安珂,李金山,李彥賀,溫強(qiáng)龍
(奇瑞商用車(安徽)有限公司,安徽 蕪湖 361000)
焊裝工裝主要包含夾具、檢具、工位器具。其中焊裝夾具隨著汽車的大規(guī)模生產(chǎn)而迅速發(fā)展,是汽車焊裝生產(chǎn)中的必須工裝。夾具是機(jī)械制造過程中用來固定加工對象,使之占有正確的位置,以接受施工或檢測的裝置。焊裝夾具主要是對沖壓件進(jìn)行可靠性定位及夾緊,保證車身各部分有正確的相對位置及尺寸,保障車身零部件裝配/焊接工藝正常進(jìn)行。
輸送裝置在車身生產(chǎn)線中負(fù)責(zé)各工序間的對接,實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)必須設(shè)備,隨著搞柔性化生產(chǎn)的推進(jìn),輸送裝置的種類越來越多,采取的方式亦開始多樣化。線外輸送大多采用輸送式及機(jī)械手方式,線內(nèi)間輸送多采用高度輥床、高速臺車、往復(fù)桿、flextrack輸送方式。
焊接設(shè)備主要負(fù)責(zé)對白車身各工序間組件進(jìn)行連接作用,汽車生產(chǎn)過程主要使用焊接設(shè)備隨生產(chǎn)線及自動(dòng)化程度提升,主要分為點(diǎn)焊設(shè)備、凸焊設(shè)備、焊縫設(shè)備等。
焊裝夾具自單一車型逐步轉(zhuǎn)化為多車型切換生產(chǎn),其中主拼夾具至關(guān)重要,為夾具實(shí)現(xiàn)多車型切換的基礎(chǔ)。隨著自動(dòng)化程度的提升,主拼夾具的切換方式也越來越多,現(xiàn)階段常用的類型有多面體總拼、康采恩總拼、Opengate、Flexframer等。下面針對集中常用切換機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡述:
2.1.1 多面體夾具
多面體夾具在日韓系列車企使用較多,國產(chǎn)車企吉利、北汽等多使用四面體、六面體。一汽、奇瑞等車企多采用三面體,其主要優(yōu)點(diǎn)為車型切換通過旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn),整個(gè)切換只占一個(gè)工位,占地少,車型切換可以在15s內(nèi)完成,最多四款車型,可達(dá)到60JPH;適用于柔性生產(chǎn)。
但由于多面體機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜,機(jī)器人布置困難,可利用率較低。如無預(yù)裝工位、打點(diǎn)數(shù)量較少。
圖1
2.1.2 康采恩總拼
康采恩總拼機(jī)構(gòu)又稱為空中存貯機(jī)構(gòu),其主要特點(diǎn)夾具切換在空中完成,不占他用地面空間;切換時(shí)間15S~20S;適用于柔性生產(chǎn)。其主要缺點(diǎn)為理論上可滿足任意種車型切換,但是空中難以布置機(jī)器人,機(jī)器人數(shù)量較少;維護(hù)比較困難。保養(yǎng)及運(yùn)營成本增加,行業(yè)中使用較少。
圖2
2.1.3 Opengate
OPengate方式,也稱柯馬 OPENGATE,其分為地面平移存貯和蝶形存貯方式。地面平移存貯方式主要特點(diǎn)換型容易,可在15S內(nèi)完成;標(biāo)準(zhǔn)模塊化,易于分期投入;適用于柔性生產(chǎn);空間滿足的話,理論上可滿足較多種車型共線。但是該結(jié)構(gòu)占地面積較大,對于整個(gè)車間的布置及物流有較大影響。蝶形存貯方式與前一種相比僅是更改了存貯方式,使占地面積略小,車型較少時(shí)適用于柔性生產(chǎn);但車型較多時(shí)就有可能使車型切換時(shí)間拉長,僅適用于批量生產(chǎn)。
圖3
2.1.4 Flexframer
Flexframer機(jī)構(gòu)前期由ABB研發(fā)設(shè)計(jì),主要通過抓手定位實(shí)施,下面基準(zhǔn)采用燕尾槽形式。上部采用零點(diǎn)定位機(jī)構(gòu)。其主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、切換容易,地面靜態(tài)存儲(chǔ),存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)簡單;不需要預(yù)裝、節(jié)拍較慢;一般3種車型;另該結(jié)構(gòu)車身控制點(diǎn)少,車身精度一致性調(diào)整較為困難。
圖4
對應(yīng)柔性化夾具設(shè)計(jì)的普及,焊裝輸送設(shè)備也成為生產(chǎn)線能否實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的關(guān)鍵要素?,F(xiàn)在的汽車焊裝輸送系統(tǒng)主要有輥床、臺車、往復(fù)桿等,通過NC切換方式、四面體等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)切換功能,達(dá)到柔性化需求。主流車型一般采用高速臺車及高速滾床方式。
圖5
柔性化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn),最關(guān)鍵的是同一工位實(shí)現(xiàn)不同車型間的切換。車身制造過程,根據(jù)不同的切換組合方式,可以實(shí)現(xiàn)整體切換、局部切換等相關(guān)功能。從而滿足小規(guī)模、多樣化產(chǎn)品需求。焊裝生產(chǎn)線逐步提高自動(dòng)化、柔性化已成大勢所趨,也是我國未來汽車行業(yè)、甚至許多工業(yè)、企業(yè)發(fā)展的方向。