一种随行夹具库装置及自动切换夹具系统

周涛　彭羿　农振

摘 要：通过介绍随行夹具库存储过程和夹具切换动作，了解随行夹具库装置及自动切换夹具系统。该随行夹具库装置及自动切换夹具系统具有以下优点：1、六面体夹具库结果使用立体上下两侧库位存储方式，解决了夹具占用场地大问题。2、夹具库采用回转结构，全过程夹具采用机器人切换，解决了人工切换效率低下及安全隐患问题。3、此结构可实现线下切换，边生产，边切换，提高生产效率。

关键词：随行夹具库 存储 自动切换夹具

An Accompanying Fixture Library Device and Automatic Switching Fixture System

Zhou Tao Peng Yi Nong Zhen

Abstract：By introducing the storage process and fixture switching actions of the accompanying fixture library， the article means to learn about the accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system. The accompanying fixture library device and the automatic switching fixture system have the following advantages： 1. The hexahedral fixture library uses the three-dimensional upper and lower sides storage method to solve the problem of large space occupied by fixtures. 2. The fixture library adopts a rotating structure， and the fixture is switched by robot in the whole process， which solves the problems of low manual switching efficiency and safety hazards. 3. This structure can realize offline switching， production and switching at the same time， and improve production efficiency.

Key words：accompanying fixture library， storage， automatic switching fixture

1 前言

汽车生产线的柔性化程度越来越高，主线的工装需要进行切换以便适应不同车型的焊接生产。随行夹具便是其中一种形式，一套随行夹具上可以进行切换定位以满足两种车型的生产。当生产线体导入第三种车型时，需要将滑撬上的四套随行夹具（如图1所示 A/B/C/D）用机器人抓取下来，放到专用的小撬上（如图2所示），然后将新导入车型的随行夹具进行安装替换，切换下来的随行夹具放到存储区域中去。

存在问题：由于主线有26套随行夹具，当全部切换下来后，需要大片区域进行存储。如果采用机器人直接切换到线旁存储，受机器人可达性以及线旁场地的限制，不能存储完所有的随行夹具。如果在其他区域进行储存，一是不能形成自动切换，需要人员将切换下来的随行夹具搬走，然后将新导入车型的随行夹具搬到切换台上，切换效率低;2从滑撬到储存区这个过程中，采用人工推运，这样不仅切换时间长而且在搬运过程中存在安全风险。

2 随行夹具库装置

2.1 随行夹具库

为了解决随行夹具自动切换以及储存的问题，设计建造了如图3所示的六面体夹具库，将夹具库建在主线的第二个工位，当第一个工位将车身三大件（前车体、地板、后部下车体）焊接好后用抓手抓到随行夹具上，在抓取的时候给二号工位发出车型信号。夹具库根据发出的车型信号以及当前随行夹具的状态，判断是否需要进行随行夹具切换。

如图3所示，六面体夹具库由左右各2个六面体夹具库组成。分别由两台切换机器人、六面体夹具库、过渡台、对中台以及新车型夹具导入小车工位组成。切换机器人负责切换滑撬上的随行夹具，出/入库升降机负责将新或切换下来的随行夹具送下来或者送上去;过渡台主要用作夹具切换时的中转，并在上面完成随行夹具的切换以及随行夹具离线操作;中转台不仅可以用作随行夹具的存储作用，同时在新车型随行夹具导入时，可以利用小车将夹具导入。

2.2 六面体随行夹具库的存储量与存储状态

图3中六面体夹具库，左侧有2个六面体夹具库，负责随行夹具的A＼B单元存储，右侧同样有2个六面体夹具库，负责随行夹具的C＼D单元存储。如图4所示为夹具库随行夹具存储示意图，完成随行夹具的存储工作。每个面有上下两层，共4个库位，存储2套随行夹具，左侧2个六面体夹具库共可存储24套A＼B随行夹具;右侧2个六面体存储量与左侧相同，存储24套C＼D随行夹具。随行夹具在切换过程中，可以根据具体夹具的结构特点，灵活实现单个单元或者2个单元的同时动作切换。

3 自动切换夹具系统

3.1 自動切换夹具步骤

切换步骤：1、切换机器人根据主线发出的切换信息，切换机器人将当前工位随行夹具的四组随行夹具切换下来放到过渡台上。2、在机器人切换的同时，六面体夹具库根据主线发送的撬号信息，旋转到存储相应随行夹具工装的库位前，到位后机器人将新车型的随行夹具工装抓取安装切换到滑撬上。3、机器人再将过渡台上切换下来的随行夹具工装，运送到刚刚的库位中去存储，完成后在原点等待下一个切换命令。 左侧机器人负责切换六面体夹具库中的A＼B随行夹具单元，右侧机器人负责切换六面体夹具库中的C＼D随行夹具单元。

3.2 过渡台

如图5所示为过渡台，主要是负责从滑撬、夹具库上转运随行夹具工装。

3.3 对中台

如图6所示为对中台机构。对中台主要负责随行夹具的存储以及新车型随行夹具在该位置完成切换导入。对中台可存储2套随行夹具。

3.4 切换小车

如图7所示为切换小车机构，完成新旧车型切入切出工作。

4 结束语

通过建立六面体夹具库，解决了随行夹具存放占地多的问题，提高了空间利用率;六面体夹具库在布局上，采用上下两层的库位存储方式，极大的解决了夹具库的占用场地，在空间及场地受限区域可以广泛使用。同时，从开始切换到切换完成都是根据PLC信号自动完成，自动化率高，减少人员操作，提高了生产效率同时降低了人工成本。另外，在生产的过程中也能根据生产车型进行实时的进行随行夹具的切换，避免主线清线的情况，减少生产产能损失。该夹具库装置及夹具切换系统在现场已应用近五年，实践证明这种随行夹具库装置及切换夹具系统非常可靠。

参考文献：

[1]张晓龙，刘久月，唐广辉，潘福禄，沈明.焊装随行夹具输送线浅析[J/OL].汽车工艺与材料. https：//doi.org/10.19710/J.cnki.1003-8817.20200205.

[2]刘坤.柔性焊接生产线夹具切换技术探析[J].企业科技与发展，2017，5（427）：129-132.

[3]张敏，魏伟.浅谈汽车生产中的柔性制造[J].汽车工艺与材料，2005（6）：1-2.