車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配技術(shù)在車(chē)身車(chē)間的應(yīng)用

王剛 孫守龍

摘 要：伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)制造行業(yè)也逐漸向智能化、數(shù)字化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此來(lái)提升汽車(chē)行業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)能夠提高汽車(chē)生產(chǎn)效率，提升汽車(chē)生產(chǎn)質(zhì)量，解放勞動(dòng)力。汽車(chē)企業(yè)想要在市場(chǎng)中占據(jù)更加有利的位置，就需要提升自身產(chǎn)品質(zhì)量。因此，需要汽車(chē)行業(yè)能夠具備先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文首先介紹車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配技術(shù)在車(chē)身車(chē)間中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并深入探究車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配的關(guān)鍵技術(shù)， 為車(chē)身車(chē)間未來(lái)自動(dòng)裝配技術(shù)提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)生產(chǎn);車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配;機(jī)器人視覺(jué);機(jī)器人擰緊

汽車(chē)焊裝車(chē)間車(chē)門(mén)裝配是一項(xiàng)極其繁重的工作，由于裝配過(guò)程中汽車(chē)配件生產(chǎn)的離散性，導(dǎo)致在車(chē)門(mén)裝配過(guò)程中出現(xiàn)諸多問(wèn)題。在加上近年來(lái)汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量要求越來(lái)越高，對(duì)汽車(chē)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)控造成了極大的困擾，因此亟需機(jī)器人自動(dòng)裝配技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工裝配。本文探討了車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配的關(guān)鍵技術(shù)，為汽車(chē)裝配方式的改變提出了一種新的方式。

1 自動(dòng)裝配技術(shù)整體介紹

車(chē)門(mén)智能裝配系統(tǒng)包含輸送定位系統(tǒng)、智能擰緊系統(tǒng)、質(zhì)量管控系統(tǒng)組成，采用成熟、穩(wěn)定可靠性高的螺栓供給方式，可實(shí)現(xiàn)螺栓、螺母智能化擰緊裝配，配合機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)技術(shù)、NC系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)、柔性?shī)A具等智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化智能生產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中裝配質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

1.1 輸送系統(tǒng)介紹

螺栓與螺母均采用高精度振動(dòng)盤(pán)式輸送系統(tǒng)，并設(shè)定有檢測(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)物料消耗到設(shè)定程度時(shí)可自動(dòng)補(bǔ)充物料。集成了輸送、定位、檢測(cè)為一體的定位系統(tǒng)，可智能判別機(jī)器人取釘情況，取釘失敗時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)給，可同時(shí)給機(jī)器人提供單個(gè)或多個(gè)螺釘。圖一為螺栓與螺母自動(dòng)輸送系統(tǒng)。

1.2 智能擰緊系統(tǒng)介紹

機(jī)器人擰緊系統(tǒng)采用吸釘式智能擰緊槍、擰緊工具帶有浮動(dòng)功能，可吸收零件一定范圍的精度波動(dòng)，提高擰緊成功率。并且可對(duì)扭矩實(shí)施監(jiān)控與反饋，提供穩(wěn)定保障，保證擰緊質(zhì)量。機(jī)器人可同時(shí)取單顆或者多顆螺釘。圖2為智能擰緊系統(tǒng)。

1.3質(zhì)量管控系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)通過(guò)激光視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)車(chē)身進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)身螺孔位置及車(chē)門(mén)與車(chē)身RPS孔的全方位的間隙及位置識(shí)別，判斷最佳車(chē)身與車(chē)門(mén)四周間隙一致的最佳位置匹配，再進(jìn)行最終車(chē)門(mén)的擰緊自動(dòng)裝配，保障裝配質(zhì)量。圖3為質(zhì)量管控系統(tǒng)。

2 自動(dòng)裝配技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

汽車(chē)制造行業(yè)運(yùn)用自動(dòng)化的裝配系統(tǒng)，不僅能夠符合我國(guó)內(nèi)部社會(huì)的發(fā)展要求，也能夠滿足人們對(duì)于汽車(chē)的總體需求，運(yùn)用自動(dòng)化裝配技術(shù)，也能夠減少相應(yīng)的人力勞動(dòng)，保證生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠提升汽車(chē)生產(chǎn)的品質(zhì)和質(zhì)量，自動(dòng)化裝配技術(shù)也可以避免人員操作所造成的誤差，使汽車(chē)在安全性和舒適性等方面都能夠獲得極大程度的提高。以下是幾點(diǎn)主要優(yōu)勢(shì)：

1）提高生產(chǎn)效率

汽車(chē)制造行業(yè)向自動(dòng)化的方向發(fā)展后，在制造過(guò)程中，其操作流程以及操作細(xì)節(jié)都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，許多原本由人力來(lái)完成的生產(chǎn)過(guò)程都可以交由機(jī)器來(lái)完成，不僅能夠達(dá)到預(yù)設(shè)的成果，也能夠減少失誤狀況的發(fā)生，有效提高車(chē)間生產(chǎn)的整體效率，無(wú)論是從時(shí)間還是成果和人力物力等方面，都有了較大改變，展現(xiàn)出汽車(chē)制造行業(yè)的新面貌。自動(dòng)化裝配技術(shù)的應(yīng)用更減少了企業(yè)對(duì)于勞動(dòng)力的主要資金投入，節(jié)省了相應(yīng)支出，能夠確保汽車(chē)制造行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

2）提升員工安全性

在傳統(tǒng)的汽車(chē)生產(chǎn)當(dāng)中，人力是完成汽車(chē)生產(chǎn)的主要方式之一，這也意味著一些危險(xiǎn)系數(shù)較高的操作需要人工來(lái)完成，這使得車(chē)間員工在工作中都承受著一大部分安全隱患，這種安全隱患會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)，工作人員自身的生命財(cái)產(chǎn)安全也會(huì)影響到企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。若出現(xiàn)危險(xiǎn)，不僅要賠償大量資金，也會(huì)對(duì)企業(yè)的形象造成一定程度的破壞，不利于企業(yè)未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。自動(dòng)化裝配技術(shù)的引用，能夠?qū)⑽ｋU(xiǎn)系數(shù)較高的操作交由機(jī)器，車(chē)間的工作人員只負(fù)責(zé)監(jiān)督以及操作機(jī)器等，提升了車(chē)間員工自身的安全性，使得員工可以更加放心的進(jìn)行高效工作，也能夠樹(shù)立企業(yè)自身的正面形象，更有利于企業(yè)能夠廣泛吸納相應(yīng)技術(shù)人才，積極的發(fā)展自身。

3 車(chē)門(mén)智能裝配工藝

車(chē)門(mén)總成作為自車(chē)身的關(guān)鍵零部件，起著密封、承載等作用，因其外觀品質(zhì)要求高、用戶體驗(yàn)感強(qiáng)，它的制造精度很大程度上決定著整車(chē)的質(zhì)量和觀感效果。車(chē)門(mén)總成在經(jīng)過(guò)沖壓、輯壓、焊接、涂膠、包邊及裝配等多道工序后，需具備承載大量功能件和抗側(cè)面沖擊的能力，所以車(chē)門(mén)總成要有一定的剛度和強(qiáng)度。同時(shí)，車(chē)門(mén)總成又是一個(gè)外觀件和活動(dòng)裝配件，除了滿足氣密性、安全性的功能要求外還需滿足覆蓋件的外觀品質(zhì)要求，型面精度的控制和間隙公差的保證是整個(gè)車(chē)門(mén)調(diào)試過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.1 車(chē)門(mén)裝配工藝

汽車(chē)車(chē)門(mén)一般由左前門(mén)，左后門(mén)，右前門(mén)，右后門(mén)組成，汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配流程如圖4所示。

3.2 車(chē)門(mén)匹配技術(shù)要求

車(chē)門(mén)裝配完成后，需要對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行判斷，裝配技術(shù)指標(biāo)主要包含車(chē)門(mén)與汽車(chē)側(cè)圍裝配面差，車(chē)門(mén)與翼子板裝配面差，前后門(mén)裝配面差。具體技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

3.3 車(chē)門(mén)連接形式

車(chē)門(mén)連接主要靠門(mén)鉸鏈連接，前門(mén)與車(chē)身通過(guò) 車(chē)門(mén)鉸鏈連接， 鉸鏈需先整體安裝在車(chē)門(mén)上，匹配后從車(chē)身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實(shí)現(xiàn)連接。如圖5為前門(mén)鉸鏈。后門(mén)與車(chē)身通過(guò)車(chē)門(mén)鉸鏈連接，鉸鏈需先整體安裝在車(chē)門(mén)上，匹配后從車(chē)身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實(shí)現(xiàn)連接，圖6為后門(mén)鉸鏈形式。

當(dāng)前汽車(chē)車(chē)門(mén)裝配中，鉸鏈形式為分體式鉸鏈和一體式鉸鏈，這兩種鉸鏈對(duì)比見(jiàn)表2。

當(dāng)前車(chē)身四門(mén)處所采用的的鉸鏈形式為分體式鉸鏈（需內(nèi)外側(cè)擰入螺栓），自動(dòng)裝配時(shí)容易產(chǎn)生車(chē)身沉降不一致的問(wèn)題，從而導(dǎo)致Z向間隙超差。

4 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配關(guān)鍵技術(shù)

4.1 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配關(guān)鍵點(diǎn)

后門(mén)裝配重點(diǎn)關(guān)注1和2處的間隙及面差，1和3處后門(mén)與側(cè)圍及門(mén)檻的高度差，見(jiàn)圖7所示，前門(mén)裝配重點(diǎn)關(guān)注1和2處的間隙及面差，1處前門(mén)與后門(mén)的高度差，見(jiàn)圖8。

4.2 車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配流程

車(chē)門(mén)自動(dòng)裝配流程如下：車(chē)身到位，車(chē)門(mén)抓取→車(chē)身與車(chē)門(mén)測(cè)量→最佳匹配→螺栓測(cè)量→機(jī)器人擰緊→視覺(jué)評(píng)價(jià)。

1）車(chē)身與車(chē)門(mén)測(cè)量

1、匹配機(jī)器人帶抓手先運(yùn)動(dòng)至一處固定位置對(duì)車(chē)身鉸鏈平面進(jìn)行測(cè)量，然后再運(yùn)動(dòng)至另一處固定位置對(duì)門(mén)及車(chē)身進(jìn)行測(cè)量。

2、偏差值發(fā)給匹配機(jī)器人用于修正匹配位置。

2）螺栓測(cè)量

1、擰緊機(jī)器人移動(dòng)1次。

2、偏差值發(fā)給擰緊機(jī)器人用于修正擰緊位置。

3）視覺(jué)評(píng)價(jià)

測(cè)量間隙面差。

5 總結(jié)

伴隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，自動(dòng)化裝配技術(shù)在汽車(chē)制造企業(yè)的應(yīng)用會(huì)越發(fā)廣泛，也會(huì)越來(lái)越受到相關(guān)人員的重視，其主要原因是自動(dòng)化裝配技術(shù)可以降低企業(yè)自身的制造成本，也能夠提升制造的效率。除此以外，自動(dòng)化裝配技術(shù)也能夠減少出錯(cuò)率，這有利于提高汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量，提升汽車(chē)制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，確保其未來(lái)的發(fā)展能夠更加穩(wěn)定。

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