車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計(jì)

金興偉 施新林

摘 要：為了提高車(chē)廂底板焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，文章分析了現(xiàn)有車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線存在的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并取得了良好的生產(chǎn)效果。

關(guān)鍵詞：焊接生產(chǎn)線；優(yōu)化設(shè)計(jì)；車(chē)廂底板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.027

隨著汽車(chē)需求量的增加以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，企業(yè)希望在盡可能少投入的前提下，能提高生產(chǎn)能力，不斷生產(chǎn)出新的產(chǎn)品來(lái)滿足市場(chǎng)的不同需求。車(chē)廂底板焊接是汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線上最重要的環(huán)節(jié)，底板焊接的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率將直接影響后序車(chē)廂的加工生產(chǎn)。目前，現(xiàn)有的車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線不能滿足企業(yè)的需求，因此，本文分析了現(xiàn)有車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線存在的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題提出了可行的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 現(xiàn)有車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線分析

課題組通過(guò)實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線存在以下問(wèn)題：

（1）隨著公司事業(yè)的快速發(fā)展，此生產(chǎn)線產(chǎn)能已無(wú)法滿足生產(chǎn)的需要。

（2）生產(chǎn)線規(guī)劃不合理。原有生產(chǎn)線采用剛性設(shè)計(jì)，柔性不夠，雖然剛性設(shè)計(jì)可以得到較高的生產(chǎn)效率，達(dá)到規(guī)模效益，但由于缺乏柔性，沒(méi)有工位預(yù)留，導(dǎo)致現(xiàn)有生產(chǎn)線無(wú)法滿足多品種多規(guī)格車(chē)廂底板生產(chǎn)的要求；市場(chǎng)需求存在一定的不確定性，當(dāng)市場(chǎng)需求差異較大時(shí)無(wú)法滿足生產(chǎn)需求。

（3）焊接變形控制和校正不到位，對(duì)后序工裝夾具的定位、加工以及車(chē)廂合攏帶來(lái)不便，同時(shí)還嚴(yán)重影響車(chē)廂產(chǎn)品的美觀，公司每年需要為此支付數(shù)萬(wàn)元的售后服務(wù)費(fèi)用，因此必須從本質(zhì)上控制底板焊接的變形量，而不是通過(guò)后期增加工序來(lái)校正此變形量。

（4）工件在夾具上的定位大多由工人人工完成，輔助工夾具使用較少，定位精度不高，影響了產(chǎn)品的品質(zhì)。

（5）生產(chǎn)線工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。主要表現(xiàn)在：工件的上下料由工人手工完成，吊裝設(shè)備操作費(fèi)力。

2 車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線優(yōu)化方案

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，結(jié)合公司實(shí)際情況和現(xiàn)有條件，針對(duì)性的提出如下優(yōu)化改善方案。

（1）增加生產(chǎn)線的柔性。在骨架底板裝配和底板邊后框焊接兩個(gè)工序中各增加1個(gè)并行工位，進(jìn)行一定的工位預(yù)留，這樣既可以在這兩個(gè)復(fù)雜工序上提高整條線的生產(chǎn)效率，又可以應(yīng)對(duì)新產(chǎn)品的增加和同系列新品種產(chǎn)品的增加。當(dāng)產(chǎn)量較大時(shí)，可在預(yù)留工位增加設(shè)備提高產(chǎn)能；當(dāng)需要增加同系列新產(chǎn)品時(shí)，可通過(guò)預(yù)留工位的局部改造滿足生產(chǎn)的需求，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)共線混流生產(chǎn)，改造費(fèi)用少、周期短。

（2）改進(jìn)壓板形式，減小焊接變形。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，底板焊接變形量最大部位集中在前端兩側(cè)，因?yàn)檫@兩點(diǎn)離壓緊著力點(diǎn)最遠(yuǎn)，在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生變形。因此我們?cè)谠袡M壓板的基礎(chǔ)上增加了兩條豎直壓板，豎直壓板前端兩側(cè)各增加一個(gè)螺紋壓桿（可針對(duì)不同產(chǎn)品厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)），螺紋壓桿壓緊變形量最大點(diǎn)底板前端的兩側(cè)，這樣既保證了主縱梁不變形，又保證底板前端兩側(cè)不變形。改進(jìn)后的壓板具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（3）改進(jìn)工件定位方法，提高定位精度。工件定位采用自動(dòng)調(diào)整定位裝置，邊框?qū)挾榷ㄎ徽{(diào)整采用伺服電機(jī)、絲杠加直線導(dǎo)軌方式，根據(jù)產(chǎn)品尺寸的不同進(jìn)行調(diào)整（按鈕站每個(gè)按鈕可自動(dòng)控制一種寬度）；縱梁間距定位調(diào)節(jié)采用氣缸推動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)設(shè)計(jì)專(zhuān)用的輔助工夾具配合定位。

（4）配備便捷的產(chǎn)品裝卸輔助工具，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。縱梁的吊裝和運(yùn)輸由工人操作吊鉤導(dǎo)軌完成，由于縱梁較重，在進(jìn)行位置調(diào)整時(shí)工人需要花費(fèi)較大力氣，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)時(shí)。針對(duì)此問(wèn)題，我們決定采用氣動(dòng)自平衡葫蘆進(jìn)行吊裝，它具有高度任意可調(diào)，并在任意位置自平衡的特點(diǎn)，可大大降低工人在進(jìn)行縱梁位置調(diào)整時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也可以縮短用時(shí)，提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

車(chē)廂底板焊接生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)后，提高了生產(chǎn)效率和設(shè)備使用率，產(chǎn)能問(wèn)題得到極大解決。經(jīng)實(shí)際檢驗(yàn)分析，改進(jìn)的壓板形式和定位方法可行，焊接變形控制在技術(shù)規(guī)范要求的范圍之內(nèi)，能夠保證后序加工以及車(chē)廂合攏精度要求，車(chē)廂底板整體焊接質(zhì)量得到提高。有效增加輔助工夾具和使用產(chǎn)品裝卸輔助工具，大大增加了生產(chǎn)效率，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。整條生產(chǎn)線的優(yōu)化改進(jìn)符合生產(chǎn)要求，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：金興偉（1982-），男，湖北十堰人，碩士研究生，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電控制。