淺談柔性化在焊裝生產線的應用

安珂，李金山，李彥賀，溫強龍

（奇瑞商用車（安徽）有限公司，安徽 蕪湖 361000）

1 焊裝生產線組成簡介

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模生產而迅速發展，是汽車焊裝生產中的必須工裝。夾具是機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/焊接工藝正常進行。

1.2 輸送裝置

輸送裝置在車身生產線中負責各工序間的對接，實現批量生產必須設備，隨著搞柔性化生產的推進，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械手方式，線內間輸送多采用高度輥床、高速臺車、往復桿、flextrack輸送方式。

1.3 焊接設備

焊接設備主要負責對白車身各工序間組件進行連接作用，汽車生產過程主要使用焊接設備隨生產線及自動化程度提升，主要分為點焊設備、凸焊設備、焊縫設備等。

2 高柔性化在焊裝生產線的應用

2.1 夾具部分

焊裝夾具自單一車型逐步轉化為多車型切換生產，其中主拼夾具至關重要，為夾具實現多車型切換的基礎。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構進行簡述：

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，其主要優點為車型切換通過旋轉實現，整個切換只占一個工位，占地少，車型切換可以在15s內完成，最多四款車型，可達到60JPH；適用于柔性生產。

但由于多面體機構較為復雜，機器人布置困難，可利用率較低。如無預裝工位、打點數量較少。

圖1

2.1.2 康采恩總拼

康采恩總拼機構又稱為空中存貯機構，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。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器人，機器人數量較少；維護比較困難。保養及運營成本增加，行業中使用較少。

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內完成；標準模塊化，易于分期投入；適用于柔性生產；空間滿足的話，理論上可滿足較多種車型共線。但是該結構占地面積較大，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；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。

圖3

2.1.4 Flexframer

Flexframer機構前期由ABB研發設計，主要通過抓手定位實施，下面基準采用燕尾槽形式。上部采用零點定位機構。其主要特點結構簡單、切換容易，地面靜態存儲，存儲結構簡單；不需要預裝、節拍較慢；一般3種車型；另該結構車身控制點少，車身精度一致性調整較為困難。

圖4

2.2 輸送設備

對應柔性化夾具設計的普及，焊裝輸送設備也成為生產線能否實現柔性化生產的關鍵要素。現在的汽車焊裝輸送系統主要有輥床、臺車、往復桿等，通過NC切換方式、四面體等結構實現切換功能，達到柔性化需求。主流車型一般采用高速臺車及高速滾床方式。

圖5

3 結語

柔性化生產線的實現，最關鍵的是同一工位實現不同車型間的切換。車身制造過程，根據不同的切換組合方式，可以實現整體切換、局部切換等相關功能。從而滿足小規模、多樣化產品需求。焊裝生產線逐步提高自動化、柔性化已成大勢所趨，也是我國未來汽車行業、甚至許多工業、企業發展的方向。