自行小车在国内卡车行业的应用及发展

前言

自行小车也叫自行葫芦，是一种按空中预设轨道运行的空中悬挂输送系统，多个载物车独立工作。采用模块化设计，可根据现场工艺需要设计成众多运行形式，布置灵活，配备吊具起升单元，可形成水平方向及垂直方向的立体输送，吊具可根据不同工艺自动调节高度，极大的优化人机工程，具有 PLC 控制、滑触线供电、总线控制及无线控制、变频调速等特性，具有运行平稳、高效、灵活、定位准确、操作智能便捷、可靠性高等优点。

应用：主要应用于汽车及汽车零部件、工程机械行业的焊装、涂装、总装自动化生产线，并可广泛应用于农业机械、家电、**、仓储物流、冶金等行业和领域。

1、自行小车在国内卡车行业的应用

我国是从上世纪九十年代初开始从国外引进并开始开发和生产的，经过这些年的发展，目前自行小车在国内汽车的四大工艺中的焊装、涂装和总装的生产线上得到了很好的应

用，尤其在总装线上应用*为广泛。另外在发动机、车桥等

上游行业的生产线上也有部分应用。

在焊装生产线，除在各个零部件合成单元后向主焊线上进行汇总转运线上应用外，在驾驶室向调整线上的转运也多采用自行小车进行转挂。在国内卡车的涂装线中驾驶室的油漆前处理及车架的油漆前处理都可采用自行小车作为承载。目前国内卡车生产企业中的陕汽、一汽、二汽、福田等企业，在新建的卡车总装生产线上的驾驶室和发动机的吊运也都采用自行小车进行转运装配。尤其是陕重汽的卡车装配线甚至在发动机、电瓶箱、平衡轴、前桥及中后桥的搭装时都采用自行小车进行装配。

国内一些车桥部件和车桥上试制台上的转运线也有一些使用自行小车转运，国内重型卡车车桥的龙头----陕汽汉德车桥也采用自行小车进行转运和装配。

2、自行小车的结构组成

自行小车主要轨道、小车组、环链葫芦、道岔、升降装置、集电装置等组成。

(1)轨道

主要采用铝合金轨，其采用专用型材作为轨道，小车组采用的是“C”型骑式结构，小车的主动轮在型材的上翼板上行走，各轮体采用的为钢芯外包工业塑料结构，滑触供电系统通过专用的固定架装在型材的腹板上。铝合金轨道具有外形美观、耐腐蚀、耐磨损等诸多优点，目前在 3T 以下的自行小车全部都采用铝合金轨道。

(2)自行小车

为了增加自行小车的运载能力及提高其运行平稳性，自行小车采用主车加副车构成小车主体，主车上带有行走驱动机构，副车为从动小车。这种结构利于小车拐弯，均衡质量，另一方面有利于布置集电器，解决了小车行走时电机供电及信号的传递问题。

小车行走机构采用电机+减速机进行传动，其结构紧凑、运转平稳、停车定位准确。小车电机减速机的排障机构也极利于维修，在小车出现故障不能行走时，只需拉下减速机上排障机构的拔杆，便能使小车行走轮与电机和减速机传动机构脱开，维修人员可以很轻松地将小车拖到维修区进行检修。

为了防止小车在沿轨道行走过程中偏离轨道，在主车和副车上均加设导向轮，使其可靠地沿轨道行走。

(3)道岔

道岔是自行小车系统的一个重要组成部件，它可以将物料输送从一条线路转入到另外一条线路，从一个循环转入到另一个循环，利用它可以组成复杂的轨道平面布置网络。道岔有工艺道岔和维修道岔 2 种。道岔按控制方式有电动控制和气动控制。电动控制采用电动推杆式，由电动机驱动，能产生往复运动的机构。气动控制采用气缸驱动，具有定位准确、动作快速等特点。

(4)升降装置

自行小车运行升降一般包含四链式、皮带式、升降机、葫芦升降。其中，四链式及皮带式升降速度为 8～1 2 m／min；升降机的升降速度为 5～35 m／min：葫芦升降速度为 1.5～6m／min。根据工艺节拍决定选取不同的升降方式。

(5)集电装置

集电装置包括滑触线、滑触线固定支架、集电器、集电器支座及信号线。滑触线由半封闭式带绝缘套的支座及内部铜滑触线组成，供电安全可靠。滑触线用固定支架固定安装在轨道的定位台上，其边缘卡在轨道的 C 形槽内。在轨道上排布滑触线时，从上到下并排 8 根滑触线。小车采用双头集电器采集信号和电源，集电器中的导电刷采用铜基石墨作为材料，其导电性好、有润滑功能且使用寿命长。

3、无线技术在自行小车上的应用

近几年，无线技术的发展，使得自行小车的电气控制更加的简单和得心应手，应用范围也越来越广泛。其原理是主控 PLC 完成所有小车的逻辑控制，小车上所有开关状态，位置信息，运动状态，速度信息等信号都通过无线 I/O 模块进行采集和交换，这些信息通过基站传到 PLC 单元，PLC 通过程序执行来完成所有的逻辑运算，把执行结果再通过基站传送给小车上的无线 I/O 模块予以输出。以此来完成各种工艺要求的动作。

原理图如下：

小车系统使用无线 I/O 的优点：

（1）滑线控制受滑线级数的限制，小车的控制信号采用编码方式，一旦接触**，容易出现误码和掉码，小车故障率高。采用无线通讯的方式，蓝牙通讯协议保证了实时性通讯，通过跳频扩频技术，使系统抗干扰，稳定可靠，大大降低故障率。

（2）控制信号全采用无线方式传输，只需要为小车提供电源，没有了复杂的布线，减少了滑触线和碳刷的数量，减少了滑动带来的机械磨损和碳刷消耗，使备件和人员维护成本大大降低。

（3）滑触线的控制方式要保证基本的控制保护功能是采用线体分段、通断的方式来传递信号的，信号受滑触线级数的限制，只能保证基本的控制和保护功能。而采用无线技术，可以突破滑线限制，增加更多的控制和保护功能，使小车的运行保护更加**合理，安全可靠。

（4）操作性强，扩展性好。小车上没有了复杂的接线回路，避免了小车故障，所有的小车诊断操作和参数设定都可以在地面主控进行，减少攀爬作业。即使后续停车位置改造或者小车数量变化，工艺变化等都不用做滑触线等硬件更改，只需要做相应的主控调试。

4、与国外厂家相比的不足之处

目前国内的自行小车与国外公司的产品相比主要有以下几点不足：

（1）目前国内小车不具备爬坡功能，而国外的厂家在国内的合资厂中已大量的运用了此类技术。

（2）国内的道岔多采用型钢制作，动力系统采用气缸或者是电动推杆，而国外则多采用铝型材制作框架，动力系统则采用电机减速机进行控制，相比较而言其精度要高一些，而且没有噪音。

（3）在外购件的选择上国外经过多年的发展许多部件、元件已经实现了标准化，制造厂家只需对着样本进行选择，而国内还需进行设计，目前整个系统的电气元件也都选用国外品牌的较多，PLC、变频器等关键元件则全部采用的是国外品牌。

5、总结

自行小车系统代表了当今世界现代化工业生产流程中输送装备与技术的主要发展方向，自行小车在卡车行业的深入应用，尤其是无限技术在自行小车上的应用，也使其在国内进入高速发展阶段，国内的自行小车生产企业以及熟悉自行小车技术的人员应该抓住机会学习外国的先进技术与管理，并不断取得新的突破与进展，为我国的卡车制造业提供更先进、可靠的智能输送系统，为我国从制造大国走向制造强国提供现代输送装备与技术的有力支持。