商用車車身焊裝工藝規(guī)劃論述

陳文娟，馬瑾

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

引言

制造工藝是產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，工藝規(guī)劃水平的高低直接影響生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量。工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)影響要素較多，如何進(jìn)行工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保工藝滿足目標(biāo)要求。本文主要對(duì)商用車車身焊裝工藝規(guī)劃流程進(jìn)行論述，旨在為企業(yè)工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 車身焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)原則與流程

1.1 設(shè)計(jì)原則

按照“高質(zhì)量、高效率、低投入”的原則。采用與生產(chǎn)綱領(lǐng)相匹配的工藝技術(shù)、及高性價(jià)比的工藝裝備。

1.2 設(shè)計(jì)流程

焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)流程包含工藝分析、焊點(diǎn)布局規(guī)劃、工藝設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證及工藝布局等五個(gè)階段，具體流程見(jiàn)圖1。

圖1 焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)流程

2 焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)輸入資料

焊裝工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)需要輸入詳細(xì)的產(chǎn)品和生產(chǎn)要素，具體如下：

產(chǎn)品資料：輸入生產(chǎn)產(chǎn)品類型、三維數(shù)模、圖紙、設(shè)計(jì)BOM 清單；輸入產(chǎn)品相關(guān)工藝/質(zhì)量參數(shù)。

生產(chǎn)要素的輸入資料：明確生產(chǎn)綱領(lǐng)及年工作基數(shù)；明確廠房、公用有關(guān)資料；明確工藝規(guī)劃目標(biāo)；明確工藝設(shè)備投資額度、工藝裝備水平要求；明確生產(chǎn)線自動(dòng)化程度。

3 焊接工藝分析

3.1 車身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

結(jié)合產(chǎn)品類型、設(shè)計(jì)BOM 清單、工藝/質(zhì)量參數(shù)，考慮焊接方法、生產(chǎn)節(jié)拍、混線生產(chǎn)工藝兼容性、上/下件方式、生產(chǎn)物流等因素，綜合分析后對(duì)車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接工藝分塊，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合并或分解，確定車身焊接裝配關(guān)系。車身一般分為六大分總成，分別是前圍總成、后圍總成、左/右側(cè)圍總成、地板總成、頂蓋總成。

3.2 焊接工藝流程圖

結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)綜合考慮生產(chǎn)線約束、焊接干涉、焊接強(qiáng)度、累積公差等工藝因素，對(duì)產(chǎn)品上件順序、工藝流程進(jìn)行重新劃分，形成焊接工藝流程圖。

4 焊點(diǎn)布局規(guī)劃

結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對(duì)焊點(diǎn)的數(shù)目、位置等內(nèi)容進(jìn)行工藝分析。

（1）確定點(diǎn)固焊點(diǎn)

車身各分總成焊點(diǎn)數(shù)量較多，受夾具布局、焊接空間、生產(chǎn)節(jié)拍、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備數(shù)量等因素的影響，一般情況很難在一個(gè)工位完成焊接，需要規(guī)劃為點(diǎn)固點(diǎn)工位和補(bǔ)焊工位。點(diǎn)固焊點(diǎn)工位完成對(duì)產(chǎn)品尺寸、強(qiáng)度影響較大的關(guān)鍵點(diǎn)的焊接。

（2）焊點(diǎn)分組

結(jié)合車身焊點(diǎn)總數(shù)、分總成焊點(diǎn)數(shù)，考慮均衡焊鉗工作任務(wù)，對(duì)焊點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分組，便于焊接工位、焊鉗數(shù)量/型號(hào)的規(guī)劃。

5 焊裝工藝設(shè)計(jì)

5.1 生產(chǎn)節(jié)拍核算

根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，年時(shí)生產(chǎn)基數(shù)、班次、設(shè)備開(kāi)動(dòng)率等參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)節(jié)拍計(jì)算，并對(duì)各工位的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行核算，分析是否滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求。

生產(chǎn)節(jié)拍=全年工作日×班次×每班時(shí)間×設(shè)備開(kāi)動(dòng)率/年綱領(lǐng)

焊裝線生產(chǎn)節(jié)拍主要取決于輸送時(shí)間、裝件時(shí)間、夾具動(dòng)作時(shí)間、焊接時(shí)間等。

5.2 工位布局規(guī)劃

根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)要素要求，對(duì)各工位工藝裝備進(jìn)行合理布局。工位布局規(guī)劃設(shè)計(jì)原則：

（1）各工位的生產(chǎn)節(jié)拍均衡一致。

（2）結(jié)合工藝流程、生產(chǎn)節(jié)拍、物流方式，零部件上件順序，定制各零部件擺放位置。

（3）考慮廠房的空間和布局條件，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍、焊點(diǎn)分組選取工藝裝備數(shù)量，確定工藝裝備具體位置或移動(dòng)軌道位置。

（4）各工位應(yīng)滿足規(guī)劃車型的生產(chǎn)兼容。

5.3 設(shè)備選型分析

（1）生產(chǎn)線的設(shè)備構(gòu)成

1）焊接／涂膠設(shè)備：主要設(shè)備包括焊鉗、弧焊機(jī)、涂膠槍、植釘槍、打碼機(jī)等。

2）輸送裝置：焊接主線輸送裝置一般采用往復(fù)桿、輥床+滑撬系統(tǒng)、夾具臺(tái)車滑行系統(tǒng)、高速輥床+臺(tái)車輸送系統(tǒng)，主線上線輸送一般采用人工上件、葫蘆上件、助力機(jī)械手、抓件機(jī)器人。

3）焊接夾具：主要有手工夾具、氣動(dòng)夾具、電動(dòng)夾具。

4）機(jī)器人：點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、激光焊接機(jī)器人。

5）控制裝置：主要為PLC 控制為主。

6）其它裝置：主要以物料架、運(yùn)輸車等物流設(shè)備為主，物流系統(tǒng)己成為制約生產(chǎn)線效率的關(guān)鍵因素。

因焊接機(jī)器人具有重復(fù)精度高、動(dòng)作穩(wěn)定可靠、焊接質(zhì)量高、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在應(yīng)用較為普遍。

（2）焊接設(shè)備選型原則

遵循“保證生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)適用，滿足產(chǎn)品工藝要求，滿足環(huán)保及安全法規(guī)要求”的原則。對(duì)于智能化、自動(dòng)化焊接設(shè)備，以及新焊接技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)根據(jù)實(shí)際情況，掌握適當(dāng)?shù)钠胶恻c(diǎn)，逐步提升企業(yè)焊裝工藝制造能力和水平。

1）高效性：結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，選用生產(chǎn)效率較高的設(shè)備，如焊接機(jī)器人、伺服焊鉗、激光焊接、滾邊機(jī)器人等，確保焊接設(shè)備的高效性和質(zhì)量指標(biāo)的達(dá)成性。

2）節(jié)能降耗：通過(guò)應(yīng)用新型節(jié)能電阻焊機(jī)和焊接群控技術(shù)等，降低焊裝生產(chǎn)能耗，便于控制生產(chǎn)成本。

3）柔性化：隨著車型更新?lián)Q代加快，采用柔性化夾具、輸送線及焊接機(jī)器人，確保生產(chǎn)線兼容多款車身。

4）安全環(huán)保：工藝裝備操作靈活、安全可靠，焊接設(shè)備輻射小，焊接煙塵排放少。

5.4 規(guī)劃生產(chǎn)物流

物流線路需順暢，不相互干涉，企業(yè)內(nèi)物流盡可能以“一個(gè)流”的原則進(jìn)行規(guī)劃，結(jié)合生產(chǎn)物流配送方式、存儲(chǔ)空間等因素，規(guī)劃生產(chǎn)物流。

6 仿真驗(yàn)證

通過(guò)數(shù)字化模擬仿真驗(yàn)證焊點(diǎn)可達(dá)性、人機(jī)工程、夾具運(yùn)動(dòng)等，確定焊裝工藝規(guī)劃的合理性。

7 焊接工藝布局

依據(jù)焊接工藝流程，合理布局工位，減少物流搬運(yùn)，提升物流轉(zhuǎn)序的暢通性，方便人員操作，提高生產(chǎn)作業(yè)面積的使用率等。焊接工藝布局原則：

（1）人員操作安全、便捷、順暢。

（2）物料配送、零部件搬運(yùn)就近原則。

（3）提高生產(chǎn)區(qū)域或儲(chǔ)存區(qū)域空間利用率。

（4）生產(chǎn)線順暢、流程連續(xù)化。

（5）生產(chǎn)線規(guī)劃需考慮多車型兼容生產(chǎn)，充分預(yù)留作業(yè)區(qū)域，便于后期擴(kuò)展和調(diào)整。

8 結(jié)束語(yǔ)

商用車車身焊裝工藝規(guī)劃的核心其實(shí)是焊接工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)，依據(jù)產(chǎn)品和生產(chǎn)要素的輸入進(jìn)行生產(chǎn)線規(guī)劃與布局，最終規(guī)劃的實(shí)施與落地依然需要考慮投資效益等多方面因素。