種內(nèi)置式主夾具白車身側(cè)圍X向控制策略

蔣玉剛

摘 要：根據(jù)內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)的特點，結(jié)合具體的某種車型，對影響白車身側(cè)圍總成X向的因素進(jìn)行梳理，提供了解決三坐標(biāo)測量側(cè)圍X向不合的具體方法和思路。

關(guān)鍵詞：內(nèi)置式主夾具；側(cè)圍X向尺寸；三坐標(biāo)測量

1 引言

近年來，我國的汽車產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展。在汽車生產(chǎn)的過程中，白車身的尺寸精度是一個非常重要的參數(shù)，是企業(yè)汽車制造水平的體現(xiàn)。為了獲得良好的白車身尺寸精度，就需要我們對影響白車身尺寸的因素進(jìn)行分析和梳理。本文將對在白車身尺寸中占比最重的側(cè)圍總成入手，分析對側(cè)圍總成X向影響的各方面因素，并提出可行性的控制方法。

2 側(cè)圍結(jié)構(gòu)介紹及對白車身尺寸的重要性

2.1 白車身

白車身是汽車的重要組成部分，是整個汽車零部件的載體，主要由前圍分總成、后圍分總成、左右側(cè)圍分總成、前后地板分總成及頂蓋分總成等部分焊合而成。其尺寸質(zhì)量直接影響整車的外觀、性能及安全，同時也是一個汽車企業(yè)制造水平的體現(xiàn)。

2.2 側(cè)圍總成

側(cè)圍總成是白車身骨架重要的組成部分，通常是周圍部件的基準(zhǔn)，同時在車身整體彎曲剛性中起重要作用。側(cè)圍主要由A柱、B柱、C柱、上邊梁、門檻板、后側(cè)窗及后輪罩等構(gòu)成，圖1為某種車型的側(cè)圍結(jié)構(gòu)示意圖，側(cè)圍X向指的是車輛的前后方向。

2.3 側(cè)圍X向在白車身尺寸中的占比及重要性

以國內(nèi)某MPV車型為例，如圖2側(cè)圍總成上共1124個測點，占白車身總成測點的58%，其中X向測點共326個，占白車身測點的16.8%。同時，整車內(nèi)飾件的定位孔、卡扣及打緊點均在側(cè)圍上，因此側(cè)圍整體的前后方向（X向）對內(nèi)飾件的裝配影響較大。

3 側(cè)圍結(jié)構(gòu)介紹及對白車身尺寸的重要性

3.1 白車身工藝流程及影響因素

圖3為我司某車型白車身的焊接工藝過程（后續(xù)的分析也是基于此車型），從圖中分析可知， 左右側(cè)圍總成的X向偏差是在總拼3#合拼過程中產(chǎn)生——影響因素為合拼主夾具以及側(cè)圍總成與下車體的零件搭接匹配。

3.2 內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)特點、影響因素及控制策略

3.2.1 總拼主夾具類型及特點

目前常用的總拼主夾具結(jié)構(gòu)類型主要有“OPENGATE”合拼系統(tǒng)、“Robot gripper”合拼系統(tǒng)和內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)，我司目前總拼工藝主要為內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)，圖4為三種主夾具類型特點。

3.2.2 內(nèi)置式主夾具對白車身尺寸影響因素及控制策略

影響因素：

從內(nèi)置式主夾具的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合日常生產(chǎn)中對白車身尺寸問題的解決經(jīng)驗分析，影響白車身，側(cè)圍X向尺寸的因素主要有以下4種：

①主夾具剛性及糾錯能力不足——基座及定位面、夾頭均由氣缸伸縮帶動，臂展及傳動鏈較長；主夾具的重量要求一般在1600千克以下，大部分連接臂為方鋼，且尺寸較小；②主夾具夾頭與白車身的預(yù)留間隙不足——設(shè)計中未考慮到夾頭的非定位方向與零件的間隙預(yù)留不足問題，產(chǎn)生干涉，如下圖5；③主夾具定位立柱銷磨損——由于主夾具升降機(jī)的舉升臂為單側(cè)負(fù)重，長時間工作后會產(chǎn)生單向偏移，導(dǎo)致主夾具下降過程中與立柱定位銷干涉與卡滯，定位銷磨損嚴(yán)重，如下圖6；④滑翹影響——不同滑翹的定位工裝、滑翹在拼臺的定位孔位置均存在差異，下車體隨滑翹移動，因此不同滑翹下車體相對側(cè)圍的位置存在差異。

控制策略：

①在長度超過150mm的連接臂或基座上增加局部加強(qiáng)筋，提高連接臂剛性及穩(wěn)定性；定期檢查更換擺臂轉(zhuǎn)軸軸套及連接銷（半年或1年檢查一次）；

②增加側(cè)圍預(yù)裝定位銷或采用機(jī)器抓手自動定位預(yù)裝側(cè)圍，提高預(yù)裝工位的位置精度，減少對主夾具的糾錯能要求（圖7為我司幾種車型不同預(yù)裝方式的側(cè)圍X向穩(wěn)定性對比）；

③主夾具夾頭（非定位面）與零件預(yù)留間隙需>2mm，減少干涉風(fēng)險（圖8）；

④定期（一個季度或半年）檢查主夾具落銷狀態(tài)（定位銷磨損量大于0.2mm后需更換），出現(xiàn)變異時測量并調(diào)整舉升機(jī)最高點與最低點的位置，確保主夾具與立柱銷配合順暢；

⑤定期測量監(jiān)控滑翹工裝數(shù)據(jù)（在水平臺上測量）；檢查滑翹編碼尺讀數(shù)（度數(shù)誤差<2mm）；查看拼臺前部導(dǎo)向輪與滑翹定位塊匹配狀態(tài)（定位塊與導(dǎo)向輪單邊間隙<0.15mm）；檢查滑翹后部定位孔與拼臺定位銷的磨損情況（磨損量<0.2mm），同時進(jìn)行滑翹進(jìn)入拼臺的重復(fù)性測量，確保每個滑翹進(jìn)入拼臺的位置一致性。

3.3 側(cè)圍分總成合拼過程影響因素及控制策略

以圖9某車型側(cè)圍總成與下車體搭接結(jié)構(gòu)為例，兩個分總成在X向的搭接位置有：前圍上部、前側(cè)板上部、門檻內(nèi)板匹配區(qū)、后輪罩匹配區(qū)、后端板匹配區(qū)，這5個X向搭接位置的干涉就可能造成側(cè)圍總成在X向的偏差。由于內(nèi)置式主夾具焊接空間大，可在主夾具關(guān)夾后進(jìn)行逐一排查，確認(rèn)干涉點后，通過手工矯正干涉部位的方式逐一進(jìn)行驗證確認(rèn)，或者對比分總成上測點之間的相關(guān)性，找到關(guān)鍵問題點并制定有效措施。

4 實例介紹

4.1 主夾具夾頭與側(cè)圍干涉案例

某車型左側(cè)圍X向存在正向偏差現(xiàn)象，且波動較大，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)主夾具一個Y向夾頭與側(cè)圍內(nèi)板X向存在干涉。打磨干涉部位后，左側(cè)圍X向數(shù)據(jù)恢復(fù)至理論值，且波動減小，見下圖10。

4.2 后端板與側(cè)圍干涉案例

某車型右側(cè)圍總成X向正向偏差，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，主要干涉部位為后端板搭接區(qū)、B柱門檻內(nèi)板搭接區(qū)、后輪罩搭接區(qū)，經(jīng)過對比各干涉零件上測點與側(cè)圍測點的相關(guān)性（圖11），找到D柱下部前偏（圖12），導(dǎo)致與后端板干涉，是側(cè)圍后偏主要原因，并制定了有效措施，解決了問題。

5 結(jié)語

本文從內(nèi)置式主夾具合拼系統(tǒng)的特點、側(cè)圍與下車體匹配的結(jié)構(gòu)以及問題解決過程中積累的經(jīng)驗分析，歸納了引起白車身側(cè)圍總成X向尺寸偏差的原因，提供了解決問題的一些思路和控制方法，見圖13。