商用車車身焊裝工藝規劃論述

陳文娟，馬瑾

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

引言

制造工藝是產品生產實現的過程，工藝規劃水平的高低直接影響生產成本及產品質量。工藝規劃設計時影響要素較多，如何進行工藝規劃設計，確保工藝滿足目標要求。本文主要對商用車車身焊裝工藝規劃流程進行論述，旨在為企業工藝規劃設計提供參考依據。

1 車身焊裝工藝規劃設計原則與流程

1.1 設計原則

按照“高質量、高效率、低投入”的原則。采用與生產綱領相匹配的工藝技術、及高性價比的工藝裝備。

1.2 設計流程

焊裝工藝規劃設計流程包含工藝分析、焊點布局規劃、工藝設計、仿真驗證及工藝布局等五個階段，具體流程見圖1。

圖1 焊裝工藝規劃設計流程

2 焊裝工藝規劃設計輸入資料

焊裝工藝規劃設計需要輸入詳細的產品和生產要素，具體如下：

產品資料：輸入生產產品類型、三維數模、圖紙、設計BOM 清單；輸入產品相關工藝/質量參數。

生產要素的輸入資料：明確生產綱領及年工作基數；明確廠房、公用有關資料；明確工藝規劃目標；明確工藝設備投資額度、工藝裝備水平要求；明確生產線自動化程度。

3 焊接工藝分析

3.1 車身產品結構分析

結合產品類型、設計BOM 清單、工藝/質量參數，考慮焊接方法、生產節拍、混線生產工藝兼容性、上/下件方式、生產物流等因素，綜合分析后對車身結構進行焊接工藝分塊，對產品進行合并或分解，確定車身焊接裝配關系。車身一般分為六大分總成，分別是前圍總成、后圍總成、左/右側圍總成、地板總成、頂蓋總成。

3.2 焊接工藝流程圖

結合產品結構綜合考慮生產線約束、焊接干涉、焊接強度、累積公差等工藝因素，對產品上件順序、工藝流程進行重新劃分，形成焊接工藝流程圖。

4 焊點布局規劃

結合產品結構，對焊點的數目、位置等內容進行工藝分析。

（1）確定點固焊點

車身各分總成焊點數量較多，受夾具布局、焊接空間、生產節拍、設備型號、設備數量等因素的影響，一般情況很難在一個工位完成焊接，需要規劃為點固點工位和補焊工位。點固焊點工位完成對產品尺寸、強度影響較大的關鍵點的焊接。

（2）焊點分組

結合車身焊點總數、分總成焊點數，考慮均衡焊鉗工作任務，對焊點數進行分組，便于焊接工位、焊鉗數量/型號的規劃。

5 焊裝工藝設計

5.1 生產節拍核算

根據生產綱領，年時生產基數、班次、設備開動率等參數，進行生產節拍計算，并對各工位的作業時間進行核算，分析是否滿足生產節拍要求。

生產節拍=全年工作日×班次×每班時間×設備開動率/年綱領

焊裝線生產節拍主要取決于輸送時間、裝件時間、夾具動作時間、焊接時間等。

5.2 工位布局規劃

根據生產綱領、生產要素要求，對各工位工藝裝備進行合理布局。工位布局規劃設計原則：

（1）各工位的生產節拍均衡一致。

（2）結合工藝流程、生產節拍、物流方式，零部件上件順序，定制各零部件擺放位置。

（3）考慮廠房的空間和布局條件，根據生產節拍、焊點分組選取工藝裝備數量，確定工藝裝備具體位置或移動軌道位置。

（4）各工位應滿足規劃車型的生產兼容。

5.3 設備選型分析

（1）生產線的設備構成

1）焊接／涂膠設備：主要設備包括焊鉗、弧焊機、涂膠槍、植釘槍、打碼機等。

2）輸送裝置：焊接主線輸送裝置一般采用往復桿、輥床+滑撬系統、夾具臺車滑行系統、高速輥床+臺車輸送系統，主線上線輸送一般采用人工上件、葫蘆上件、助力機械手、抓件機器人。

3）焊接夾具：主要有手工夾具、氣動夾具、電動夾具。

4）機器人：點焊機器人、弧焊機器人、激光焊接機器人。

5）控制裝置：主要為PLC 控制為主。

6）其它裝置：主要以物料架、運輸車等物流設備為主，物流系統己成為制約生產線效率的關鍵因素。

因焊接機器人具有重復精度高、動作穩定可靠、焊接質量高、容易實現自動化的優勢，現在應用較為普遍。

（2）焊接設備選型原則

遵循“保證生產效率，經濟適用，滿足產品工藝要求，滿足環保及安全法規要求”的原則。對于智能化、自動化焊接設備，以及新焊接技術的應用，企業根據實際情況，掌握適當的平衡點，逐步提升企業焊裝工藝制造能力和水平。

1）高效性：結合企業實際情況，選用生產效率較高的設備，如焊接機器人、伺服焊鉗、激光焊接、滾邊機器人等，確保焊接設備的高效性和質量指標的達成性。

2）節能降耗：通過應用新型節能電阻焊機和焊接群控技術等，降低焊裝生產能耗，便于控制生產成本。

3）柔性化：隨著車型更新換代加快，采用柔性化夾具、輸送線及焊接機器人，確保生產線兼容多款車身。

4）安全環保：工藝裝備操作靈活、安全可靠，焊接設備輻射小，焊接煙塵排放少。

5.4 規劃生產物流

物流線路需順暢，不相互干涉，企業內物流盡可能以“一個流”的原則進行規劃，結合生產物流配送方式、存儲空間等因素，規劃生產物流。

6 仿真驗證

通過數字化模擬仿真驗證焊點可達性、人機工程、夾具運動等，確定焊裝工藝規劃的合理性。

7 焊接工藝布局

依據焊接工藝流程，合理布局工位，減少物流搬運，提升物流轉序的暢通性，方便人員操作，提高生產作業面積的使用率等。焊接工藝布局原則：

（1）人員操作安全、便捷、順暢。

（2）物料配送、零部件搬運就近原則。

（3）提高生產區域或儲存區域空間利用率。

（4）生產線順暢、流程連續化。

（5）生產線規劃需考慮多車型兼容生產，充分預留作業區域，便于后期擴展和調整。

8 結束語

商用車車身焊裝工藝規劃的核心其實是焊接工藝過程的設計，依據產品和生產要素的輸入進行生產線規劃與布局，最終規劃的實施與落地依然需要考慮投資效益等多方面因素。