蘇偉，汪小霞，黃星麗

(安徽江淮股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥 230001)

車(chē)身焊裝SE的內(nèi)容和作用

蘇偉，汪小霞，黃星麗

(安徽江淮股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥 230001)

應(yīng)用同步工程能夠在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段提前將制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題規(guī)避掉，從而縮短汽車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、降低成本和提高品質(zhì)。重點(diǎn)介紹新車(chē)型車(chē)身開(kāi)發(fā)中工程設(shè)計(jì)階段焊裝同步工程的概念、流程和主要工作內(nèi)容。

汽車(chē)車(chē)身；焊裝；同步工程

0　引言

隨著汽車(chē)工業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，車(chē)型的更新?lián)Q代速度越來(lái)越快，促使車(chē)企必須增強(qiáng)自身的研發(fā)能力，降低研發(fā)成本、提高車(chē)身品質(zhì)、縮短研發(fā)周期。為了達(dá)到這一目標(biāo)，同步工程在車(chē)身制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同步工程將傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式由串行開(kāi)發(fā)模式變?yōu)椴⒙?lián)開(kāi)發(fā)模式，引入虛擬制造手段，提前將制造過(guò)程中試錯(cuò)出現(xiàn)的問(wèn)題在工程設(shè)計(jì)階段完成，使90%的設(shè)計(jì)更改完全限制在制造實(shí)施以前。

1　同步工程的簡(jiǎn)介

1.1同步工程的概念

同步工程簡(jiǎn)稱(chēng)SE(Simultaneous Engineering)工程或CE(Concurrent Engineering)工程，是指在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的最初階段，盡最大可能地把設(shè)計(jì)與制造聯(lián)系起來(lái)，即以后生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)方面從設(shè)計(jì)開(kāi)始就同步進(jìn)行的一種生產(chǎn)方式。這種方式興起于歐洲，目前已在全球汽車(chē)工業(yè)中被大量應(yīng)用，主要利用三維軟件構(gòu)造的虛擬現(xiàn)實(shí)，憑借技術(shù)人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對(duì)新車(chē)型數(shù)模進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)分析，以便對(duì)產(chǎn)品數(shù)模、制造工藝等進(jìn)行改進(jìn)[2]。

焊裝同步工程是從車(chē)型開(kāi)發(fā)造型階段開(kāi)始，沖焊工藝就介入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)不滿足沖焊工藝要求及不利于整車(chē)品質(zhì)的設(shè)計(jì)方案提出設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)其進(jìn)行修改，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)階段工藝水平制定整車(chē)的品質(zhì)基準(zhǔn)文件，用于控制白車(chē)身質(zhì)量，以及確定整車(chē)的沖焊工藝及生產(chǎn)線布置方案，為設(shè)備調(diào)試以及量產(chǎn)做好充分準(zhǔn)備[3]。

1.2同步工程的作用和目的

在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如果可以同步進(jìn)行工藝分析論證，同步進(jìn)行生產(chǎn)線建設(shè)的相關(guān)工作，就可以提前在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)大多數(shù)問(wèn)題，不僅可以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，將錯(cuò)誤消滅在“萌芽”狀態(tài)，也可以充分考慮產(chǎn)品的制造工藝性，從而保證了生產(chǎn)線的高效快速建設(shè)[4]。

運(yùn)用同步工程，可以避免新車(chē)型在研發(fā)時(shí)走彎路，更高效地進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，以達(dá)到以下目的：(1)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與沖焊工藝；(2)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期；(3)提升車(chē)身整體質(zhì)量；(4)節(jié)約生產(chǎn)制造成本。

2　焊裝同步工程的主要流程

新車(chē)型車(chē)身開(kāi)發(fā)，從造型開(kāi)始直至樣車(chē)試制完成大約需要12個(gè)月，依次在造型、斷面設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)模制作等主要階段進(jìn)行同步?jīng)_焊工藝可行性分析，圖1是焊裝同步工程的主要流程。

主要包括造型、斷面設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與數(shù)模制作等幾個(gè)階段，每個(gè)階段沖焊工藝人員都參與到設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)部門(mén)提供的數(shù)模、焊點(diǎn)信息、BOM表等技術(shù)文件，進(jìn)行相關(guān)的SE分析，提交SE分析報(bào)告。

3　焊裝同步工程的主要內(nèi)容

在車(chē)身開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段，沖焊工藝人員都參與到設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)部門(mén)提供的數(shù)模、焊點(diǎn)信息、BOM表等技術(shù)文件，進(jìn)行相關(guān)的SE分析，并提交SE分析報(bào)告， 其主要工作內(nèi)容如表1所示。

表1　焊裝同步工程的主要工作內(nèi)容

4　焊裝同步工程輸出文件說(shuō)明

4.1車(chē)身外觀分析報(bào)告

沖焊工藝人員參與車(chē)身模型外觀分縫工作，并對(duì)車(chē)身外觀分縫進(jìn)行評(píng)估，對(duì)不利于沖焊工藝的分縫方式提出修改意見(jiàn)，提交設(shè)計(jì)部門(mén)要求修改。例如某廠某款新開(kāi)發(fā)車(chē)造型設(shè)計(jì)階段，沖焊工藝人員在外CAS審查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)車(chē)門(mén)外板深凹造型彎曲點(diǎn)較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，車(chē)門(mén)內(nèi)外板包邊無(wú)法實(shí)現(xiàn)，質(zhì)量無(wú)法保證，影響外觀質(zhì)量，建議取消或更改此處深凹造型，保證車(chē)門(mén)外板局部造型彎角不大于1個(gè)，且彎曲角度控制在150°以上，保證車(chē)門(mén)內(nèi)外板包邊的實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。

4.2車(chē)身間隙面差分析報(bào)告

4.3車(chē)身主要斷面分析報(bào)告

對(duì)車(chē)身主要斷面進(jìn)行分析，確認(rèn)典型斷面的焊接搭接形式，確認(rèn)采用包邊工藝的位置(如門(mén)蓋、翼子板、后輪包)與形式(模具包邊還是機(jī)器人滾邊)，確認(rèn)車(chē)門(mén)鉸鏈的結(jié)構(gòu)形式(焊接形式還是螺栓連接形式)，確認(rèn)焊裝涂膠的規(guī)格與位置，對(duì)不利于沖焊工藝的斷面結(jié)構(gòu)提出修改意見(jiàn)，并提交設(shè)計(jì)部門(mén)要求修改。例如該廠某款新開(kāi)發(fā)車(chē)在招標(biāo)數(shù)據(jù)階段，沖焊工藝人員在招標(biāo)數(shù)模審查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)如圖4所示的車(chē)門(mén)鉸鏈安裝表面與車(chē)身線不垂直，不利于車(chē)身精度的保證。在工藝審查中，應(yīng)要求其盡量保證與車(chē)身線垂直,如沖壓條件確實(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，也應(yīng)保證車(chē)門(mén)鉸鏈安裝表面與車(chē)身線角度不超過(guò)3°。

4.4可焊性分析報(bào)告書(shū)(ECR)

從板件搭接關(guān)系、焊槍可達(dá)性、焊點(diǎn)分布等方面分析數(shù)模的可行性，對(duì)不滿足沖焊工藝要求的數(shù)模設(shè)計(jì)提出修改意見(jiàn)，并提交設(shè)計(jì)部門(mén)人員要求進(jìn)行修改。例如某款車(chē)型中，可焊性分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)側(cè)圍B柱與側(cè)圍內(nèi)板搭接處焊點(diǎn)數(shù)量較少，在工位間輸送過(guò)程中很容易因缺少焊點(diǎn)、強(qiáng)度差而導(dǎo)致板件變形，故在側(cè)圍B柱與側(cè)圍內(nèi)板搭接處增加焊點(diǎn)數(shù)量，保證焊接強(qiáng)度，避免在后期的實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生變形的問(wèn)題。

4.5定位孔分析報(bào)告書(shū)(MLP)

4.6主要公差分析報(bào)告書(shū)(SQM)

制定單件及各總成的檢測(cè)點(diǎn)及公差標(biāo)準(zhǔn)文件用于指導(dǎo)單件及總成檢具的設(shè)計(jì)及制造，并作為單件及總成的檢測(cè)依據(jù)。焊接SQM總布置一般包括4個(gè)部分：

待檢零件的2D視圖，便于直觀理解零件結(jié)構(gòu)；零件結(jié)構(gòu)和定位信息列表，確定零件定位信息；定位點(diǎn)斷面圖，如圖7(a)，按照定位點(diǎn)標(biāo)號(hào)的順序創(chuàng)建各定位點(diǎn)的斷面圖，標(biāo)示定位方式、斷面方向、關(guān)聯(lián)零件、公差范圍等信息；檢測(cè)點(diǎn)斷面圖，如圖7(b)，包含檢測(cè)信息、檢測(cè)內(nèi)容、關(guān)聯(lián)零件、斷面方向、檢測(cè)點(diǎn)與各單件/總成的關(guān)系表、公差范圍等信息。

4.7夾具定位分析報(bào)告書(shū)(MCP)

以3-2-1準(zhǔn)則、網(wǎng)格平行性準(zhǔn)則以及一致性準(zhǔn)則作為基本準(zhǔn)則，制定單件及各分總成的定位系統(tǒng)文件，為夾具及檢具設(shè)計(jì)提供定位基準(zhǔn)。制定夾具的定位及夾持點(diǎn)分布報(bào)告，用于指導(dǎo)夾具的設(shè)計(jì)與制造，并作為夾具的驗(yàn)收依據(jù)。在MCP中，應(yīng)標(biāo)注主副定位孔的信息，支撐夾緊塊的位置以及板件在夾具上的放置面信息，并對(duì)支撐夾緊塊所在位置做斷面圖，便于夾具設(shè)計(jì)人員了解夾持塊的結(jié)構(gòu)和夾持方式信息。圖8為某車(chē)型車(chē)門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板定位問(wèn)題，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮的定位孔為圖8所示圓形孔和圓形腰孔，圓銷(xiāo)控制XZ方向，圓形腰孔，因方向錯(cuò)誤，在定位時(shí)易導(dǎo)致板件跟轉(zhuǎn)，影響定位精度。在做MCP定位系統(tǒng)時(shí)，見(jiàn)圖9，將腰型圓孔改成圓形定位孔，控制板件Z向跟轉(zhuǎn)，保證定位精度。

圖8車(chē)門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板原定位信息

圖9車(chē)門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板修改后定位信息

4.8工藝流程分析報(bào)告書(shū)

由沖焊工藝人員結(jié)合車(chē)身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)模和焊點(diǎn)對(duì)工序進(jìn)行拆分，制定沖焊工藝流程，并不斷優(yōu)化更新，同時(shí)對(duì)需要修改的沖壓件數(shù)模提出優(yōu)化或修改意見(jiàn)，提交設(shè)計(jì)部門(mén)要求修改，最終提供可供焊接使用的焊接流程結(jié)構(gòu)樹(shù)。圖10為某車(chē)型白車(chē)身發(fā)艙縱梁焊接總成件的焊接流程結(jié)構(gòu)樹(shù)，流程樹(shù)中包括零件的圖片、圖號(hào)、名稱(chēng)，以及每個(gè)工位的上件數(shù)量，工位名稱(chēng)和各工位間的層級(jí)關(guān)系。

4.9輸送系統(tǒng)定位基準(zhǔn)報(bào)告

機(jī)械化輸送設(shè)備是焊裝生產(chǎn)線的重要組成部分，主要用于焊裝生產(chǎn)線工序間、生產(chǎn)線間和成品的搬運(yùn)、儲(chǔ)存。制定輸送系統(tǒng)的定位基準(zhǔn)報(bào)告，用于指導(dǎo)輸送設(shè)備(滑橇等)的設(shè)計(jì)與制造，是焊裝工藝空間布置的關(guān)鍵并作為其驗(yàn)收依據(jù)。

4.10工藝路線分析報(bào)告書(shū)

在SE分析期間，對(duì)于新建生產(chǎn)線，還要綜合考慮工位間距、物流、物料存放、操作方便性和安全等因素，確定焊裝車(chē)間的平面布置方案。焊裝生產(chǎn)線的平面布置設(shè)計(jì)通常應(yīng)遵循以下原則：(1)凡進(jìn)入生產(chǎn)線的零部件均視為合格，不再進(jìn)行補(bǔ)充加工；(2)保證生產(chǎn)能力和節(jié)拍，降低綜合成本，保證焊接要求．降低勞動(dòng)強(qiáng)度，合理安排工序及工位；(3)考慮安全保證措施及焊接質(zhì)量與焊接工藝性，安排必要的補(bǔ)焊工位；(4)必要時(shí)采用柔性可調(diào)焊裝設(shè)備，預(yù)留備用工位，以適應(yīng)多品種或工藝變化需要；(5)采用地面?zhèn)鬏斉c空中傳輸相結(jié)合的傳輸系統(tǒng)，盡最大可能保證預(yù)期內(nèi)車(chē)間物流合理順暢。

5　結(jié)束語(yǔ)

SE是縮短整車(chē)開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量的有效方式，車(chē)身焊裝SE作為SE中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，要求工藝人員具備豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，例如了解車(chē)身設(shè)計(jì)及車(chē)身結(jié)構(gòu)相關(guān)常識(shí)，掌握焊接工藝方法，如點(diǎn)焊、CO2保護(hù)焊、凸焊、螺柱焊的原理及注意事項(xiàng)；熟知相關(guān)工裝夾具知識(shí)和焊接設(shè)備、輸送設(shè)備等知識(shí)，不斷提升焊裝SE技術(shù)實(shí)力。

Content and Applications of Welding Simultaneous Engineering for Auto Body

SU Wei, WANG Xiaoxia, HUANG Xingli

(Technical Center, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Hefei Anhui 230001,China)

Simultaneous engineering can be used to avoid possible problems in engineering design stage in advance which produce in manufacturing process，so as to shorten development cycle , reduce costs and improve quality of automobile new product. The concept, process and the main work content of welding simultaneous engineering in engineering design stage of new car body were introduced.

Auto body; Welding; Simultaneous engineering

2015-05-20

蘇偉，男，本科，從事整車(chē)工藝、性能相關(guān)工作。E-mail：11373833@qq.com。