汽車頭道密封條壓裝系統節拍提升研究

斯紅　王瑛穎

摘 要：為確保整車系統密封性以及駕駛舒適感，現市面上的中高端車型普遍通過在四門上加裝頭道密封條來確保整車隔音性能。鑒于密封條壓裝工藝有最小時間的限制，使得壓裝工位節拍較低，制約門預裝線和主線產能。本文著重研究頭道密封條壓裝系統節拍提升方案，突破產能瓶頸。

關鍵詞：汽車 頭道密封條系統 輸送設備（EMS） 工位節拍

1 引言

汽車作為一輛整車系統而言，在高速行駛過程中是一個復雜的組合式噪聲源;發動機和傳動系工作時產生的震動、高速行駛中汽車輪胎在地面上的滾動、車身與空氣的作用等，都將產生汽車噪音。為此汽車密封性的好壞將直接影響駕駛員的駕駛體驗感（舒適性和安全性）。現階段市面上大多數汽車都是由一道或幾道密封條共同組成車身密封系統來確保整車密封性;其中頭道密封條作為汽車車門密封系統的重要組成部分，在整車密封性能評價當中占更處于主導地位。

2 汽車頭道密封條壓裝系統簡述

頭道密封條是安裝在車門外框或側框上的一條用于隔音、防水、防噪的密封條;通常有粘貼和卡扣等兩種安裝形式。密封條對車門的關啟也起到緩沖作用，關門更加順暢、輕松，而且有效防止汽車在高速行駛中發生抖動。

汽車頭道密封條壓裝工藝主要包括四門門框清潔（清潔劑干燥）、密封條壓裝（保壓）工序。工位操作工拿取一次性紗布，粘取少量揮發性清潔劑，對四門門框進行清潔;待清潔劑自然風干，四門進入頭道密封條壓裝工位，由壓裝機械手進行保壓壓裝。頭道密封條壓裝工位工序首先由操作工將密封條放置到壓盤上，其次轉臺旋轉，壓盤伸出并在車門上定位壓緊密封條（保壓），最后釋放車門壓盤縮回。

3 頭道密封條壓裝工位傳統布局方案

國內外各整車廠門線預裝線頭道密封條工位普遍采用傳統工藝布局方案，即按照整車裝配工藝先后順序，先進行前門頭道密封條壓裝工藝，再進行后門的頭道密封條壓裝工藝。該工藝布局方案符合傳統正序思維邏輯順序;但存在諸多不足，如工位間距較長、占用場地較大、存在產能瓶頸等問題。為更好分析傳統工藝布局方案細節，本文將列舉上汽大眾某工廠總裝車間門預裝線頭道密封條壓裝系統進行詳細分析。門預裝線主要由拆門工藝段、二層堆棧庫區（Buffer）、門線總成工藝段（27個工藝工位）、裝門工藝段等組成;主要設備包含有升降機、一次吊具（EMS小車）、轉換撬和二次門吊具（Door hanger）等;EMS小車控制單元為德國LJU公司792系列控制器及相關DKZ技術，考慮到篇幅限制，本文在此不詳細介紹LJU和DKZ等相關技術細節。

頭道密封條壓裝系統位于門線總成工藝段起始位置，其由清潔工位、前門密封條壓裝工位、后門密封條壓裝工位組成（圖1，圖2，圖3，圖4）。密封條壓裝系統主要工藝參數如：四門清潔時間（>35s）、清潔液干燥時間（>20s）、密封條設備壓裝保壓時間（>42s）、EMS小車運行啟停時間約2s（經驗值），最高速度30M/min（理論最高值）。

針對密封條壓裝節拍式工位而言，工位節拍時間包含了吊具車組駛入時間、工藝壓裝時間、吊具車組駛出時間。在工藝壓裝時間不變的情況下，通過壓縮吊具車組駛入（駛出）時間，設計1#、2#、3#、4#工位吊具同進同出節拍方式運行，可有效減少了吊具車組的駛出時間（或吊具駛入時間），進而壓縮工位節拍（吊具車組駛入時間+工藝操作時間）時間（圖5）。

計算可知前門密封條壓裝工位（2#工位）節拍時間約73s，后門密封條壓裝工位（3#工位）節拍時間約56s，都大于主線節拍時間55s，存在產能瓶頸。

備注：以上計算值均基于所有理論參數;實際現場狀況中，1#、2#、3#、4#工位吊具難以實現30M/min高速同進同出（實際會出現吊具依次滯后情況），具體優化方案詳見LJU相關技術資料。

4 頭道密封條工位創新布局方案

為徹底解決傳統工藝布局方案中工位間距較大的問題，創新方案大膽打破傳統固定正序思維邏輯，進行逆向思維，將前后壓盤機械手進行對調，先進行后門頭道密封條壓裝工藝，再進行前門的頭道密封條壓裝工藝;同時將清潔工位（1#）以及過渡工位進行對調（圖6）。該工藝布局巧妙的壓縮了工位間距，減少工位運行時間，從而提升工位節拍。

Tb-c=S/V=4.1M÷30M/min≈8.2S

備注：考慮到吊具車組前端到達b點后整個吊具已在密封條壓裝工位圍欄之內（有光幕進行安全隔離），運行速度可以相對提高。為此吊具從b處運行至c以最高速度30M/min進行;既確保生產安全的同時提高了生產節拍;

吊具到達2#號工位c處后，進行左右后門頭道密封條壓裝工藝（工藝時間42s）;

Tc-d=S/V=4.1M÷30M/min≈8.2S

備注：吊具在2#號工位處完成左右前門密封條壓裝后，以最高速度運行至3#號工位d處，進行左右前門頭道密封條壓裝工位。考慮到該行程全處在安全圍欄內，為此運行速度設計為最高值30M/min;

以上可知，前門密封條壓裝工位（2#工位）節拍時間約53s，后門密封條壓裝工位（3#工位）節拍時間約53s，都小于主線節拍時間55s，突破產能瓶頸。

5 傳統工藝布局與創新工藝布局對比

對比傳統和創新工藝布局方案可知，創新方法的亮點在于巧妙的通過將前后壓盤進行對調，進而壓縮了工位間距。首先，通過對調清潔工位和過渡工位順序，壓縮了吊具駛入2#工位的工位間距（4100mm）;其次，通過對調前后壓盤順序（先前門壓盤再后門壓盤），壓縮了吊具駛入3#工位的工位間距（4100mm）。通過以上兩種優化，巧妙的壓縮了2#、3#工位吊具駛入（或駛出）時間，壓縮工位節拍（圖7）。

6 結論

對比傳統密封條壓裝系統工藝布局方案，創新方案打破傳統固定正序思維邏輯，進行逆向思維。通過將前后壓盤機械手對調的倒置工藝壓裝順序（即先壓裝后門再壓裝前門），巧妙的壓縮前后門吊具運行間距，縮短工位間吊具運行時間，減少了工位節拍時間進而提升工位節拍，克服了產能瓶頸。創新方案使得在不額外增加過渡工位的情況下，克服車型配比限制，具備連續壓裝工藝能力，提高了單班整車產出量，降低了單車生產成本。現階段該創新方案在國內整車廠中也位列前茅;其為今后門線頭道密封條節拍提升改造提供新思路新方案。