汽車前軸焊接柔性生產(chǎn)線工藝設(shè)計與研究

趙佳萌 梁增提 蒙萬才 黃絲雪 鄭志明 曾慶文

摘 要：為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，重新設(shè)計了汽車前軸焊接柔性生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝。通過設(shè)置2臺點焊站和2臺弧焊站完成焊接工藝，設(shè)計了每個焊接站焊點的位置和焊縫的長度，并計算出了每個焊接站的生產(chǎn)節(jié)拍，進一步設(shè)計了整個生產(chǎn)線的布局和工作流程。

關(guān)鍵詞：焊接工作站;生產(chǎn)節(jié)拍;生產(chǎn)布局

根據(jù)目前汽車制造行業(yè)的發(fā)展趨勢，產(chǎn)品創(chuàng)新化、個性化和多樣化是必然的趨勢，因此產(chǎn)品品種、質(zhì)量、成本及新產(chǎn)品上市速度、企業(yè)工作效率等多個指標影響著企業(yè)競爭力，決定了產(chǎn)品的更新速度。生產(chǎn)線能夠與產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率保持一致，能夠滿足生產(chǎn)不同產(chǎn)品的需求，變得尤為重要。

1 工藝總體要求

生產(chǎn)線需要將左、右支架焊合件（如圖1（a）所示）、橫梁（如圖1（b）所示）、封板（如圖1（c）所示）和轉(zhuǎn)向器支架焊合件（如圖1（d）所示）焊接成如圖2所示的成品工件。為了保證成品工件的精度，左、右支架焊合件與橫梁的外焊接面、封板與橫梁的焊接面采用點焊工藝，轉(zhuǎn)向器支架焊合件與橫梁的焊接面、左、右支架焊合件與橫梁的內(nèi)焊接面采用弧焊工藝。因此，需要設(shè)置2臺點焊站和2臺弧焊站完成焊接工藝。

2 焊接工藝流程設(shè)計

首先1號點焊工作站焊接夾具處于松開狀態(tài)，通過人工將左右兩個支架焊合件，放置到焊接夾具卡槽里，然后通過機器手把橫梁焊接件放到左右支架上方，放置好后夾具夾緊。根據(jù)提前編好的焊接點位程序，點焊機器人將逐個完成點焊工作。1號點焊站需要完成41個焊點的焊接，焊點位置和焊接完成后的效果圖如圖3所示。

根據(jù)焊點數(shù)、取件裝夾時間、焊槍移動時間等參數(shù)計算出1號點焊站的生產(chǎn)節(jié)拍為102JPH，如表1所示。

1號點焊工作站將焊點焊接完畢之后，松開焊接夾具，抓取機器人將焊好的工件從1號點焊工作站里面取出來，抓取機器人移動到2號點焊工作站處，此時2號點焊工作站夾具處于松開狀態(tài)，將工件放置到焊接夾具上，抓取機器手移出2號點焊工作站，機器手夾具旋轉(zhuǎn)180°，使夾具切換到抓取橫梁封板狀態(tài)，機器人抓取橫梁封板后，將橫梁封板放置到橫梁上，放置好位置，2號點焊工作站夾具夾緊。根據(jù)提前編好的焊接點位程序，點焊機器人將逐個完成點焊工作。2號點焊工作站需完成38個焊點的焊接，焊點位置和焊接完成后的效果圖如圖4所示。

根據(jù)焊點數(shù)、取件裝夾時間、焊槍移動時間等參數(shù)計算出2號點焊站的生產(chǎn)節(jié)拍為43JPH，如表2所示。

點焊完畢，夾具松開，抓取機器人將工件從2號點焊工作站取出來后，將工件翻轉(zhuǎn)180°。然后抓取機器人移動到1號弧焊工作站位置。此時1號弧焊工作站工件裝夾位處于待裝夾狀態(tài)，夾具處于松開狀態(tài)，抓取機器人將工件放置到夾具上，放置到位后，夾具夾緊，弧焊機器人根據(jù)提前編程好的焊接路徑，弧焊機器人焊槍將沿設(shè)定好的軌跡完成焊接。1號弧焊站需要完成左右兩邊共400mm焊縫的焊接，焊縫位置和焊接完成后的效果圖如圖5所示。

根據(jù)焊縫長度、焊接速度、拆卸裝夾時間、翻轉(zhuǎn)時間等參數(shù)計算出1號弧焊站的生產(chǎn)節(jié)拍為72JPH，如表3所示。

1號弧焊工作站焊接完畢之后，抓取機器人將焊件取出來，行走機器人移動到2號弧焊工作站處，夾具松開，將焊件放置到位后，轉(zhuǎn)向器支架夾具夾緊，固定好左右兩個轉(zhuǎn)向器支架，弧焊機器人根據(jù)提前編程好的焊接路徑，弧焊機器人焊槍將沿設(shè)定好的軌跡完成焊接。焊接完成后，夾具松開，抓取機器人將工件取出。2號弧焊站需要完成左右兩邊共180mm焊縫的焊接，焊縫位置和焊接完成后的效果圖如圖6所示。

根據(jù)焊縫長度、焊接速度、拆卸裝夾時間、翻轉(zhuǎn)時間等參數(shù)計算出2號弧焊站的生產(chǎn)節(jié)拍為124JPH，如表4所示。

3 生產(chǎn)布局和工作流程設(shè)計

生產(chǎn)線的布局如圖7所示。前述焊接工藝由4個焊接工作站完成，除此之外還設(shè)計了智能料倉主要完成工件的搬運、存放和檢測等輔助工作。生產(chǎn)線的工作流程如圖8所示。

參考文獻：

[1]趙佳萌.西門子變頻器的檢測電機數(shù)據(jù)功能在電機故障診斷中的應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2019（04）：75-76.

基金項目：2018年廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項目“汽車底盤零部件柔性生產(chǎn)線改造平臺的研發(fā)（2018KY1203）”項目資助

作者簡介：趙佳萌（1985—），女，云南騰沖人，碩士，柳州城市職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：電氣自動化技術(shù)、信號分析及處理。