楊旭磊

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 技術中心，廣西 柳州545007）

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N300 CKD埃及項目車身焊裝線總拼工位控制設計

楊旭磊

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 技術中心，廣西 柳州545007）

摘要：闡述了上汽通用五菱CKD出口埃及N300項目的車身總拼線總拼工位的控制原理開發(fā)，同時分析了本次工藝設計難點，從降低投資和優(yōu)化工藝方案等方案提出了具體實施辦法，成功地解決了這些難點，達到了很好的效果。

關鍵詞：車身；柔性焊裝線；控制設計

上汽通用五菱汽車股份有限公司（簡稱SGMW）要投放埃及市場一款自主開發(fā)的國內暢銷車型N300，按照公司策略，輸出形式為CKD形式，車身及總裝散件從國內KD到通用埃及，車身散件在通用埃及汽車公司焊接成白車身，公司要為通用埃及開發(fā)車身焊裝線（注：此車身焊裝線要同時具備生產N300P的功能），本文深入淺出地介紹了車身總拼線總拼工位的控制原理開發(fā)，分析了本次工藝設計難點，介紹了具體實施辦法。

1　車身焊裝線的總體情況

根據市場需求預測，埃及市場N300車型的年目標銷量并不高，所以經雙方商定，車身線設計節(jié)拍設定為10JPH，此外由于預算及場地限制，結合工藝分析最終確定車身主線為7個工位：地板5個工位，工藝BOP如圖1，總拼2個工位，工藝BOP如圖2.其中，MB1#為N300&N300P兩個車型的側圍及頂蓋定位、焊接工位，MB2#為總拼補焊工位。MB1#工位具備了合裝定位側圍、定位頂蓋、焊接側圍及頂蓋的功能，遵照通用埃及的要求，此工位采用純氣動控制的形式，因為此工位夾具數量多且結構復雜，同時實現功能較多，所以此工位的控制原理較復雜，同時因為通用埃及方對安全性及操作性要求較高，所以此工位的操作及維護安全性程度也很高，體現在：采用雙手確認按鈕、維修安全插銷、拼臺主氣源維修時斷氣、側框推動采用鎖緊缸、側框點動推進、側框到位鎖緊等。

圖1　下車體BOP

圖2　總拼線BOP

2　車身焊裝線總拼工位的控制開發(fā)

通用埃及汽車公司目前在投產運行的車身焊裝線基本上都為通用大宇汽車公司開發(fā)，夾具風格具有一定的延續(xù)性，同時車間操作人員的操作習性也基本上養(yǎng)成，所以通用埃及對操作方面的要求很簡單，但同時要求也很高，即參照他們現有生產線的控制方式。所以控制原理的設計也要綜合考慮，既參照他們的基本規(guī)范也綜合考慮N300&N300P車身線的工藝性。3個控制關鍵點如下。

（1）采用多人雙手同時操作，有效避免安全事故的發(fā)生。

針對MB1#工位，此工位共有4名操作工（其中2名低臺操作工兼顧MB2#工位的操作），2名低臺操作工操作滑橇輸送機構、側框推進機構及車架主定位夾具，1名員工操作夾具，另外1名員工按雙手確認按鈕；主定位夾具夾緊后，另外2名高臺操作工操作側框夾具及頂蓋夾具，1名員工操作夾具，另外1名員工按雙手確認按鈕，夾緊完畢焊接。關鍵要素為：每2名操作工必須同時操作控制按鈕，夾具才可以動作，1名員工按雙手確認按鈕（且在此處采用了SMC的VR51系列雙手操作控制閥，雙手同時操作的時間差在0.5 s以內，控制閥才有輸出，確保安全作業(yè)），另1名操作工1只手按確認按鈕的同時操作手動閥驅動夾具動作（且在此處采用了SMC的VR2110系列氣動延時閥，根據需求可以設定2名操作工的操作時間，如超出此時間需要2名操作工重新按確認按鈕才能操作夾具，可以有效避免按雙手確認按鈕的操作工采用極端方式：比如采用重物壓在雙手確認按鈕上而去進行其他操作）。綜上，此種操作形式的優(yōu)點是所有員工都參與控制，避免安全事故的發(fā)生，如圖3、4、5所示。

圖3　單雙手操作安全性比較

圖4　雙手操作控制原理

圖5　操作開關實物展示

（2）總拼側框推動機構的控制原理

側框推動機構采用帶鎖缸驅動，眾所周知，帶鎖缸停止位置精準，安全性高，然而控制帶鎖缸的基本原理也相對較復雜，此工位需要綜合考慮：①側框推動要實現點動控制，也就是人手按操作按鈕，側框推進，人手抬起，側框停止；②側框配備安全插銷（檢修時需要插上安全插銷，安全考慮），需要做到插上安全插銷，整個拼臺氣源切斷，同時帶鎖氣缸自動鎖緊。

要實現第1點，我們采用了按鈕控制和手動閥控制相結合的形式，擴大了單手確認按鈕的作用：按下確認按鈕，驅動手動閥換向之后，側框推動氣缸開始動作，此時它的動作受確認按鈕的控制，如果松開確認按鈕，那么側框就停止動作，再按下去，側框繼續(xù)動作。實現此功能的優(yōu)點不言而喻：如果出現異常情況，人手抬起，側框即停止，時間最為短暫，最為安全，實現此功能的氣路原理如圖6所示，采用控制按鈕與操作手柄相結合的形式，可以實現點動控制如圖6所示。

圖6　側框推動帶鎖缸的控制原理

控制原理闡述如下：手壓按鈕7，轉換手柄閥6，氣缸1可以運行，側框可以進出，手離開按鈕7，閥5立即斷氣，手柄閥6也相應斷氣，閥4回到中間位置，推動氣缸有桿腔及無桿腔通過減壓閥3實現壓力平衡，停止在此位置；與此同時P斷氣，閥9立即斷氣，帶鎖缸鎖頭立即鎖緊。綜合以上，側框立即停止移動，充分保證安全。

要實現第2點，采用了檢測開關檢測插銷，會輸出1個信號給拼臺氣源主控閥，斷掉主控閥的壓縮空氣，整個拼臺的壓縮空氣就斷掉了，同時帶鎖缸的驅動閥也不再給帶鎖缸供給壓縮空氣，帶鎖缸的鎖頭氣缸采用兩位三通閥來控制，進氣也為主氣源供給，主氣源斷掉的同時帶鎖缸也自動鎖緊，不再有動作，工作原理：1、3開關壓緊，則沒有壓縮空氣到Y口，Y口斷氣，閥5立即斷氣，拼臺主氣源切段；同時提供左右側框L、R兩個氣源的閥2和4也被切斷，鎖緊氣缸的鎖頭控制閥6和7斷氣，鎖頭鎖緊，確保維護過程中的安全。氣路原理如圖7所示，實物如圖8所示。

圖7　安全插銷在拼臺控制中的應用

圖8　安全插銷及安全閥的實物照片

（3）頂蓋部位夾具控制介紹

頂蓋部份夾具有2個定位過程：一是，定位側圍及頂蓋前后橫梁（此時頂蓋未安裝），焊接側圍與下車體搭接及頂蓋前后橫梁；二是，定位頂蓋、焊接頂蓋與側圍及前后橫梁搭接。這兩個過程中，必須保證夾具不能誤動作，因為安裝頂蓋后定位側圍的夾具如果有誤動作，會直接打壞頂蓋，后果是整臺白車身報廢。為做到100%安全，增加了頂蓋的零件檢測開關，確保頂蓋夾具的驅動氣閥只有在頂蓋檢測開關給氣的情況下才可以驅動氣缸動作，確保安裝頂蓋前后的夾具動作不會出錯。夾具結構如圖9、10所示。

圖9　總拼夾具結構-1

圖10　總拼夾具結構-2

4　結束語

總拼工位設計功能非常高，要滿足側圍、頂梁及頂蓋安裝，員工操作安全性要求高，通過控制方式優(yōu)化設計，完全滿足了各項要求。

通過一年時間的正式生產運行，證明此工位的控制可靠，安全性高，在一次性投入的前提下可有效滿足生產的要求，同時維護方便，與傳統(tǒng)設計相比極大的提高了開發(fā)周期、壓縮了開發(fā)費用，在車身焊裝線開發(fā)領域具有廣泛的應用價值。

參考文獻：

［1］FluidSIM在液壓與氣動控制仿真實驗中的應用［J］．虛擬仿真技術探索與實踐，2015，32（8）：121-125.

［2］周權，張恩堅．滑撬氣動舉升機構開發(fā)設計［J］．裝備制造技術，2015，（3）：117-119.

［3］SMC（中國）有限公司.現代實用氣動技術［M］.第3版，北京：機械工業(yè)出版社，2008.

Framing Station Control Design of the Body Welding Line of N300 CKD Project

YANG Xu-lei
（SAIC GM Wuling Automobile Limited by Share Ltd.，Technical Center，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Abstract：This paper expounds the control principle development of the body welding line of SGMW N300 CKD project，analyses the difficulties in this design and put forward implementation measures from the aspects of lower investment and optimize process plan，which successfully solves these difficulties and achieves goods effects.

Key words：Body；Flexible welding line；control design

中圖分類號：TP27

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0131-03

收稿日期：2015-12-11

作者簡介：楊旭磊（1980-），男，河南魯山人，工程師，在職研究生，主要從事汽車制造廠設備控制系統(tǒng)及自動化技術研究設計工作。