多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构的制作方法与工艺

本发明属于汽车多车型混线生产制造技术领域，具体涉及一种多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构。

背景技术：
汽车制造商为了满足不同人群对汽车的喜好，同一种车型往往需要生产出多种款式，如三厢、两厢，带天窗、不带天窗，运动版等等。汽车制造商既要满足市场对汽车多新化的需求，又要节省生产成本以维持生存，就产生了同一条汽车生产线同时生产一种车型多种款式甚至多种车型的汽车混线生产技术。现有技术中，多车型混线生产成型工位夹具切换布置规范的第一种形式为转台型结构，3种车型混线生产成型工位夹具切换布置规范采用转台型结构，汽车总拼成型区占用3个工位，在两端工位均有一个回转台，回转台上放置有3种不同车型的夹具，在成型区布置有连接两端回转台的X向输送机构以及中间汽车总拼成型工位的Y向平移机构，当需要生产某一车型的汽车时，转台将即将生产汽车车型的夹具转运至X向的输送机构取夹具位置，X向的输送机构从回转台上取走相应车型夹具后，将夹具沿X向输送至中间成型工位的Y向平移机构上。需要切换车型时，X向输送机构将需要更换的汽车夹具从中间汽车总拼成型工位的Y向平移机构上输送至转台空位存贮，并从转台上取相应生产车型的夹具至中间汽车总拼成型工位的Y向平移机构上。其占地面积约22mX18m。第一种形式中，转台型成型工位夹具切换布置结构的优点是占用工位数量少，缺点是切换的车型数量少，夹具切换装置利用率低，转台回转动平衡性差。现有技术中，多车型混线生产成型工位夹具切换布置规范的第二种形式，汽车总拼成型区共占用5个工位，中间工位为汽车总拼成型工位，布置有一Y向平移机构，在汽车总拼成型区两端的外侧分别布置有取夹具及存夹具的平移机构，内侧是夹具存贮区，并布置有两条X向的输送机构，其中一条X向输送机构用于连接两端外侧取夹具及存夹具的平移机构，本X向输送机构跨五个工位，另一条X向输送机构用于连接两端内侧的存贮机构，本X向输送机构跨三个工位。当需要切换车型之前，连接存贮机构的X向输送机构将即将生产的车型夹具转运至取夹具的平移机构侧，取夹具平移机构将夹具转运至跨5工位的平移机构上，中间汽车总拼成型工位的Y向平移机构将需要切换的夹具平移至跨5工位的X向平移机构上，跨5工位的X向平移机构沿X向平移两个工位，将需要焊接的车型夹具移至汽车总拼成型工位的Y向平移机构上，同时将需要切换的车型夹具移至存贮夹具平移机构上，汽车总拼成型工位的Y向进给平移机构将夹具沿Y向平移至汽车总拼成型工位，存贮夹具平移机构将切换下来的夹具转移至夹具存贮区存放。占地面积约29mX23m。第二种形式中，成型工位夹具切换布置结构的优点是实现车型切换数量多，最多可实现10种车型混线生产，缺点是占用了5个工位，夹具切换时间长，工位数多，占用面积大，对焊装厂房有特殊要求。现有成型工位夹具切换布置结构都布置有X向的输送机构，存在机械切换装置利用率低的缺陷。

技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构。本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构，包括补焊区、总拼成型区和预拼装区，所述补焊区、所述总拼成型区和所述预拼装区从左至右依次排列在同一直线上，所述补焊区的两侧分别设置有第一夹具存贮二区和第二夹具存贮二区，所述总拼成型区的两侧分别设置有第一夹具存贮一区和第二夹具存贮一区，所述第一夹具存贮二区和所述第一夹具存贮一区位于同一侧，所述第二夹具存贮二区和所述第二夹具存贮一区位于同一侧，所述第一夹具存贮一区与所述总拼成型区之间设置有第一夹具到位平移机构，所述第二夹具存贮一区与所述总拼成型区之间设置有第二夹具到位平移机构，所述第一夹具到位平移机构与所述第一夹具存贮一区之间设置有第一取夹具平移机构，所述第二夹具到位平移机构与所述第二夹具存贮一区之间设置有第二取夹具平移机构，所述第一夹具存贮二区与所述第一夹具存贮一区之间设置有第一存夹具平移机构，所述第二夹具存贮二区与所述第二夹具存贮一区之间设置有第二存夹具平移机构。进一步地，所述总拼成型区设置有排列为一条直线的三个工位，所述第一夹具存贮一区和所述第二夹具存贮一区分别位于所述总拼成型区的中间工位的两侧。进一步地，所述取夹具平移机构与所述存夹具平移机构结构相同且均包括底座，所述底座设置有直线导轨组件和齿轮齿条组件，所述直线导轨组件的滑块上固定设置有输送机构和转运小车导轨组件，所述转运小车导轨组件上设置有减速电机，所述减速电机与所述齿轮齿条组件传动连接。更进一步地，所述取夹具平移机构的最大平移行程为3m，所述存夹具平移机构的最大平移行程均为4.2m。更进一步地，所述输送机构为往复式两级输送结构，所述输送机构包括固定机体、移动机体和夹具挂钩，所述固定机体上设置有固定减速电机、固定回转同步带和固定直线导轨组件，所述固定减速电机与所述固定回转同步带传动连接，所述移动机体通过滑块连接块固定在所述固定直线导轨组件的滑块和所述固定回转同步带上，所述移动机体上设置有移动回转同步带、移动直线导轨组件和移动减速电机，所述移动减速电机与所述移动回转同步带传动连接，所述夹具挂钩固定在所述移动直线导轨组件的滑块和所述移动回转同步带上。本发明的有益效果在于：本发明各车型切换科学合理，易于实现，且节省了生产空间，优化了生产区平面布置关系，巧妙地将输送机构集成于存/取夹具的平移机构上，实现了一种机构同时具备两种用途，简化了车型切换的结构，提高了设备的效率。附图说明图1是本发明所述多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构的平面示意图；图2是本发明所述多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构的单侧夹具切换示意图；图3是本发明所述多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构的立体示意图；图4是本发明所述取夹具平移机构的结构示意图；图5是本发明所述输送机构的立体结构示意图；图6是本发明所述输送机构的截面阶梯剖视结构示意图；图中：1-第一取夹具平移机构、2-第一夹具到位平移机构、3-第一夹具存贮一区、4-第一存夹具平移机构、5-第一夹具存贮二区、6-补焊区、7-第二夹具存贮二区、8-第二存夹具平移机构、9-第二夹具存贮一区、10-第二夹具到位平移机构、11-第二取夹具平移机构、12-总拼成型区、13-预拼装区、14-转运小车、15-夹具、16-输送机构、17-转运小车导轨组件、18-底座，19-齿轮齿条组件，20-直线导轨组件，21-减速电机、22-固定减速电机、23-固定机体、24-滑块连接块、25-移动减速电机、26-夹具挂钩、27-移动回转同步带、28-移动机体、29-固定回转同步带、30-移动直线导轨组件、31-固定直线导轨组件。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步说明：如图1和图3所示，本发明包括补焊区6、总拼成型区12和预拼装区13，补焊区6、总拼成型区12和预拼装区13从左至右依次排列在同一直线上，补焊区6的两侧分别设置有第一夹具存贮二区5和第二夹具存贮二区7，总拼成型区12的两侧分别设置有第一夹具存贮一区3和第二夹具存贮一区9，第一夹具存贮二区5和第一夹具存贮一区3位于同一侧，第二夹具存贮二区7和第二夹具存贮一区9位于同一侧，第一夹具存贮一区3与总拼成型区12之间设置有第一夹具到位平移机构2，第二夹具存贮一区9与总拼成型区12之间设置有第二夹具到位平移机构10，第一夹具到位平移机构2与第一夹具存贮一区3之间设置有第一取夹具平移机构1，第二夹具到位平移机构10与第二夹具存贮一区9之间设置有第二取夹具平移机构11，第一夹具存贮二区5与第一夹具存贮一区3之间设置有第一存夹具平移机构4，第二夹具存贮二区7与第二夹具存贮一区9之间设置有第二存夹具平移机构8。其中总拼成型区12设置有排列为一条直线的三个工位，第一夹具存贮一区3和第二夹具存贮一区9分别位于总拼成型区12的中间工位的两侧。本发明所述多车型混线生产成型工位夹具切换布置结构，预拼装区13占用一个工位，补焊区6的工位数量多少依据汽车生产节拍来确定，本多车型混线成型生产厂房的长L1为24m，宽L2为15m，因此厂房占地面积为24mX15m。本发明的夹具存贮区分为存贮一区和存贮二区，存贮一区包括第一夹具存贮一区3和第二夹具存贮一区9，存贮二区包括第一夹具存贮二区5和第二夹具存贮二区7，存贮一区可存贮两种车型夹具，利用存贮一区即可实现三种车型混线生产。存贮二区可存贮三种车型夹具，利用存贮一区与存贮二区即可实现六种车型混线生产。汽车制造商可运用本发明分批次上车型，即首批仅使用存贮一区生产2至3个车型，等生产的汽车被市场认可后，第二批次使用存贮一区和存贮二区生产更多的车型，以达到扩大汽车在市场上的占有率，同时又节省成本的目的。如图2所示，(a)图示为正在生产车型A，之后生产车型B的情况。在图4中，A位置为正在生产车型夹具位置，A1为夹具转运过程的中间位置，即从B处经A1转运至位置A，从A位置经A1转运至存贮位置B1、C、D、E、F位置。B为等待生产车型位置，B位置的等待车型夹具只能是从B1位置转运至B位置。位置B1是存贮生产继生产车型A和车型B之后将要生产车型的夹具。位置C、D、E、F为夹具存贮位置，当位置B1处存贮有夹具时，C、D、E、F四处存贮位置有一处为空位置，这一空位置即用来存贮从A位置转出的夹具。以图2中的(a)所示生产车型A之后，生产车型B，生产车型B之后生产车型D为例详述车型切换过程。在生产A车型过程中，图1中第一存夹具平移机构4将夹具D转运至B1位置，此时存贮车型D的夹具为空。图1中第一存夹具平移机构4完成夹具转运后即回到取走A车型夹具位置，A车型生产结束后，图1中第一夹具到位平移机构2将夹具从A位置平移至A1位置，图1中第一存夹具平移机构4将A车型夹具从A1位置取出放入D位置进行存贮。当A车型夹具被图1中第一存夹具平移机构4取走时，图1中第一取夹具平移机构1把需要生产B车型的夹具转运至A1位置，图1中第一夹具到位平移机构2将A1位置的B车型夹具送入A位置，即实现了生产车型B的切换。此时车型夹具布置结构如图2中的(b)所示。在B种车型生产过程中，图1中第一取夹具平移机构1把需要生产的D车型的夹具转运至图2中的(a)所示的B位置，此时车型夹具布置如图2中的(c)所示。如图4所示，取夹具平移机构即第一取夹具平移机构1和第二取夹具平移机构11，存夹具平移机构即第一存夹具平移机构4和第二存夹具平移机构8。取夹具平移机构用于转运夹具从存贮一区的B1位置至夹具到位平移机构的A1位置(图2)，本机构仅有一个起点位置和一个终点位置，平移的间距约为3米，自动控制较简单。存夹具平移机构有两方面的功能，功能一为用于转运夹具从夹具到位平移机构的A1位置至存贮一区B1、C及存贮二区D、E、F位置，功能二为用于转运夹具从C、D、E、F位置至B位置(图2)，平移的最大行程为4.2米，本机构的动作较多，需通过自动控制的信号检测、信号反馈和PLC来实现。取夹具平移机构与存夹具平移机构的机械结构设计成相同结构，便于使用与维护，它们均包括底座18，底座18设置有直线导轨组件20和齿轮齿条组件19，直线导轨组件20的滑块上固定设置有输送机构16和转运小车导轨组件17，转运小车导轨组件17上设置有减速电机21，减速电机21与齿轮齿条组件19传动连接。输送机构16为背景技术中提到的X向的输送机构，即为横向输送机构。输送机构16“抓取”夹具至转运小车导轨组件17上固定后，减速电机21通过齿轮齿条组件19完成夹具的转运。与现有技术相比，本发明取消了专门用于夹具X向的输送机构，巧妙地将X向的输送机构集成于取夹具平移机构和存夹具平移机构上，既能实现夹具X向的输送运动，又充当了存/取夹具的平移机构上的“抓手”，使得成型工位夹具切换布置规范变得简单，机械结构利用率大大提高。在本实施例中，转运小车导轨组件17由两段有精度要求的U型槽导轨上下布置，转运小车的滚轮在导轨内滚动，各机构上的转运小车导轨组件均相同。如图5和图6所示，输送机构16为往复式两级输送结构，能够节省空间。输送机构16包括固定机体23、移动机体28和夹具挂钩26，固定机体23上设置有固定减速电机22、固定回转同步带29和固定直线导轨组件31，固定减速电机22与固定回转同步带29传动连接，移动机体28通过滑块连接块24固定在固定直线导轨组件31的滑块和固定回转同步带29上，移动机体28上设置有移动回转同步带27、移动直线导轨组件30和移动减速电机25，移动减速电机25与移动回转同步带27传动连接，夹具挂钩26固定在移动直线导轨组件30的滑块和移动回转同步带27上。移动减速电机25带动移动回转同步带27转动，将夹具挂钩26从一端平移至另一端，固定减速电机22带动固定回转同步带29转动，将夹具挂钩26等再平移一段距离，夹具挂钩26两次平移完成后即实现了夹具的“抓取”。本发明各车型均布置在同一平面内，车型切换科学合理，易于实现；夹具存贮分成一区和二区，总拼成型区仅占用三个工位，为汽车制造商节省生产空间，优化了生产区平面布置关系；X向的输送集成在Y向平移机构上，实现了一种机构同时具备两种用途，使得车型切换的机械结构由复杂变得简单，提高了设备的效率。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。