鄭州日產(chǎn)P20車架焊接線方案設(shè)計

付琳 王海礁 丁鶴

摘? ?要：車架是汽車整車的重要組成部分，本文通過對車架焊接線工藝方案的介紹，闡述了車架焊接線的一些設(shè)計要點和設(shè)計思路，對今后類似車架焊接線的設(shè)計有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：車架；焊接線；方案設(shè)計

中圖分類號：U466? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1005-2550（2024）03-0092-09

Schematic Design of Welding Production Line for Vehicle Frame of P20 Model on Zhenzhou Nissan Automobile

Abstract： The vehicle frame is the important part of the structure of vehicle，this article introduces the key points and thought of designing by introducing the process plan of welding production line for vehicle frame， and it has certain reference value for the similar design of other welding production lines in the future.

Key Words： vehicle frame; welding production line; scheme design

車架起到支撐連接汽車各零部件的作用，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷，因此，車架應具有足夠的強度和適當?shù)膭偠?。為了提高汽車整車的輕量化水平，要求車架質(zhì)量盡可能小。此外，車架應布置得離地面近一些，以使汽車重心降低，以利于提高汽車的行駛穩(wěn)定性。這一點對于客車和轎車來說尤為重要。

目前國內(nèi)焊裝裝備制造廠商已經(jīng)在逐步開發(fā)多平臺柔性車架焊接成型技術(shù)，在當今各大汽車廠商致力于新車型快速投放市場的大環(huán)境下，鄭州日產(chǎn)啟動了P20車架焊接線項目，通過實施項目，要求實現(xiàn)工作站及線體滿足P20系列車型混線生產(chǎn)，并達成量產(chǎn)時車架總成骨骼精度合格率90%以上。

1? ? 項目概述

為滿足P20車架總成生產(chǎn)需求，需新制焊接工裝及輸送線，主要包含：前車架線、后車架線、車架總成線、縱梁工作站等相關(guān)裝置。滿足P20系列車型：板簧、五連桿、越野、EV、長短車等混線生產(chǎn)。

1.1? ?生產(chǎn)能力

1.2? ?車型條件

1.3? ? 環(huán)境及廠房條件

2? ? 總體方案的制定

2.1? ?項目總體要求

1）項目設(shè)計依據(jù)產(chǎn)品數(shù)模、平面布局及相關(guān)標準進行，參考仕樣書，采用先進的生產(chǎn)工藝性、操作性和維修便利性；

2）項目符合國家有關(guān)規(guī)范、標準和鄭州日產(chǎn)公司相關(guān)標準；

3）所用材料和部件除推薦品牌外均采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)及以上品牌，性能安全可靠，滿足使用要求；

4）工作站及線體滿足P20系列車型混線生產(chǎn)，車型包括板簧、五連桿、越野、EV及以上車型的長短車，合計12個車型的電氣程序及機器人焊接程序調(diào)試示教。

5）進行從ET、PT等階段的精度調(diào)試及精度提升，一直達成量產(chǎn)時車架總成骨骼精度90%以上。

2.2? ? 項目總體布局

本項目含前車架線、后車架線、車架總成線、前后縱梁工作站。

2.3? ?主要設(shè)備清單

2.3.1 車架總成線

2.3.2 前車架線

2.3.3 后車架線

2.3.4 前后縱梁工作站

3? ? 工藝詳細描述

為保證足夠夾緊力，車架總成、縱梁總成、縱梁分拼以及橫梁總成夾具需采用強力縱梁夾緊缸，該夾緊缸的最大夾緊力達到20000N以上，夾緊后可斷氣自鎖。

除PLC控制柜上的觸屏之外，前車架線、后車架線、車架總成線各配置單獨的觸屏，用來選擇車型及相應的焊接程序，線體按照程序自動運行，且具有前后車架線體對比功能，防止存在車型不一致的情況。

3002#、3007#、3012#為機器人焊接工位，上下件采用PICK UP自動輸送，夾具采用變位機驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度翻轉(zhuǎn)，并具備到位鎖死功能，重復精度±0.05mm，翻轉(zhuǎn)360度時間不大于5s。

3014#為人工補焊工位，翻轉(zhuǎn)夾具采用伺服電機驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度翻轉(zhuǎn)，并具備到位鎖死功能，作業(yè)高度適合人工作業(yè)，翻轉(zhuǎn)360度時間不大于5s。

3004#、3009#是為后續(xù)車型拓展預留的工位，具有BASE、定位單元、縱梁夾緊及支撐，人工上件，前車架3004#下線為自動輸送，后車架3009#下線為人工輸送。

3.1? ?前車架線工藝描述

3.1.1 零件構(gòu)成

3.1.2 工位布局

3.1.3 焊縫示意圖

3.1.4 夾具示意圖

3.2? ?后車架線工藝描述

3.2.1 零件構(gòu)成

板簧車型

五連桿車型

3.2.2 工位布局

3.2.3 焊接示意圖

3.2.4 夾具示意圖

3.3? ?車架線工藝描述

3.3.1 零件構(gòu)成

3.3.2 工位布局

3.3.3 焊縫示意圖

3.3.4 夾具示意圖

3.4? ?縱梁工作站工藝描述

縱梁工作站共4套，分別為前縱梁總成左/右，后縱梁總成左/右，工作站采用人工上件、檢查、及補焊作業(yè)，其余由機器人完成，并配備自動下線輸送機構(gòu)，每套夾具配4套伺服反變形單元，采用PLC程序控制反變形單元的升降高度，以便于縱梁焊接變形調(diào)整。上壓機構(gòu)與側(cè)面壓緊單獨控制，需連桿鎖死機構(gòu)，工作站配備觸屏及操作按鈕盤。

3.4.1 零件構(gòu)成

3.4.2? 工位布局

3.4.3 動作描述

1）操作者人工將縱梁內(nèi)外板分總成放置到夾具上；

2）操作者將工件裝好后，離開光柵干涉區(qū)，按操作按鈕盤加緊工件，卷簾門關(guān)閉；

3）機器人自動焊接；

4）焊接完成后，工件通過自動輸送機構(gòu)，輸送至工作站外；

5）另一操作者使用手工吊具，將工件吊至補焊臺，手工焊接；手工焊機及吊具不在項目范圍內(nèi)；

6）縱梁總成通過小車轉(zhuǎn)運至前/后車架線進行上件；

3.4.4 焊縫示意圖

3.4.5 夾具示意圖

4? ? 電氣技術(shù)描述

4.1? ?電控系統(tǒng)概覽

電控箱規(guī)劃原則：

電氣箱：每個工位1個；

安全鎖箱：每個安全門1個；

光柵箱：每個光柵1個；

4.1.1 車架區(qū)

4.1.2 縱梁工作站

4.2? ?網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架

4.3? ?電控系統(tǒng)概覽

5? ? 結(jié)論

通過P20車架焊接自動化線的開發(fā)，我們可以認識到在機器人自動化生產(chǎn)線中要實現(xiàn)多品種隨機混流生產(chǎn)，確定合理可行的工藝方案是關(guān)鍵。

以上介紹的車架焊接線方案，我公司都有把握順利實現(xiàn)，達到產(chǎn)品工藝要求，并有能力解決調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的各種問題。在今后的車架焊接自動化項目中可以采用和借鑒。

本項目對車架焊接自動線所進行的探索和取得的經(jīng)驗，對今后設(shè)備使用商拓展產(chǎn)品車型系列進行快速、低風險的設(shè)備投入起到良好的示范作用，在汽車車架焊裝混流線領(lǐng)域有很好的推廣價值。

參考文獻：

[1]陳家瑞. 汽車構(gòu)造.機械工業(yè)出版社. 2014.

[2]張明文. 工業(yè)機器人知識要點解析. 哈工大出版社.2020.

[3]楊寶利.車身結(jié)構(gòu)設(shè)計指南. 機械工業(yè)出版社. 2011.

[4]林瑩，厲耀希. 汽車制造工藝及設(shè)備. 機械工業(yè)出版社. 2015.

[5]李桐林，趙繼壽. 科學出版社. 2014.