔出兩定位銷，合梁壓力機的滑塊同步上升，把內(nèi)梁從合梁平臺上吊起，合梁壓力機通過同步裝置帶著內(nèi)梁同步后移，讓開合梁平臺位置，到達避讓工位。

上料電磁行吊后將外梁從上料臺吊至翻轉(zhuǎn)定位裝置上，如果外梁在上料臺上為開口向下姿態(tài)，此時需要通過翻轉(zhuǎn)裝置把外梁翻轉(zhuǎn)為開口向上姿態(tài)；如果外梁在上料臺上為開口向下姿態(tài)則不需要經(jīng)過翻轉(zhuǎn)，由翻轉(zhuǎn)定位裝置完成外梁的邊定位和端頭定位（粗定位）；上料電磁行吊把完成粗定位后的外梁從翻轉(zhuǎn)定位裝置吊運至合梁單元中的合梁平臺位置（即合梁工位），定位銷插入到外梁上的定位孔（工藝孔），對外梁進行定位（精定位）。

完成外梁的精定位后，合梁壓力機帶著內(nèi)梁同步移動，向前返回合梁平臺位置（即合梁工位）；合梁壓力機的滑塊同步下降，將內(nèi)梁壓到外梁之中，內(nèi)梁和外梁的組合稱作組合梁；此時定位銷將同時穿過內(nèi)梁和外梁；合梁壓力機上的電磁鐵退磁，插銷裝置拔出定位銷，完成內(nèi)外梁的合梁；此時合梁壓力機的滑塊依靠油缸的壓力繼續(xù)保持壓緊組合梁的狀態(tài)。

合梁壓力機夾持組合梁向前同步移動到銷送進單元中的銷送進工位；在銷送進工位上料側(cè)依次安裝有送進銷Ⅰ和送進銷Ⅱ，在下料側(cè)安裝有送進銷Ⅲ；送進小車分別帶動送進銷Ⅰ、送進銷Ⅱ移動到指定位置，兩送進銷同時插入到組合梁的定位孔中，保持組合梁中內(nèi)梁和外梁相對位置不發(fā)生變化，然后合梁壓力機的滑塊上升帶動電磁鐵離開組合梁，合梁壓力機向后退回到避讓工位。

送進小車上的送進銷Ⅰ、送進銷Ⅱ共同帶動組合梁向點焊單元方向同步運動進行送進，將組合梁送到預定的焊接位置，點焊單元的點焊機對組合梁進行點焊焊接。

送進銷Ⅱ到達點焊機旁邊進入工作死區(qū)時，拔出送進銷Ⅱ，送進銷Ⅰ繼續(xù)送進；送進銷Ⅰ到達送進銷Ⅱ附近并進入工作死區(qū)時，出料小車上的送進銷Ⅲ插入到組合梁的定位孔，然后拔出送進銷Ⅰ；送進銷Ⅰ、送進銷Ⅱ返回，送進銷Ⅲ繼續(xù)送進，送進銷Ⅰ、送進銷Ⅱ返回到與合梁單元定位銷對應的x 向位置時停止；送進銷Ⅲ繼續(xù)將組合梁送進，直到全部焊點完成焊接，并將組合梁送到下料位置。

組合梁送到下料位置后，下料電磁行吊將組合梁從出料單元上吊運至下料臺上，從而完成合梁點焊的全部工作。

3 設備主要單元

3.1 合梁單元

合梁單元主要由多臺合梁壓機、定位銷、合梁平臺等共同組成。合梁壓機通過同步裝置保證同步前進和后退；壓機上的電磁鐵通過液壓油缸完成升降動作，液壓油缸可提供足夠的壓力使內(nèi)外梁完成合梁；液壓油缸通過伺服比例閥實現(xiàn)共同升降；定位銷定位牢固并準確，能夠適應縱梁因工藝孔偏差所造成的合梁困難，并能夠承受合梁壓機下壓時內(nèi)外梁因錯位產(chǎn)生的剪切力。

3.2 銷送進單元

銷送進單元主要由上料支撐架、下料支撐架、送進小車、送進銷等組成。I 號和II 號送進小車安裝于上料支撐架上，III 號小車安裝于下料支撐架上；三個送進銷分別安裝于三個送進小車上，其中送進銷I 和送進銷II 安裝于縱梁上料側(cè)，送進銷III 安裝于縱梁下料側(cè)；縱梁上料側(cè)送進銷I 和送進銷II同時插入縱梁的定位孔中，形成一面兩銷定位[4]，可保證內(nèi)外梁相對位置不變；進入點焊設備后點焊機對合梁進行點焊，合梁點焊后內(nèi)梁和外梁完全固定，此時可根據(jù)工況拔出送進銷II 和送進銷I；三個送進銷均采用伺服驅(qū)動，可有效保證送進時的同步性和準確性。

3.3 對中導向裝置

對中導向裝置布置于點焊單元左右兩側(cè)緊靠點焊機，分別安裝在銷送進單元的上料支撐架和出料單元的下料支撐架上。設置對中導向裝置的目的是僅有一個送進銷送進時，避免縱梁偏轉(zhuǎn)，對中導向裝置帶有一對立輥，根據(jù)外梁的外寬，以縱梁中線對稱調(diào)整。

3.4 升降支撐輥

為適應有落差等截面U 型梁（折彎梁）的通過，在上料支撐架和下料支撐架上安裝有多組升降支撐輥，升降支撐輥能夠在縱梁送進時根據(jù)折彎點的位置進行升降，以適應折彎梁高度的變化。對于僅需要直梁合梁點焊生產(chǎn)時，升降支撐輥不需要升降功能。

4 結(jié)束語

本文介紹了我公司設計生產(chǎn)的全新縱梁自動合梁點焊設備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理。根據(jù)用戶現(xiàn)場反饋，該型縱梁自動合梁點焊設備能夠很好地實現(xiàn)U 型縱梁的合梁點焊工作，大大提高工作效率，減輕操作人員的工作強度，將原先需幾人操作的設備減少為一人即可操作，真正實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。