淺談柔性化在焊裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

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）

1 焊裝生產(chǎn)線組成簡介

1.1 工裝

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。

1.2 輸送裝置

輸送裝置在車身生產(chǎn)線中負(fù)責(zé)各工序間的對接，實現(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。

1.3 焊接設(shè)備

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)線及自動化程度提升，主要分為點焊設(shè)備、凸焊設(shè)備、焊縫設(shè)備等。

2 高柔性化在焊裝生產(chǎn)線的應(yīng)用

2.1 夾具部分

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，為夾具實現(xiàn)多車型切換的基礎(chǔ)。隨著自動化程度的提升，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)點為車型切換通過旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)，整個切換只占一個工位，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)，其主要特點夾具切換在空中完成，不占他用地面空間；切換時間15S～20S；適用于柔性生產(chǎn)。其主要缺點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，車型較少時適用于柔性生產(chǎn)；但車型較多時就有可能使車型切換時間拉長，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，主要通過抓手定位實施，下面基準(zhǔn)采用燕尾槽形式。上部采用零點定位機(jī)構(gòu)。其主要特點結(jié)構(gòu)簡單、切換容易，地面靜態(tài)存儲，存儲結(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)車身控制點少，車身精度一致性調(diào)整較為困難。

圖4

2.2 輸送設(shè)備

對應(yīng)柔性化夾具設(shè)計的普及，焊裝輸送設(shè)備也成為生產(chǎn)線能否實現(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

3 結(jié)語

柔性化生產(chǎn)線的實現(xiàn)，最關(guān)鍵的是同一工位實現(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。