汽车焊装门盖线包边模具的换模小车研究

徐超 陆征祺 张悦 姚晓春

摘 要：文章介绍了一种在白车身焊装门盖区域应用的包边模具换模小车，适用于包边模具下线运输过程中转运空间有限、作业通道狭窄的情况，在提高人员工作效率、增加车间的空间利用率以及降低人力成本方面具有明显的效果。

关键字：包边模具;换模小车;人力成本

Abstract： This article introduces a kind of die change car of hemming die applied in Body Shop closure area， which is suitable for the situation that the transfer space of hemming die is limited and the logistics channel is narrow in the process of offline transportation. It has obvious effect on improving the working efficiency of personnel， increasing the space utilization rate of workshop and reducing the human cost.

Keywords： Hemming die; Die change car; Human cost

1 引言

随着汽车工业的迅速发展，各汽车厂商具备多车型柔性生产的能力，对制造车间的工艺空间面积需求量变大，车间内线体的规划布局既精益又紧凑，导致了车身焊装门盖区域包边模具下线运输过程中，存在人工叉车运转空间有限、作业通道狭窄的情况。针对这一情况，采用以麦克纳姆车负载模具运行的换模小车来替代原人工操作叉车的运输方式，此换模小车具有平面内全向移动的功能，可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，能够快速便捷实现包边模具的运输，在提高人员工作效率、增加车间的空间利用率以及降低人力成本方面具有明显的效果。

2 换模小车结构说明

2.1 换模小车结构

目前焊装门盖线包边模换模工具多为人工叉车，此换模小车采用驱动小车负载模具运行的换模小车来替代原人工操作叉车的运输方式，换模小车主要由两部分组成：车体和载模平台，如图1所示，换模小车自带驱动装置，并在模具下线切换完成后带着模具运输，同时具备有线和无线两种控制操作方式。

换模小车车体采用的是麦克纳姆轮，如图2所示，这样就使得转运车具有平面内全向移动的功能。能够实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等360°运动方式，非常适合转运空间有限、物流通道狭窄的环境，在增加焊装车间的空间利用率、降低人力成本以及提高工作效率方面得到了显著的改善。

2.2 载模平台结构

载模平台上配备如推拉挂钩、减速电机、模具导向等装置实现模具交换的半自动化。推拉电机采用外接电源。推拉挂钩装有拉手，需手动脱钩，可实现自动挂钩。通过导向辊子和固定挂钩来实现与换模设备的对接与定位，如图3所示。

2.3 双导向辊道结构

承载辊道为独立一体式结构，可成套安装在台车上，辊道由轨道板、滚针凸轮导向器等组成，如图4所示，特殊的导向器可保证更长的使用寿命周期，来满足焊装车间焊接工况的使用要求。

3 换模小车原理及功能

3.1 换模小车原理

载模平台与麦克纳姆车以活动定位方式联结，麦克纳姆车上装有四块导向板，如图5所示，最大升降行程80mm，车体与框架连接时先安装小车一侧的两个导向板，手动调整小车移动到位，安装另一侧导向板，实现小车和载模平台的定位连接。小车与换模平台对接过程中由平台前设置的两个导向轮和换模框架V型块对接，保证对中;小车落下，前支腿落在调整垫板上，挂钩与调整垫板上的挂钩轴对接，保证推拉过程小车的稳定。后支腿地面不作处理，前支腿地面垫板需要通过增减垫片来调整水平高度保证对接的水平度在0.5°以内，如图6所示。

换模小车前端装有两个导向辊子和挂钩，换模架装有两个与之配合的V型块，地面安装两个与之配合的挂钩轴。当小车需要与换模架连接时，首先手动操作小车使小车处于可以与换模架对接的位置，然后在V型块导向的作用下小车继续向前行走到终点，V型块起到导向和强制对中的作用，之后小车下降，挂钩随载模平台下落与挂钩轴连接，最终使得小车与换模架达到对接状态，如图7所示。

3.2 换模小车装模流程

当焊装车间进行车型切换时，换模小车前进到位并进行导正、定位，小车下降完成对接并进行限位、对接，然后开始上电操作，将挂钩推出挂上模具，再拉动模具回原点并断开电源，此时小车上升，即可运送模具。

3.3 小车换模操作方式

为了防止误操作，按功能采用两手柄，换模小车操作通过无线手柄进行操作，功能如下：

3.4 创新理念

換模小车采用麦克纳姆轮，使得运输小车能够具备平面内360°全向移动的功能，可以实现前行、平移、旋转、斜行等各种组合运动方式。从人工运输模具发展到遥控小车运输，体现了汽车焊装门盖线智能制造的水平发展飞快，既解决了人工叉车运输受作业空间和物流场地狭小的问题，又克服了人工作业繁琐以及耗时长的困难，为焊装门盖线工艺规划方案开辟了新的思路和方法，极大地提升了人员利用率以及空间使用率，降低了汽车行业人力成本，为汽车行业的降本增效带来了显著的效果。

4 展望

本文希望通过新概念、新结构、新工艺的高效创新型换模小车，可以解决焊装车间门盖线换模小车人工装卸模具时间长，操作人员效率低下，门盖线体工艺空间布置等问题。为高节拍、高精度、高效率运行的汽车焊装门盖线换模系统的可靠制造产生了显著效益，为汽车行业智能制造做出了应有的贡献。