張剡 邢曉威

摘 要：以總結(jié)出各種生產(chǎn)綱領的乘用車試制車間焊裝線規(guī)劃設計方法為目標，完成了年生產(chǎn)綱領分別為200～500輛、500～2000輛、2000輛以上三個檔次的乘用車試制焊裝線的規(guī)劃設計模式的優(yōu)缺點對比總結(jié)，針對不同的業(yè)主需求，采用不同的規(guī)劃設計模式，利用這套規(guī)劃設計方法我公司已經(jīng)完成國內(nèi)多個整車廠研發(fā)中心試制車間施工圖的設計，取得了良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：自適應;轉(zhuǎn)臺;滑臺;機器人抓手

0 前言

本文歸納總結(jié)了不同生產(chǎn)綱領的乘用車試制車間焊裝線的規(guī)劃設計模式，完成了簡易焊裝線、半自動焊裝線、自動柔性焊裝線三種模式的對比總結(jié)，羅列了各種模式包含的工藝內(nèi)容。

1 試制焊裝工藝概述

傳統(tǒng)乘用車白車身焊接工藝有電阻點焊、氣體保護焊、螺柱焊、凸焊、釬焊等，部分車型采用了激光焊和阿普拉斯焊等新焊接工藝。新能源車白車身因為要減重，大量采用了鋁材、高強鋼、碳纖維等新材料，業(yè)界開發(fā)了鋁點焊、鋁螺柱焊、SPR自沖鉚、FDS、CLINCH鉚接、膠接等新型連接工藝，目前這些新工藝已經(jīng)在各個主機廠得到大批量應用。

2 焊接工段白車身主要工藝流程

分總成焊接側(cè)圍地板等大總成焊接車身總拼四門兩蓋裝配調(diào)試白車身下線。

3 三種模式對比分析

（1）模式1：簡易焊裝線：焊裝工段僅完成發(fā)動機倉、前后地板、側(cè)圍、門蓋、車身等大總成的焊接，其他分總成外協(xié)配套。焊接方式為人工焊接，生產(chǎn)線上方布置工藝鋼結(jié)構(gòu)，點焊槍、二次側(cè)的水電氣管線、風扇、照明等設備設施安裝在工藝鋼構(gòu)上。點焊采用帶自適應系統(tǒng)的中頻懸掛式點焊機進行總成焊接，每個點焊控制箱配置2套（水電氣）管包線，在管包線末端與焊槍連接處配置焊槍快換接盤以方便不同類型、不同尺寸的點焊槍快速切換，充分發(fā)揮焊裝線的柔性，正常情況下白車身焊點采用20種不同類型、不同喉深的焊槍即可滿足要求，個別無法焊接的焊點可以采用弧焊工藝代替焊接。地面布置夾具及料框，夾具可以采用帶萬向腳輪的形式，方便推進推出以切換生產(chǎn)不同車型，因為生產(chǎn)節(jié)拍很慢，夾具多采用手動夾緊器，側(cè)圍、地板、及車身總成等大型夾具的基板一般為矩陣孔基板，切換車型時可以重復利用，以節(jié)省設備投資。下圖為某廠試制車間簡易焊裝線工藝平面圖。

（2）模式2。半自動焊裝線：焊裝工段小分總成及發(fā)動機倉、前后地板、側(cè)圍、門蓋等大總成為人工手動焊接，地板總成、車身總成采用機器人自動焊接。下圖為某廠試制車間半自動焊裝線工藝平面圖，整體工藝流向為從下到上，依次為分總成手動焊接區(qū)，大總成手動焊接區(qū)，地板及車身總成自動焊接區(qū)，工位布置形式為抽屜島式布局。分總成線為手動線，分總成夾具自帶腳輪，使用時推入工位，切換時推出工位，焊接方式為人工焊接，懸掛點焊槍及其附屬設施吊掛在地面立柱或屋架吊掛的鋼結(jié)構(gòu)上。發(fā)動機倉線及前后地板為自動線，因為試制車間生產(chǎn)節(jié)拍較低，僅單側(cè)布置機器人焊接，具體工藝流程為人工裝左側(cè)件→轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)180度人工裝右側(cè)件→機器人焊接→焊接完成后利用電葫蘆+吊具人工抓件至AGV。左右側(cè)圍線為柔性自動線，具體工藝流程為第一工位人工裝件→滑臺滑入第二工位R1/R2/R3/R4機器人焊接→R5機器人抓件放入成品精定位料框。左右側(cè)圍線換產(chǎn)方式為人工切換，切換時空夾具推車接駁焊裝線導出舊夾具后推至夾具存儲區(qū)存儲，裝載新夾具的推車再次接駁焊裝線導入新夾具。地板線及車身總成線為半自動線，點定工位為手動工位，補焊及螺柱焊工位為機器人自動焊接，布局方式為抽屜式布置，地板及車身總成工位間工件周轉(zhuǎn)方式為AGV+定位托盤，利用AGV把不同車型定位托盤推進推出。

（3）模式3：柔性焊裝線：焊裝工段小分總成為人工手動焊接，各個大總成及車身總成全部采用機器人焊接，產(chǎn)線具備多種車型柔性生產(chǎn)的能力。下圖為某廠試制車間柔性焊裝線工藝平面圖，發(fā)動機倉、前后地板總成采用機器人自動焊接，工位布置形式為單元式布局，七軸機器人居中布置，兩側(cè)布置夾具、焊槍及上下料口，夾具切換方式為人工切換;左右側(cè)圍總成采用機器人自動焊接，工位布置形式為單元式布局，七軸機器人居中布置，兩側(cè)布置夾具、焊槍及上下料口，工位間工件周轉(zhuǎn)方式為機器人抓手，夾具切換方式為人工切換;車身總拼及后續(xù)補焊采用機器人自動焊接，下車身定位采用AGV+定位托盤，上車身定位可以采用機器人抓手，各種車型的機器人抓手存放在點定工位周邊，具備多種車型柔性生產(chǎn)的能力。

（4）以上僅列出了3種具有代表性的試制焊裝線規(guī)劃布置方式，在具體設計試制車間焊裝線方案時要結(jié)合業(yè)主的具體需求展開設計。目前國內(nèi)整車廠試制焊裝線三種模式的對比分析詳見以下附表1。

4 結(jié)論

通過三種模式的對比分析可以得出以下結(jié)論：模式1功能單一，但設備投資少;模式2功能比較齊全、設備投資適中;模式3功能最全，但投資較大，如果試制產(chǎn)能不足，設備利用率低下，模式3比較適合專業(yè)的整車試制公司或新產(chǎn)品更替速度快試制任務繁重的整車廠。目前汽車市場競爭激烈，新車型的推出速度越來越快，頻率越來越高，試制車間焊裝工段項目眾多，任務繁重，經(jīng)常多個項目并行推進，如某廠年樣車試制項目達到40個左右，每年試制樣車2000臺左右，在這種情況下也可以采用幾種模式的焊裝線兼而有之的方式。

作者簡介：張剡（1978-），男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾人，本科，學士，高級工程師，研究方向：焊接專業(yè)。