李新社+++莫江妍

摘 要：文章闡述了本公司乘用車(chē)工廠年產(chǎn)20萬(wàn)臺(tái)柔性焊裝線(xiàn)的開(kāi)發(fā)，包括工藝設(shè)計(jì)、焊接工藝性分析、柔性焊裝線(xiàn)的模式選擇、焊裝線(xiàn)的主要配置及工藝過(guò)程等，同時(shí)分析了本次工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)，從降低投資和優(yōu)化工藝等方面提出了具體實(shí)施辦法，成功地解決了這些難點(diǎn)，達(dá)到了很好的效果。

關(guān)鍵詞：車(chē)身；柔性焊裝線(xiàn)；工藝及工裝設(shè)備；開(kāi)發(fā)

1 概述

白車(chē)身焊裝線(xiàn)由前車(chē)體線(xiàn)、地板線(xiàn)、左右側(cè)圍線(xiàn)、總拼線(xiàn)、門(mén)蓋線(xiàn)組成，如何實(shí)現(xiàn)這些生產(chǎn)線(xiàn)的無(wú)縫連接，需要綜合考慮許多因素，包括廠房、公用、輸送、工裝、工藝、物流等等。而車(chē)身柔性焊裝線(xiàn)，需要同時(shí)滿(mǎn)足多個(gè)車(chē)型的白車(chē)身裝焊生產(chǎn)，其廠房、公用動(dòng)力設(shè)施和通用設(shè)備只需一次性投入即可，每次開(kāi)發(fā)新車(chē)型，只需要增加專(zhuān)用車(chē)型的設(shè)備工裝。

2 背景

2012年，我公司開(kāi)發(fā)的某平臺(tái)兩種車(chē)型，市場(chǎng)需求約34萬(wàn)，根據(jù)銷(xiāo)售保守預(yù)測(cè)2013年市場(chǎng)需求約44萬(wàn)?；谔岣叱擞密?chē)基地產(chǎn)品的柔性及平衡基地產(chǎn)能，公司決策在乘用車(chē)基地新建一條40JPH生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)大約20萬(wàn)輛車(chē)，可以有效滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)該平臺(tái)所有車(chē)型的產(chǎn)品需求，提高市場(chǎng)占有率。更為重要的是該平臺(tái)車(chē)型是公司銷(xiāo)售的主力車(chē)型，可以確保實(shí)現(xiàn)公司全年銷(xiāo)售目標(biāo)。

3 工作內(nèi)容

新建車(chē)身線(xiàn)施工內(nèi)容包括土建公用、工裝夾具、焊接設(shè)備、輸送設(shè)備、電控系統(tǒng)、工作踏臺(tái)、料箱料架的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證調(diào)試工作。該項(xiàng)目2012.12月立項(xiàng)完成，于2013.6.18號(hào)SOP。

4 工藝分析

該車(chē)型為我公司自主開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)的緊湊型商務(wù)車(chē)，其年度車(chē)型為該車(chē)型的一次重大升級(jí)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了較大變動(dòng)，尤其是尾部造型基本上完全變動(dòng)，側(cè)圍區(qū)域也增加了裝飾板，抬高了整車(chē)的檔次。

4.1 前艙及地板結(jié)構(gòu)分析

前艙區(qū)域：兩個(gè)車(chē)型的前艙結(jié)構(gòu)基本類(lèi)似，該車(chē)型同步開(kāi)發(fā)了配備B12、B15發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型，前縱梁上新增零件為B15車(chē)型專(zhuān)用，其他零件一致。經(jīng)分析，此零件對(duì)工藝、工裝無(wú)影響。前車(chē)體線(xiàn)可以共線(xiàn)兼容兩車(chē)型。

地板區(qū)域：車(chē)架主定位孔一致，車(chē)架主定位機(jī)構(gòu)共用，前地板及門(mén)檻內(nèi)板、前側(cè)板、前后護(hù)板為共用件，所以地板所有工裝可以共用。

4.2 白車(chē)身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

白車(chē)身總成由地板總成、左＼右側(cè)圍焊合總成、頂蓋總成、上安裝板總成、左右前輪罩外板加強(qiáng)板構(gòu)成。裝配順序是地板先裝，左＼右側(cè)圍裝在地板的兩側(cè)，頂蓋裝在左＼右側(cè)圍上邊，上安裝板裝在地板下安裝板與側(cè)圍搭接處，左右前輪罩外板加強(qiáng)板裝在側(cè)圍與前輪罩外板搭接處。側(cè)圍區(qū)域需要考慮兩個(gè)車(chē)型的柔性共線(xiàn)，所有差異工裝考慮做成切換機(jī)構(gòu)，總拼區(qū)域同步考慮柔性切換機(jī)構(gòu)，滿(mǎn)足兩個(gè)車(chē)型的生產(chǎn)。

4.3 產(chǎn)品焊接工藝流程

4.4 柔性焊裝線(xiàn)實(shí)施的可行性

車(chē)身主線(xiàn)（側(cè)圍線(xiàn)、地板、總拼線(xiàn)）底板柔性化設(shè)計(jì)，為拓展后續(xù)車(chē)型提供預(yù)留；CN112柔性車(chē)身線(xiàn)后期如需切換為未來(lái)其他車(chē)型生產(chǎn)線(xiàn)，原有工藝工裝設(shè)備回用率約75%，改造周期縮短為3個(gè)月，改造內(nèi)容示意如下：柔性共用部分（底板、輸送線(xiàn)）保持不變，減少調(diào)試人員和調(diào)試工作。

5 柔性焊裝線(xiàn)的形式及生產(chǎn)線(xiàn)的建設(shè)情況

5.1 輸送形式

地板、側(cè)圍及總拼輸送形式為地面往復(fù)式輸送機(jī)構(gòu)（升降為氣動(dòng)，水平驅(qū)動(dòng)為電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪、齒條機(jī)構(gòu)。

5.2 零件上線(xiàn)形式

5.3 自動(dòng)化率

一定程度上焊裝自動(dòng)化需要與產(chǎn)能相匹配。本次柔性化生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)車(chē)型的焊點(diǎn)數(shù)約為2203，自動(dòng)化率為15%。

6 焊接生產(chǎn)線(xiàn)的主要配置

白車(chē)身焊裝線(xiàn)包括8條主要生產(chǎn)線(xiàn)：前車(chē)體線(xiàn)、地板線(xiàn)、左側(cè)圍線(xiàn)、右側(cè)圍線(xiàn)、總拼線(xiàn)、門(mén)蓋線(xiàn)、公用補(bǔ)焊線(xiàn)、車(chē)身裝調(diào)線(xiàn)。

6.1 前艙線(xiàn)配置

前艙線(xiàn)包括4個(gè)焊接工位以及1個(gè)質(zhì)檢臺(tái)，通過(guò)地面轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)與前艙上線(xiàn)自行小車(chē)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。前艙線(xiàn)工位間通過(guò)電動(dòng)葫蘆加吊具實(shí)現(xiàn)零件的轉(zhuǎn)運(yùn)。如圖6所示。

6.2 地板線(xiàn)配置

地板線(xiàn)包括10個(gè)工位（第10個(gè)工位為主線(xiàn)間地面轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)）。

6.3 側(cè)圍線(xiàn)配置

左＼右側(cè)圍線(xiàn)包括8個(gè)工位，如圖8。

6.4 門(mén)蓋線(xiàn)配置

門(mén)蓋線(xiàn)指五門(mén)一蓋，即左/右前門(mén)、左/右后側(cè)門(mén)、發(fā)蓋及尾門(mén)。由于門(mén)蓋尺寸精度的重要性和特殊性，故對(duì)五門(mén)一蓋生產(chǎn)工藝及設(shè)備和工裝的要求很高。門(mén)蓋生產(chǎn)除了夾具定位及焊接外，最重要的就是包邊工藝了，包邊（門(mén)蓋包邊壓合）指門(mén)蓋在包邊設(shè)備上通過(guò)壓塊或模具，使門(mén)蓋外板折邊包住內(nèi)板，并緊密壓合使之成為一體，以增加門(mén)蓋的整體剛度和強(qiáng)度。包邊一般在專(zhuān)用包邊機(jī)或包邊壓力機(jī)上順序形成45度預(yù)包邊和90度的完全壓邊。該項(xiàng)目采用了液壓驅(qū)動(dòng)的桌式包邊機(jī)，如圖9所示。

6.5 車(chē)身補(bǔ)焊線(xiàn)主要配置

車(chē)身補(bǔ)焊線(xiàn)主要完成車(chē)身在車(chē)身總拼線(xiàn)未焊完的焊點(diǎn)及傳送。白車(chē)身的基本結(jié)構(gòu)、尺寸精度在車(chē)身總拼線(xiàn)已定型完成，因此在補(bǔ)焊線(xiàn)上不用配置較復(fù)雜的夾具來(lái)定位白車(chē)身。車(chē)身輸送采用滑橇循環(huán)式輸送。

車(chē)身補(bǔ)焊線(xiàn)共有17個(gè)工位，目前有5個(gè)機(jī)器人焊接工位，4臺(tái)機(jī)器人/工位，共20臺(tái)機(jī)器人，生產(chǎn)節(jié)拍為60JPH。該車(chē)型的機(jī)器人焊點(diǎn)數(shù)量為233。

7 車(chē)間工藝平面布置設(shè)計(jì)

焊裝車(chē)間主廠房面積50，688m2（264m*192m）：包含生產(chǎn)區(qū)域39，400m2；輔房面積2，280m2質(zhì)量區(qū)域1152m2；物流存放區(qū)5，950m2；預(yù)留用地2，357m2。房?jī)?nèi)空10.5米，分兩層，1層焊接裝配生產(chǎn)，2層白車(chē)身輸送。采用承載式網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)，跨度為24米X24米，網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)載荷分區(qū)域布置；充分利用自然采光；對(duì)CO2焊接進(jìn)行煙塵凈化處理和弧光隔離；車(chē)間周邊區(qū)域采用自然送排風(fēng)、中央?yún)^(qū)域采用機(jī)械送排風(fēng)形式，減輕車(chē)間粉塵污染。二次鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架從屋架10.5m節(jié)點(diǎn)往下吊掛直至5.1m高，減少地面立柱，水、電、氣管線(xiàn)布置在5.1m高的網(wǎng)架上。夾具供氣由鋼平臺(tái)引下至氣包。焊接車(chē)間工藝平面布置見(jiàn)圖11。

8 公用設(shè)施開(kāi)發(fā)

根據(jù)焊裝線(xiàn)設(shè)備和工裝的配置情況，工藝設(shè)計(jì)人員收集、整理了乘用車(chē)工廠車(chē)身車(chē)間大量設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖紙，并與焊裝線(xiàn)及相關(guān)設(shè)備制造廠家做了多次的技術(shù)交流和互動(dòng)，給工廠設(shè)計(jì)部門(mén)提供了詳細(xì)的工藝交底資料，包括廠房的設(shè)備基礎(chǔ)資料及公用動(dòng)力有關(guān)資料；包括高壓及低壓壓縮空氣使用的消耗量、循環(huán)冷卻水耗量、電力用量，以及相關(guān)的公用動(dòng)力管線(xiàn)的布局走向等。資料提交后還對(duì)工廠設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了會(huì)簽，提出了很多與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管路相關(guān)聯(lián)的意見(jiàn)和建議，確保了施工階段盡量減少設(shè)計(jì)變更。

9 結(jié)束語(yǔ)

該車(chē)柔性焊裝線(xiàn)項(xiàng)目采用了合理的工藝布置、制造技術(shù)與生產(chǎn)裝備，焊裝線(xiàn)自動(dòng)化率、柔性化水平有了顯著提高。在原有成熟車(chē)型工藝基礎(chǔ)上，縮短項(xiàng)目制造開(kāi)發(fā)周期，降低整個(gè)項(xiàng)目制造成本，以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)該車(chē)型產(chǎn)品的需求；工藝裝備技術(shù)的高柔性設(shè)計(jì)，可以滿(mǎn)足未來(lái)公司其他車(chē)型的生產(chǎn)。車(chē)身柔性焊裝線(xiàn)由上汽通用五菱技術(shù)中心及制造系統(tǒng)聯(lián)手設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。焊裝線(xiàn)一次建成，焊裝線(xiàn)的優(yōu)化工藝平面布置設(shè)計(jì)方案等，均使本次焊裝線(xiàn)工藝設(shè)計(jì)更趨合理。

該車(chē)型柔性焊裝線(xiàn)順利建成投產(chǎn)，生產(chǎn)節(jié)拍、白車(chē)身CMM合格率等均達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，這標(biāo)志著公司乘用車(chē)基地具備了生產(chǎn)該平臺(tái)所有車(chē)型的能力，同時(shí)也滿(mǎn)足了市場(chǎng)對(duì)該平臺(tái)車(chē)型的產(chǎn)品需求，提高了公司在細(xì)分車(chē)型的市場(chǎng)占有率，同時(shí)也為公司后續(xù)產(chǎn)品導(dǎo)入、產(chǎn)能提升提供了有利的條件，為將來(lái)焊裝線(xiàn)建設(shè)和工廠建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]袁世武.東風(fēng)本田二工廠10萬(wàn)臺(tái)車(chē)身柔性焊裝線(xiàn)工藝設(shè)計(jì)和應(yīng)用[J].汽車(chē)工藝與材料，2013（4）.

作者簡(jiǎn)介：李新社（1978-），男，河南開(kāi)封人，本科，工程師，主要研究方向：汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)工藝性分析、工藝規(guī)劃、先進(jìn)車(chē)身焊裝技術(shù)要求及項(xiàng)目管理。

莫江妍（1978-），女，廣西南寧人，本科，工程師，主要研究方向：汽車(chē)焊接工藝、生產(chǎn)線(xiàn)控制技術(shù)及項(xiàng)目管理。