自動敲擊設(shè)備在汽車隔熱板裝配應(yīng)用

陶小亮　毛艷波

摘 要：在汽車市場競爭日益激烈的當(dāng)今，智能裝配是當(dāng)下汽車生產(chǎn)的主流趨勢。將自動敲擊設(shè)備應(yīng)用在汽車底盤隔熱板的裝配中，在滿足生產(chǎn)節(jié)拍前提下，用機(jī)器人代替人工敲裝，降低了人工成本，對汽車裝配生產(chǎn)線的自動化實(shí)現(xiàn)有著積極而重要的作用。

關(guān)鍵詞：智能裝配 敲擊設(shè)備 汽車生產(chǎn)線

1 引言

近年來，隨著人們消費(fèi)水平的提升，疊加疫情影響后個人消費(fèi)的增加，汽車的市場需求量也日益增長，不同汽車品牌間的市場競爭也愈發(fā)激烈，多樣化的市場需求和日益嚴(yán)苛的生產(chǎn)和排放標(biāo)準(zhǔn)對汽車制造業(yè)有了更高的要求，將自動化設(shè)備應(yīng)用在汽車智能制造產(chǎn)線中是汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

2 裝配生產(chǎn)線對隔熱板敲擊設(shè)備的需求

2.1 傳統(tǒng)裝配過程概述

在傳統(tǒng)裝配線上，燃油汽車底盤部位上的隔熱板是通過敲擊隔熱板卡扣到焊柱的方式裝配。工人用工具錘多次敲擊流水裝配線上經(jīng)過的每一個車身底部的隔熱板。千篇一律的作業(yè)流程必將是工人們產(chǎn)生厭倦心理和懈怠情緒，這會影響裝配質(zhì)量。對工人們本身而言，在這種工作環(huán)境中長期進(jìn)行機(jī)械式重復(fù)作業(yè)，也容易出現(xiàn)健康超負(fù)荷，傳統(tǒng)裝配線的弊端也由此凸顯。

2.2 自動敲擊設(shè)備的引入

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，汽車制造業(yè)的生產(chǎn)流水線也在向著自動化、智能化的方向高速發(fā)展，越來越多的智能化、自動化設(shè)備被引入到生產(chǎn)線上，加速了產(chǎn)業(yè)的升級轉(zhuǎn)型[1-3]。一汽—大眾汽車有限公司佛山分公司，于2011-07-22在廣東省注冊成立，主營行業(yè)為汽車制造業(yè)，服務(wù)領(lǐng)域?yàn)樯a(chǎn)德國大眾、奧迪ABCD級系列轎車、并銷售自產(chǎn)產(chǎn)品、提供售后服務(wù)。佛山工廠一期總裝車間自2013年建成投產(chǎn)以來，作為大眾集團(tuán)華南戰(zhàn)略重要組成部分，歷經(jīng)7年自動化提升和改造，已經(jīng)成功改造為兼容大眾集團(tuán)MQB和MEB車型混線生產(chǎn)柔性最高的自動化率最高的數(shù)字化智慧工廠。生產(chǎn)大眾品牌和奧迪品牌MEB平臺產(chǎn)品，首款車型ID.4車型已經(jīng)批量生產(chǎn)并面市銷售，開啟一汽-大眾電動化未來的序幕。面對日益激烈的競爭，少人化和自動化提升，提升生產(chǎn)現(xiàn)場的勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力成為必由之路。而文中的自動敲擊設(shè)備使用，將原來人工操作的內(nèi)容改為機(jī)器設(shè)備操作。將工人從繁雜且重復(fù)的作業(yè)中解放出來，不僅避免人工裝配因厭倦心理和懈怠情緒產(chǎn)生的失誤，還大幅提升了裝配速度，延長了可持續(xù)作業(yè)時間。在質(zhì)量控制環(huán)增加對隔熱板裝配質(zhì)量的檢查，通過設(shè)備保證加人工檢查的雙環(huán)，確保質(zhì)量百分百合格。另外自動敲擊設(shè)備具有靈活性高，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，稍加改裝便可適用于混線生產(chǎn)的不同車型，大大提高了裝配效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，使汽車裝配線更加智能化。[1]

3 隔熱板自動敲擊設(shè)備的結(jié)構(gòu)與工作原理

3.1 隔熱板自動敲擊設(shè)備的結(jié)構(gòu)

敲擊設(shè)備由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、行駛軌道和主體機(jī)構(gòu)等組成（如圖1所示）。控制系統(tǒng)主要是通過程序的輸入向驅(qū)動系統(tǒng)、行駛軌道和主體機(jī)構(gòu)等發(fā)出指令信號以控制其作業(yè)。主體機(jī)構(gòu)由塔1和塔2構(gòu)成，其中敲擊機(jī)構(gòu)在塔2上，敲擊機(jī)構(gòu)既可以隨塔2縱向運(yùn)動，其上的敲擊錘也可以在塔2停止移動后實(shí)現(xiàn)其橫向的相對運(yùn)動。驅(qū)動系統(tǒng)主要由電機(jī)組成，驅(qū)動系統(tǒng)和行駛軌道一起運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使敲擊機(jī)構(gòu)在作業(yè)方向移動以敲擊隔熱板不同的部位，使隔熱板上的卡扣與車身底部焊柱結(jié)合達(dá)到裝配目的。通過氣缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，完成向上舉升錘擊動作，替代了工人的敲擊。

3.2 隔熱板敲擊設(shè)備的工作原理

在自動裝配線的作業(yè)中，當(dāng)待裝配的車身到達(dá)敲擊設(shè)備上方時，控制系統(tǒng)會根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的車型發(fā)出不同的敲擊指令，接受到指令后主題機(jī)構(gòu)開始作業(yè)。敲擊機(jī)構(gòu)會移動到在車身下方的一處位置固定住作為參考位置，然后在整個敲擊裝配的過程中不再移動，直到開始下一個車身底部隔熱板的敲擊裝配再重新定位。利用軌道上的固定位置作為參考，在驅(qū)動系統(tǒng)的作用下通過行駛軌道移動到一處作業(yè)位置后固定，此時兩跟細(xì)長桿向上升起，通過敲擊隔熱板使其上卡扣與車身底部焊柱成功裝配上。敲擊機(jī)構(gòu)每完成一對點(diǎn)位的裝配就橫向移動到下一對裝配點(diǎn)位進(jìn)行裝配，直到把這一處作業(yè)位置上的裝配點(diǎn)位都裝配完成，再沿著行駛軌道向前移動至下一處作業(yè)位置裝配點(diǎn)位進(jìn)行敲擊，直至整個車身底部隔熱板上的全部點(diǎn)位都完成裝配后，回到原始位置，準(zhǔn)備對下一個待裝配車身進(jìn)行敲擊。生產(chǎn)線同時生產(chǎn)4款車，不同車型因車身尺寸不同，隔熱板尺寸及車身焊柱物理坐標(biāo)位置不同，因此需要調(diào)試出4種與車型匹配的行程位置，根據(jù)車身吊具載體信號，提前識別進(jìn)展車輛型號，選取針對性程序運(yùn)動到位置進(jìn)行動作，見圖2。

4 自動敲擊設(shè)備在自動化裝配線上的應(yīng)用

將敲擊設(shè)備應(yīng)用在汽車自動化裝配線上（如圖3），代替了原來的兩班制人工裝配，在裝配每一個車身底部的隔熱板時，僅需要通過的坦克鏈移動便可完成整塊隔熱板上所有點(diǎn)位的裝配。經(jīng)過長期的觀察和產(chǎn)品的反復(fù)質(zhì)檢，總結(jié)自動敲擊設(shè)備應(yīng)用在汽車自動化裝配線上，得如下結(jié)論：

（1）自動敲擊設(shè)備投入到產(chǎn)線中代替了人工裝配，大幅提升了裝配速度。敲擊設(shè)備不會出現(xiàn)像人工作業(yè)一樣因較長時間的工作疲勞而出現(xiàn)不可避免的失誤，提高了裝配質(zhì)量，這樣進(jìn)一步提升了裝配效率。

（2）自動敲擊設(shè)備的制造成本并不高，代替了成本較為昂貴的兩班制人工裝配，且敲擊設(shè)備這個產(chǎn)品本身質(zhì)量高，使用壽命長、所需維修保養(yǎng)次數(shù)少，故敲擊設(shè)備的應(yīng)用大幅降低了產(chǎn)線的投入成本。

（3）在代人工裝配的基礎(chǔ)上，敲擊設(shè)備還有巨大潛力可以發(fā)揮。僅需對敲擊設(shè)備做小幅度調(diào)整便可適用于混線生產(chǎn)的多款不同車型。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的上升，汽車市場的競爭也日趨激烈，汽車產(chǎn)業(yè)工業(yè)化水平也會越來越高。將自動敲擊設(shè)備引入自動生產(chǎn)線，既可以降低生產(chǎn)成本，又提升了生產(chǎn)效率，因而具有重要意義。可以預(yù)見在未來制造業(yè)發(fā)展中自動化設(shè)備的應(yīng)用將會更加廣泛。為了促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動，在自動化設(shè)備設(shè)計方面還應(yīng)該不斷創(chuàng)新，在功能上、精度上加強(qiáng)控制，結(jié)合時代背景遵循新的設(shè)計原則，讓汽車工業(yè)更加先進(jìn)更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]駱敏舟，方健，趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動化，2015，44（01）：1-4.

[2]關(guān)鵬.工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的運(yùn)用[J].冶金與材料，2019，39（03）：163-164.

[3]方建軍，何廣平.智能機(jī)器人[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.