白車身焊裝線柔性方式研究

劉國斌

【摘 要】白車身焊裝線作為白車身的生產(chǎn)主體，其柔性能力決定了主機(jī)廠的生產(chǎn)能力及不同平臺車型的生產(chǎn)能力，通過研究白車身焊裝線柔性方式，提高柔性生產(chǎn)能力，縮短新產(chǎn)品生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。

【關(guān)鍵詞】白車身焊裝線;柔性生產(chǎn);白車身

【中圖分類號】U468.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0028-03

白車身作為汽車的安裝骨架，其制造過程復(fù)雜，需要工裝精確定位后再進(jìn)行焊接。近年來，汽車市場競爭激烈，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速開發(fā)及降低新車型導(dǎo)入成本，需要焊裝生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。以下是幾種柔性方式。

1 同平臺白車身簡易線模式

同平臺車身產(chǎn)品特點(diǎn)在于下車體基本一致，主要差異在于上車體，該方式通過相同工藝的工位采用并列排列的方式實(shí)現(xiàn)白車身柔性生產(chǎn)，比如主線的合拼工位，通過并列放置不同車型的合拼工位進(jìn)行不同車型的定位焊接。如圖1所示，通過總拼2#預(yù)裝不同車型側(cè)圍，A車型通過3#進(jìn)行合拼，B車型通過4#工位進(jìn)行合拼。

該方式要求場地比較大，在前期生產(chǎn)線的開發(fā)時(shí)需要確定產(chǎn)品的輸入，后續(xù)需要增加導(dǎo)入的車型，更改較大，時(shí)間周期長，具有一定的局限性。

2 同平臺白車身柔性夾具模式

由于同平臺白車身的特點(diǎn)，因此采用多自由度機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同車型的定位切換。該方式通過可切換的下車體定位單元與上車體定位單元組成，下車體定位單元如圖2所示，通過電機(jī)帶動(dòng)高精度轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)4種狀態(tài)的精確定位，對下車體進(jìn)行精確定位。

上車體通過柔性定位抓手對上車體進(jìn)行精確定位，定位裝置如圖3、圖4所示。

上車體柔性定位抓手通過伺服電機(jī)帶動(dòng)定位氣抓移動(dòng)到達(dá)精確位置鎖定后對上車體進(jìn)行定位。

通過柔性上、下車體定位單元組合使用，實(shí)現(xiàn)對車身的定位焊接，實(shí)現(xiàn)白車身生產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)。該方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品柔性設(shè)備投入少，開發(fā)快，但是受限于產(chǎn)品的一致性的約束，對車型的平臺化水平及產(chǎn)品長期規(guī)劃要求較高，不能靈活應(yīng)對汽車市場的需求，具有一定的局限性。

3 多品種白車身柔性混批生產(chǎn)線模式

多品種白車身柔性生產(chǎn)線（如圖5所示）可以在生產(chǎn)線上進(jìn)行多車型的混批生產(chǎn)，兼容不同平臺的車型生產(chǎn)。以下車體門檻內(nèi)板上件定位焊接工位為例，該工位實(shí)現(xiàn)柔性需要解決以下問題：下車體定位輸送實(shí)現(xiàn)可切換;門檻板上件料框?qū)崿F(xiàn)柔性可切換;定位抓手實(shí)現(xiàn)柔性可切換。

下車體輸送定位采用快速切換工裝實(shí)現(xiàn)，通過機(jī)器人從庫位中抓取夾具放置在滑撬本體，通過機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)對切換實(shí)現(xiàn)精確定位，滿足柔性定位要求。切換原理如圖6所示，通過機(jī)器人抓取A、B、C、D 4組下車體定位單元，實(shí)現(xiàn)不同車型的定位夾具切換。

門檻上件料框采用可切換推拉方式實(shí)現(xiàn)，不同車型開發(fā)不同的精確料框，通過每個(gè)工位固定在地面的對接機(jī)構(gòu)對不同料框?qū)崿F(xiàn)精確定位，通過機(jī)器人對零件的抓取然后對零件進(jìn)行精確定位。其組成方式如圖7所示，該機(jī)構(gòu)主要由地面定位機(jī)構(gòu)與精確定位小車組成，通過地面定位機(jī)構(gòu)對不同車型的料框?qū)崿F(xiàn)精確定位，滿足機(jī)器人重復(fù)定位上件精度要求。

由于不同車型零件差異較大，因此很難通過機(jī)構(gòu)的柔性兼容所有車型。實(shí)現(xiàn)不同車型的抓手定位通過可快速切換的抓手進(jìn)行，在工位布置2個(gè)車型的抓手放置架，通過停產(chǎn)時(shí)對不用生產(chǎn)的抓手及將要生產(chǎn)的抓手進(jìn)行切換實(shí)現(xiàn)批量混批生產(chǎn)。最終形成的柔性定位布局方案如圖8所示。

該方式可以實(shí)現(xiàn)多車型混批生產(chǎn)，但是由于場地的局限，相應(yīng)工位放置的車型定位裝置有限，只能實(shí)現(xiàn)混批生產(chǎn)，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)混流生產(chǎn)，切換后的工裝需要較大的場地進(jìn)行放置。

4 智能切換白車身柔性生產(chǎn)線模式

該方式在混批的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，由人工進(jìn)行切換的料框抓手等車型裝備通過AGV小車進(jìn)行，切換后的夾具由AGV拉到相應(yīng)的立體夾具庫進(jìn)行存儲，實(shí)現(xiàn)智能實(shí)時(shí)切換車型的生產(chǎn)（如圖9所示）。

通過白車身柔性生產(chǎn)線的開發(fā)與建設(shè)使用，提高工廠生產(chǎn)車型的品種多元化，提高市場的響應(yīng)速度。

參 考 文 獻(xiàn)

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