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        一種防止焊點(diǎn)漏焊的氣動(dòng)防錯(cuò)裝置

        2022-03-16 10:31:08蒙慶根
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2022年5期
        關(guān)鍵詞:焊鉗銅板焊點(diǎn)

        張 揚(yáng),梁 翠,蒙慶根

        (上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司,重慶 401120)

        一臺(tái)白車身總成由上百個(gè)鈑金零件逐級(jí)焊接而成,焊點(diǎn)數(shù)量在3 000~5 000 點(diǎn)之間,電阻點(diǎn)焊和CO2保護(hù)焊是車身零件連接的主要方式,其中電阻點(diǎn)焊占總焊點(diǎn)數(shù)的90%。電阻點(diǎn)焊主要是利用電阻熱熔化金屬形成焊點(diǎn),將2 種或者3 種零件焊接為一體[1-2]。由于共線生產(chǎn)白車身車型多、配置復(fù)雜、零件相似度高,容易在焊接的過(guò)程中出現(xiàn)零件漏焊、漏裝、錯(cuò)裝等風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致零件返修、報(bào)廢等,增加了產(chǎn)品制造成本。將防錯(cuò)思想融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)初期,可以避免由錯(cuò)漏裝而產(chǎn)生的費(fèi)用、周期和成本問(wèn)題[3]。

        防錯(cuò)技術(shù)是利用防錯(cuò)裝置減少缺陷的一種工程技術(shù),現(xiàn)有的防錯(cuò)裝置大體上可以分為電磁感應(yīng)防錯(cuò)裝置、機(jī)械固定防錯(cuò)、設(shè)備提醒和人為提醒防錯(cuò)4 種類型[4-5]。對(duì)白車身制造部門來(lái)說(shuō),提前安裝和設(shè)計(jì)各種防錯(cuò)裝置,預(yù)防車身漏焊、錯(cuò)裝、漏裝缺陷,獲得良好的產(chǎn)品質(zhì)量,減少后續(xù)返修,降低制造成本是車身制造車間一直以來(lái)的課題。

        1 白車身焊點(diǎn)焊接現(xiàn)狀

        五菱品牌主要生產(chǎn)CN 系列和N 系列車型,白車身焊裝線上約50%的焊點(diǎn)采用人工電阻點(diǎn)焊的方式焊接。由于生產(chǎn)節(jié)奏快、人員置換頻繁,采用人工操作手工焊鉗焊接,側(cè)圍、車門等外觀件時(shí),零件焊接過(guò)程中極易產(chǎn)生焊點(diǎn)扭曲、毛刺及凹凸等焊接缺陷,影響到鈑金外觀質(zhì)量。為改善這些質(zhì)量缺陷,車身車間廣泛采用增加焊接銅板來(lái)改善焊點(diǎn)表面質(zhì)量,如圖1 所示。

        圖1 固定式焊接銅板展示圖

        在工裝上增加銅板,讓銅板緊貼零件表面,使焊鉗的上下電極一端接觸銅板,另一端接觸零件內(nèi)板進(jìn)行焊接,保證了側(cè)圍、車門等外觀表面焊點(diǎn)質(zhì)量。雖然此焊接方式有效地降低了零件表面缺陷,但是還是會(huì)發(fā)生員工漏焊,一旦出現(xiàn)焊點(diǎn)漏焊,若不能及時(shí)進(jìn)行排查和追溯,漏焊車輛遺留到下一工序,將會(huì)造成不可估量的損失。

        2 焊接防錯(cuò)裝置

        2.1 焊接輔助限位裝置

        在側(cè)圍、車門等表面焊點(diǎn)較多的區(qū)域,工段通過(guò)增加銅板降低焊點(diǎn)扭曲、凹凸等質(zhì)量缺陷,提升外露焊點(diǎn)表面質(zhì)量。而為了降低焊點(diǎn)漏焊,根據(jù)各工位實(shí)際情況,增加輔助限位裝置,將焊鉗限定在安全區(qū)域內(nèi)活動(dòng),對(duì)焊點(diǎn)的位置起到了引導(dǎo)作用,避免焊鉗在非安全區(qū)域內(nèi)操作,這樣就防止了焊點(diǎn)出現(xiàn)在錯(cuò)誤的位置上,碰凹零件,導(dǎo)致返修。

        員工在焊接下裙邊時(shí)由于無(wú)限位,導(dǎo)致焊鉗常常碰凹外板,造成返修浪費(fèi),平均每月耗時(shí)6 h 進(jìn)行返修。在下裙邊焊接位置前用鐵片制作一個(gè)擋板在該處,防止焊鉗碰凹下裙邊外板,消除返修浪費(fèi)。如圖2 所示。

        圖2 焊接輔助限位展示圖

        焊接輔助限位都是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、焊點(diǎn)的位置實(shí)配制造出來(lái)的,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不影響車身焊接線上工裝的正常使用。實(shí)配實(shí)做,實(shí)用性強(qiáng),工作效率高,效用明顯。通過(guò)這些輔助限位工裝結(jié)構(gòu),基本解決了焊點(diǎn)焊接在錯(cuò)誤位置的問(wèn)題。

        2.2 感應(yīng)防漏裝置

        白車身上很多區(qū)域均裝配小零件,這些零件個(gè)頭小、裝配位置零散,容易導(dǎo)致零件漏裝,這些區(qū)域均設(shè)置感應(yīng)防漏裝置。利用感應(yīng)探頭,探測(cè)是否裝配零件,并與夾具進(jìn)行關(guān)聯(lián),若探測(cè)不到零件,則無(wú)法開(kāi)關(guān)夾具,將漏裝缺陷控制在本工位。

        翼子板支架防漏裝置:側(cè)圍工裝2#拼臺(tái)上設(shè)計(jì)翼子板支架防漏感應(yīng)裝置,自動(dòng)感應(yīng)是否有翼子板支架,如感應(yīng)開(kāi)關(guān)未檢測(cè)到翼子板支架,則夾具無(wú)法打開(kāi),如圖3 所示。

        圖3 翼子板支架防漏感應(yīng)器裝置

        前門內(nèi)板鉚釘防漏裝置:在前門內(nèi)板鉚釘下方裝配氣壓閥,在沒(méi)裝配鉚釘情況下,氣壓閥上的定位銷頂起,與拼臺(tái)關(guān)夾的氣路不通,無(wú)法關(guān)夾;反之,當(dāng)內(nèi)板裝配鉚釘時(shí),鉚釘下壓,氣壓閥上的定位銷收縮,與拼臺(tái)關(guān)夾的氣路通暢,可以正常關(guān)夾,說(shuō)明防錯(cuò)正常有效,如圖4 所示。

        圖4 前門內(nèi)板鉚釘防漏裝置

        2.3 機(jī)械按鈕切換

        針對(duì)白車身有不同的車型配置,因零件A 與零件B共用拼臺(tái)、夾具,總成件上局部零件存在差異,需要對(duì)差異零件做零件識(shí)別。CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體總成5/8 座與7座,安裝電控切換開(kāi)關(guān),進(jìn)行不同配置車型切換:生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型5/8 座,員工首先確認(rèn)首臺(tái)后部下車體為標(biāo)準(zhǔn)5/8 座狀態(tài),然后將旋鈕開(kāi)關(guān)切換到7 座檔,夾具無(wú)法夾緊操作,有報(bào)警聲提示。切換旋鈕到5/8 座檔,夾具正常關(guān)夾;生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型7 座,員工首先確認(rèn)首臺(tái)后部下車體為標(biāo)準(zhǔn)型7 座狀態(tài),然后將旋鈕開(kāi)關(guān)切換到5/8 座檔,夾具無(wú)法夾緊操作,有報(bào)警聲提示。切換旋鈕到7 座檔,夾具正常關(guān)夾。CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體防錯(cuò)裝置如圖5 和圖6 所示。

        圖5 CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體總成

        圖6 CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體切換面板

        3 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置

        3.1 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置的工作原理

        針對(duì)人工焊接容易漏焊的情況,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種新型的氣動(dòng)防錯(cuò)裝置,以規(guī)避員工漏焊焊點(diǎn),提高產(chǎn)品品質(zhì)的效果。氣動(dòng)防錯(cuò)裝置結(jié)構(gòu)示意圖和控制原理圖,如圖7、圖8 所示。防錯(cuò)裝置工作原理為:?jiǎn)T工操作焊鉗焊接零件時(shí),焊鉗上下兩極分別接觸零件上表面與3-焊接銅板,導(dǎo)致4-焊接銅板支架受力變形,帶動(dòng)1-檢測(cè)開(kāi)關(guān),檢測(cè)開(kāi)關(guān)(1/7)通氣給8-單氣控閥信號(hào),單氣控閥通氣,員工操作打開(kāi)9-打開(kāi)開(kāi)關(guān),夾具打開(kāi)。如果8-單氣控閥不通氣,則9-打開(kāi)開(kāi)關(guān)不工作,夾具無(wú)法打開(kāi)[6]。

        圖7 氣動(dòng)防錯(cuò)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

        圖8 防錯(cuò)裝置氣動(dòng)控制原理示意圖

        3.2 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置應(yīng)用

        圖9 為氣動(dòng)防錯(cuò)裝置工作狀態(tài)及邏輯元件布置圖?,F(xiàn)場(chǎng)使用此氣動(dòng)防錯(cuò)裝置進(jìn)行焊接時(shí),工作示意如下:?jiǎn)T工操作焊鉗焊接零件,而銅板與圖9(a)中1-鉸鏈板連接在一起,鉸鏈板受力變形。鉸鏈?zhǔn)芰合驁D9(b)2-檢測(cè)開(kāi)關(guān),檢測(cè)開(kāi)關(guān)通氣給3-單氣控閥,單氣控制閥通氣后,員工打開(kāi)操作開(kāi)關(guān),夾具開(kāi)夾。如果單氣控閥不通氣,打開(kāi)開(kāi)關(guān)不工作,夾具無(wú)法打開(kāi)。

        新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置已經(jīng)在CN 系列車型中使用,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況進(jìn)行全破壞試驗(yàn)和超聲波測(cè)量發(fā)現(xiàn),車身焊接焊點(diǎn)質(zhì)量合格率保持在99.8%以上,幾乎沒(méi)有發(fā)生漏焊、漏裝、錯(cuò)裝缺陷。對(duì)白車身進(jìn)行CMM 測(cè)量,底盤關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)的合格率保持在97%,整車合格率在93%。

        新增的防錯(cuò)機(jī)構(gòu)在原有工裝的基礎(chǔ)上,進(jìn)行添加銅板、增加氣動(dòng)開(kāi)關(guān)等線路小改造,防止員工漏焊焊點(diǎn),避免焊接過(guò)程中產(chǎn)生焊點(diǎn)扭曲、毛刺、凹陷等焊接缺陷,使車身焊點(diǎn)漏焊率從0.2%下降到0.01%。

        4 結(jié)論

        在汽車制造過(guò)程中,防錯(cuò)裝置具有十分重要的作用,有利于減少風(fēng)險(xiǎn)和損失,提高產(chǎn)品可靠性。制造防錯(cuò)裝置需要技術(shù)和智慧,而一種新型的防錯(cuò)裝置應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)更需要不斷的試驗(yàn)與驗(yàn)證。而本文闡述的防止焊點(diǎn)漏焊的氣動(dòng)防錯(cuò)裝置具有以下特點(diǎn):該漏焊裝置工裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,日常保養(yǎng)和維修簡(jiǎn)單方便;現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試非常方便;制造成本和運(yùn)行成本都低;生產(chǎn)穩(wěn)定性高,使用可靠。

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