許超

摘 要：文章根據(jù)試制車間對快換焊槍的需求，對比了目前傳統(tǒng)的手工一體化焊槍和傳統(tǒng)的快換焊槍，通過對傳統(tǒng)手工一體化焊槍的設(shè)計改進(jìn)，實現(xiàn)了焊槍的快換功能，滿足了試制車間對快換焊槍的需求，同時較傳統(tǒng)快換焊槍又大大降低了成本。

關(guān)鍵詞：快換焊槍；試制；柔性化

中圖分類號：TG43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0176-02

Abstract： According to the requirement of the trial manufacture workshop for the fast welding torch， this paper compares the traditional manual integrated welding gun with the traditional quick changing welding gun， and realizes the quick changing function of the welding gun by improving the design of the traditional manual integrated welding gun. At the same time， compared with the traditional quick welding torch， the cost is greatly reduced.

Keywords： quick change welding torch； trial manufacture； flexibility

引言

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，市場競爭的越發(fā)激烈，要求車型更新?lián)Q代速度越來越快，產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短，開發(fā)成本不斷降低，以高品質(zhì)和高速度的新車型快速響應(yīng)市場。這樣的環(huán)境背景對試制車間試制裝備的柔性化提出了更高的需求。而點焊焊槍作為試制車間主要的焊接裝備，如何更加柔性高效的使用焊槍設(shè)備，成為了試制車間的一項重要課題。

1 試制車間對快換焊槍的需求

眾所周知，試制車間由于成本，周期等因素，不可能像工廠一樣根據(jù)車型項目匹配好相應(yīng)的設(shè)備，而是要求設(shè)備具備柔性，能夠最大程度的覆蓋所有車型項目，對應(yīng)到焊槍上，就要求焊槍能夠靈活切換，滿足不同項目的需要。同時根據(jù)歷史的項目經(jīng)驗可以通過不同槍型的焊槍使用率來進(jìn)行焊槍的布局優(yōu)化，優(yōu)先采購使用率需求大的焊槍，減少使用率低焊槍的采購，通過快換焊槍的形式來滿足項目焊槍的使用需求，以此提升所有采購焊槍的使用率，節(jié)約了車間設(shè)備采購的成本。同時對于維修備件方面，快換焊槍各種同類型焊槍可互為BACKUP，一旦工作焊槍出現(xiàn)故障，可以通過切換同類型閑置焊槍快速滿足試制項目生產(chǎn)，節(jié)約了因維修而導(dǎo)致的停產(chǎn)時間，也可以適當(dāng)?shù)慕档途S修人員的配置，減少人員和管理成本。綜上，快換焊槍對試制車間的重要性不言而喻。

2 快換焊槍的形式

傳統(tǒng)的氣動一體化手工焊槍在焊槍端兩米左右距離存在水管、氣管和線纜的接頭，如圖1。更換焊槍時需要依次解開水管、氣管和線纜接頭，排盡水管中剩余冷卻水后，再進(jìn)行更換，整個過程十分麻煩且耗時。而市場上較成熟的快換焊槍產(chǎn)品一般都是通過將水管、氣管和線纜等定義在一個標(biāo)準(zhǔn)化的快換盤上，如圖2。通過快換盤實現(xiàn)快速切換，這種形式的快換焊槍雖然可以滿足試制車間的快換需求，但成本上過于昂貴，是普通手工一體化焊槍價格的4倍，如表1。這種快換焊槍可以在個別工位使用，如總拼補(bǔ)焊，但如果整個車間都使用該設(shè)計的快換焊槍，將極大的提高試制的成本。

3 快換焊槍設(shè)計

快換焊槍快換接口的設(shè)計既要滿足焊槍對電源、通訊、水源、氣源等的接口要求，還要滿足操作和維修人員切換焊槍時的便利性，同時兼顧急停按鈕等安全裝置的布局等。如圖3/4所示，設(shè)計快換焊槍尾部快換接口上部設(shè)計有電源航插和通訊航插，為了保證電源和通訊的穩(wěn)定性和使用安全性，電源航插和通訊航插上采用六角螺栓進(jìn)行固定，防止電源和通訊航插在使用中的意外脫落?？鞊Q焊槍尾部快換接口下部設(shè)計有進(jìn)水，氣源以及回水的快速接頭。為了避免水源和氣源快速切換時的誤操作，除了色標(biāo)定義外，設(shè)計上將水氣源的快速接頭設(shè)計為逆向，從根本上杜絕了誤操作而帶來的設(shè)備損壞以及安全等問題。同時在快換焊槍尾部的邊緣設(shè)計有設(shè)備急停按鈕以應(yīng)對使用過程中的突發(fā)情況，保障操作人員的安全。

4 快換焊槍效果驗證

經(jīng)三個月中五個試制項目的使用驗證，改造后的快換焊槍可以實現(xiàn)焊槍的快速對接，同時在快換過程中不會造成漏水，漏氣等影響生產(chǎn)的問題。焊槍平均切換時間約為11分鐘，為原手工焊槍切換時間的四分之一，基本與成熟快換焊槍產(chǎn)品相當(dāng)。成本方便，本次焊槍的快換設(shè)計變更仍然維持原焊槍價格協(xié)議框架內(nèi)未增加設(shè)備采購成本，如圖5。

原試制車間每年因焊槍故障而造成的停線問題約200個，平均維修時間30分鐘，通過采用快換焊槍設(shè)計，基本可以實現(xiàn)故障焊槍立即更換，故障焊槍下線維修，保證生產(chǎn)節(jié)拍。驗證期間，五個試制項目因車身設(shè)計造型等因素試制車間常規(guī)焊槍無法滿足焊點有42個，若按常規(guī)不同項目不同工位進(jìn)行焊槍布局需采購8把異型焊槍以滿足工藝需求，但實施快換焊槍后，實際采購焊槍數(shù)僅為4把，且隨著異型槍數(shù)量的增加，形成一定規(guī)模后就可以基本覆蓋所有造型點焊需求，減少后期設(shè)備采購成本。

根據(jù)實際使用驗證，焊槍在快換設(shè)計改造后在成本，效率，維修性等多方面都較原來的手工一體化焊槍具有明顯優(yōu)勢，本次設(shè)計改造取得了良好的效果。

5 經(jīng)濟(jì)效益計算

快換焊槍的使用從三個方面節(jié)約了試制車間的成本：

（1）快換焊槍采購成本：按照一個試制車間400把焊槍計算，對比成熟快換焊槍產(chǎn)品，通過對現(xiàn)有手工一體化焊槍的改造，平均單把快換焊槍可節(jié)約7.5萬元，總共可節(jié)約費用約3000萬元。

（2）生產(chǎn)停線成本：當(dāng)單把焊槍發(fā)生故障后，可快速更換同類型閑置焊槍繼續(xù)生產(chǎn)，按照平均焊槍維修時間30分鐘，每年焊槍故障問題200個，每年可節(jié)約維修停線時間約100個小時。

（3）異型焊槍采購成本：針對不同車型，由于造型設(shè)計的原因，都有數(shù)量較少但常規(guī)焊槍無法覆蓋的焊點，這就需要針對不同車型新購異型焊槍。按照一把異型焊槍4萬元，每年二十個試制項目計算，每年可以節(jié)約80萬的異型焊槍采購費用。

6 結(jié)束語

通過效果驗證表明，焊槍的快換改造已取得了很好的效果，不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了采購以及后續(xù)維修的成本，改造達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

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