焊接生產(chǎn)線零部件匹配及匹配方案研究

劉振京 張宏君

摘 要：本文主要討論為解決影響焊接質(zhì)量及自動化焊接的零部件搭接間隙大（干涉）問題，通過解決長城某款車型間隙及尺寸問題的具體事例，嘗試的一種焊接零部件匹配解決方案及流程。

關(guān)鍵詞：匹配；間隙；自動化；變形

在現(xiàn)在汽車工業(yè)中，汽車懸架是重要部件之一，對汽車行駛的平順性、經(jīng)濟(jì)性、通過性、燃油經(jīng)濟(jì)性等多種使用性能有很大影響，汽車懸架最主要的過程工藝是焊接；在懸架焊接行業(yè)中，均采用了大量的自動化設(shè)備，在提高了生產(chǎn)線自動化程度、降低人力強(qiáng)度的同時，對焊接搭接間隙有很嚴(yán)格的要求，在汽車行業(yè)中，對整車車身精度綜合匹配（MB）及樣板拼車（DT）的研究較多，匹配方案及流程較成熟；對底盤懸架焊接類研究較少，沒有規(guī)范的匹配流程及方案，由于整車車身與底盤懸架結(jié)構(gòu)差異，在整車車身精度匹配的研究方案及流程很難在底盤懸架上全部實(shí)施。本文通過解決長城某款汽車底盤生產(chǎn)線某個焊接間隙及尺寸問題點(diǎn)時，探討一種焊接零部件匹配方案及流程。

問題描述：長城某款車型懸架焊接線，減振器連接板與縱臂及螺旋簧間隙大，影響焊接機(jī)器人自動化焊接，焊接后減振器連接板安裝尺寸不合格，焊接前對各零部件尺寸測量，零部件尺寸均符合產(chǎn)品要求。

1 過程調(diào)查分析

減振器連接板焊接間隙分析：

隨機(jī)抽取5套減震器連接板，依據(jù)原設(shè)計(jì)數(shù)模，采用三坐標(biāo)設(shè)備（CMM）掃描測量，保證制件合格后，在焊接夾具上進(jìn)行試裝，根據(jù)不同的試裝方式，測量的結(jié)果不同，通過對不同搭配方式數(shù)據(jù)分析，篩選影響減振器連接板匹配的重要因素，具體如下：采用一套與減振器連接板搭配的縱臂分總成，試裝5套減震器連接板，裝件后，通過目測判定減振器連接板與搭接工件均存在干涉，裝件不能到位，使用間隙尺測量搭接間隙， 采用一套減振器連接板搭配5套縱臂分總成進(jìn)行試裝，裝配完成后，使用間隙尺測量搭接間隙 根據(jù)上面兩組數(shù)據(jù)分析，當(dāng)更換不同的搭配方式時，搭接間隙出現(xiàn)不同的變化，結(jié)合焊接夾具、檢測方式，判定影響減振器連接板匹配的主要因素有：減振器連接板本身尺寸的一致性；減振器連接板單件檢測方式；縱臂分總成狀態(tài)的一致性；焊接夾具的穩(wěn)定性及定位的可靠性。焊接過程中的熱變形及冷變形，根據(jù)分析的影響匹配的主要因素，制定匹配方案。

1.1 制定檢測規(guī)范

針對減振器連接板，制定規(guī)范的檢測標(biāo)準(zhǔn)，采用三坐標(biāo)設(shè)備（CMM），檢測方法如下：①檢測時，以兩側(cè)面的孔中心的連線軸作為第一基準(zhǔn)；②以減振器連接板底面作為第二基準(zhǔn)；③邊線取點(diǎn)方法是，直邊方面，短邊至少取3個檢測點(diǎn)，長邊至少取5個檢測點(diǎn)；圓弧邊至少取5個檢測點(diǎn)。

1.2 封樣縱臂分總成

為消除因縱臂分總成狀態(tài)變化對匹配數(shù)據(jù)的影響，在焊接生產(chǎn)線上隨機(jī)抽取一套縱臂分總成，進(jìn)行封樣。

1.3 規(guī)范焊接夾具

對于焊接定位夾具，很多情況下，必須考慮過定位（即n-2-1定位原則），才能保證夾具定位的穩(wěn)定性及可靠性，排查減振器連接板焊接夾具的定位效果，對影響定位效果的機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)完善，夾具改進(jìn)完成后，采用三坐標(biāo)設(shè)備（（CMM））對焊接減振器連接板的夾具進(jìn)行定位坐標(biāo)測量，對數(shù)據(jù)進(jìn)行固化，制定夾具校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，定期校準(zhǔn)確認(rèn)，保證定位位置的可靠性。

1.4 規(guī)范減振器連接板

隨機(jī)抽取一套減振器連接板，使用封樣的縱臂分總成進(jìn)行試裝，裝配過程中對搭接干涉部位進(jìn)行打磨，根據(jù)減振器連接板尺寸型面±0.7mm公差要求，保證修磨后的減振器連接板各有效搭接間隙在±0.7mm（產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求）左右，記錄各部位打磨數(shù)據(jù)及間隙數(shù)據(jù)。

根據(jù)記錄的的實(shí)際數(shù)據(jù)，調(diào)整減振器連接板落料模具，調(diào)整完成后，生產(chǎn)5套樣件，樣件按檢測規(guī)范進(jìn)行檢測，檢測合格后進(jìn)行試裝，試裝時，采用縱臂分總成封樣進(jìn)行驗(yàn)證，直至搭接間隙滿足焊接機(jī)器人自動化焊接要求。

1.5 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模及圖紙

對匹配完成的減振器連接板，采用三坐標(biāo)設(shè)備掃描，根據(jù)掃描結(jié)果及匹配過程中記錄的改進(jìn)數(shù)據(jù)，對原設(shè)計(jì)數(shù)模及圖紙進(jìn)行變更，保存最終標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

2 方案總結(jié)及規(guī)范

通過對減振器連接板的匹配過程，總結(jié)一種底盤懸架匹配的流程方案，提高匹配效率，節(jié)省匹配成本。

2.1 匹配的總體原則

針對底盤懸架焊接線開發(fā)過程中，由于焊接變形，產(chǎn)品設(shè)計(jì)間隙大，焊接過程中搭接件干涉、焊接間隙大，不能滿足焊接要求，或個別零部件由于設(shè)計(jì)原因，尺寸保證困難時，開始對搭接件進(jìn)行匹配，匹配時，應(yīng)選取變更周期短、變更費(fèi)用低的零件；應(yīng)將狀態(tài)穩(wěn)定的大件進(jìn)行固化，以此為基準(zhǔn)，匹配小件。

2.2 匹配的流程

將整個匹配過程總結(jié)為9部分，具體為：①確認(rèn)匹配的零部件；②制定規(guī)范的零部件檢測標(biāo)準(zhǔn)；③對匹配關(guān)聯(lián)的零部件及分總成進(jìn)行固化、封樣；④排查焊接夾具的定位效果，保證焊接夾具定位的可靠性；⑤采用三坐標(biāo)對焊接夾具的定位位置固化，保證夾具的一致性；⑥提樣5套，試裝，記錄數(shù)據(jù)；⑦根據(jù)實(shí)際試裝效果，更改模具；⑧提樣5套，再次試裝，記錄數(shù)據(jù)直至搭接效果及尺寸要求滿足需求；⑨對匹配完成后的數(shù)模及圖紙進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

3 研究總結(jié)與展望

在底盤焊接生產(chǎn)線調(diào)試過程中，由于各種原因，需要進(jìn)行匹配的情況非常多，本題通過挑選底盤懸架焊接中的減振器連接板匹配方案，總結(jié)在匹配過程中解決的各種問題，嘗試將匹配過程整理成一種較為理想的匹配方案，將匹配過程梳理成10個匹配階段，規(guī)范各階段的工作內(nèi)容，在匹配其它零部件時，能夠快速有效的完成匹配，提高效率，縮短過程開發(fā)時間。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：劉振京，男，長城汽車股份有限公司技術(shù)中心。