汽車焊裝車間柔性化生產(chǎn)線的應(yīng)用芻議

摘 要：汽車車身柔性化生產(chǎn)在各大車企中已經(jīng)成為一種常見的工藝，這種柔性化的生產(chǎn)工藝不僅能夠節(jié)約生產(chǎn)成本，而且還能使車企不斷滿足市場需求，在一定程度上提高企業(yè)的競爭力。在汽車制造的四大工藝中，焊裝車間使用的工裝、設(shè)備最多，其柔性化生產(chǎn)所取得的效果最為顯著。本文對汽車焊裝車間柔性化應(yīng)用進行了分析，以供同行專家參考。

關(guān)鍵詞：車企;焊裝車間;柔性化;應(yīng)用

0 引言

現(xiàn)階段，柔性化生產(chǎn)線是國內(nèi)外汽車制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的一種生產(chǎn)方式，這種模式具有效率高、靈活的特點，其不僅能夠滿足汽車的生產(chǎn)規(guī)模，而且還能使產(chǎn)品更加多元化。這種先進的生產(chǎn)方式憑借低成本、高時效的優(yōu)點，極大地提高了車企在市場中的競爭力。車型的更新?lián)Q代對焊裝車間的生產(chǎn)線提出了更高的要求，多品種的柔性化公用線生產(chǎn)方式越來越受到車企的關(guān)注。

1 柔性化焊裝線

柔性化焊裝生產(chǎn)線是指在一條生產(chǎn)線上同一工位可以滿足不同車型的焊接工作，其公用動力設(shè)施與通用設(shè)備是一次性投放永久性使用的，每次在開發(fā)新型汽車時，只需要增加部分專用設(shè)備即可，并對通用設(shè)備進行相應(yīng)的調(diào)整，再調(diào)整其他相關(guān)程序。例如，東風悅達起亞第二工廠的焊裝線，現(xiàn)階段可以完成六款不同的車型外觀焊接工作，并且通過分析可以發(fā)現(xiàn)該焊裝車間的柔性化制造技術(shù)體現(xiàn)在以下幾個方面：一是夾具臺車滑行系統(tǒng);二是夾具臺車儲存及運行系統(tǒng);三是可旋轉(zhuǎn)的車身及合成夾具;四是夾具臺循環(huán)移送系統(tǒng);五是焊接機器人的應(yīng)用與自動搬運設(shè)備的應(yīng)用。

2 焊裝車間柔性化生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)

多車型柔性化的焊裝車間是一種典型的柔性切換機構(gòu)，整個系統(tǒng)是通過電控集成器進行控制，對不同的車型進行焊裝時，不同的車型模塊進入到生產(chǎn)位置，從而完成焊裝工作。其關(guān)鍵技術(shù)主要包括了：柔性總拼倒庫系統(tǒng)、柔性高速伺服傳輸系統(tǒng)以及伺服定位系統(tǒng)。

（1）柔性總拼倒庫系統(tǒng)。這是為了保證重要工位能夠完成多車型切換，并進行切換機構(gòu)的方案設(shè)計，現(xiàn)階段生產(chǎn)一般采用open gate模式的柔性系統(tǒng)，其最多可滿足六臺車型的共線焊裝作業(yè)，并且換型時間保持在16秒以內(nèi)，在夾具的后方配備四臺標準型焊接機器人，平臺上放布置四臺下探結(jié)構(gòu)機器人，每臺機器人需要完成20～25個焊點。

在21世紀初，國外就開始汽車焊裝車間柔性化生產(chǎn)設(shè)備的研究，并且經(jīng)過二十多年的發(fā)展，現(xiàn)在在生產(chǎn)線上應(yīng)用的柔性系統(tǒng)可分為兩大類：一類是空中懸吊式，這主要是將不同類型的側(cè)位夾具懸吊在工位上方，然后由移送車在空間進行移動，將所需的車型夾具切換到相應(yīng)的工位。這類設(shè)備的優(yōu)點非常明顯，能夠顯著節(jié)省地面的空間，通過移送設(shè)備和地面人員進行配合，但缺點是空中鋼結(jié)構(gòu)安裝要求較高，并且設(shè)備比較復(fù)雜，成本較高;另一類是地面滑臺式，這以特點是把不同車型的夾具安放在地面，由倒庫滑臺將所需的車型夾具放置在滑臺最近的空庫中待用，同時由工作滑臺將上一個夾具送出。這種倒庫過程被稱為車型切換，這種方式會占地面積較大，但制作過程比較簡單，并且由于就處于地面便于日常的維護保養(yǎng)，這種地面滑臺式具有造價低、安全性好的特點，先前在我國應(yīng)用較多的就是地面滑臺式。

（2）柔性高速伺服傳輸系統(tǒng)。高速的柔性伺服傳輸系統(tǒng)，可以使傳輸速度達到80米/分，從而滿足六個車型混線輸送的任務(wù)。高速柔性伺服傳輸系統(tǒng)面臨的問題是，在6.5米的傳輸節(jié)距的輸送節(jié)拍要小于10秒，并且定位的誤差小于1毫米，為了更好的解決這個問題，現(xiàn)在車企一般采用的是分段驅(qū)動的設(shè)計方案，每三個工位配備一臺高速伺服電機，通過程序控制從而保證伺服電機是同步運行的，這樣每臺電機的工作功率較小，保證了焊裝車間電網(wǎng)的平穩(wěn)運行。

（3）伺服定位系統(tǒng)。伺服定位系統(tǒng)是一個可編程、高柔性的系統(tǒng)，其具有高精度的伺服定位裝置，可以滿足A級車到C級車的定位需求。這種系統(tǒng)是通過采用伺服電機同步帶以及絲杠驅(qū)動的形式來完成定位的，其中伺服電機同步帶具有緩沖傳動沖擊及振動的作用，因此在整個傳動過程中噪音比較小，并且不需要進行潤滑就能夠滿足高速傳動的要求，整個系統(tǒng)需要的空間較小，具有非常強的環(huán)境適應(yīng)力;另外絲傳動具有良好的剛性，可傳動較大的扭矩，并且位置非常精準。

3 汽車焊接車間柔性化的優(yōu)點

（1）科學智能化特點。柔性化焊裝車間具有科學智能化的特點，在焊接過程中最重要的是焊接運動方式，這種自動化的焊接運動方式是屬于人機交互技術(shù)方面的應(yīng)用。在操作過程中，可以實現(xiàn)數(shù)字化集中控制，特別是在對于一些精度要求較高的不穩(wěn)，數(shù)字化集中控制更能體現(xiàn)出它的優(yōu)點。自動化焊接設(shè)備具有較強程序設(shè)計性，通過PLC或其他類編程軟件將焊接自動化系統(tǒng)編寫進去。另外，自動化焊接設(shè)備對于自動化傳感技術(shù)要求比較高。

（2）具有高精度。柔性化焊裝車間具有高精度的優(yōu)點，高精度就是指在焊接過程中能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制，對整個工件的焊接質(zhì)量有較為嚴格的控制。對于傳統(tǒng)的手工焊接，焊接精度一般要求在1mm以內(nèi)，超過此標準則屬于焊接不合格，而對于自動化焊接設(shè)備可以將焊接精度設(shè)置在0.5-1mm之間，焊接精度的縮小充分說明了自動化焊接設(shè)備具有較高的精度。

（3）方便對焊接過程的監(jiān)督與管理。這主要是將柔性化焊裝車間與網(wǎng)絡(luò)相連接，從而實現(xiàn)對焊接設(shè)備的日常管理與控制。通過借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以對每臺自動化焊接設(shè)備的工作狀態(tài)有一個清晰的了解，對于出現(xiàn)故障的焊接設(shè)備能夠通過網(wǎng)絡(luò)及時反饋至相關(guān)技術(shù)人員，之后技術(shù)人員根據(jù)故障代碼迅速確定故障位置，并及時進行修復(fù)，從而使焊接任務(wù)不被延誤。

4 結(jié)束語

綜上所述，汽車在我國具有非常廣闊的市場，并且汽車行業(yè)一直以來都是我國重點扶持的行業(yè)。隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也迎來了高速發(fā)展的良好契機，車輛的更新?lián)Q代對焊裝車間提出了更高的要求，多車型柔性化焊裝車間能夠滿足車企發(fā)展所需，符合市場的發(fā)展規(guī)律，應(yīng)當加強這種柔性生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)力度，從而促進我國汽車行業(yè)健康持久發(fā)展。

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作者簡介：李萬良（1989-），男，江西南昌人，本科，經(jīng)理，研究方向：焊接技術(shù)與工程。