淺析車門螺旋折邊膠涂膠質(zhì)量穩(wěn)定性提升

摘 要：折邊膠作為汽車門蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)化與密封防腐的核心工藝，其質(zhì)量穩(wěn)定性是行業(yè)改進(jìn)重點(diǎn)。文章基于現(xiàn)狀調(diào)查重點(diǎn)分析了影響車門折邊膠涂膠質(zhì)量穩(wěn)定性的過程因素，通過改進(jìn)零件定位，優(yōu)化涂膠參數(shù)，建立軌跡調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)等一系列措施，有效減少了生產(chǎn)過程涂膠狀態(tài)的波動(dòng)，改善了涂膠質(zhì)量穩(wěn)定性與過程質(zhì)量合格率，提升了折邊膠的防腐性能。

關(guān)鍵詞：螺旋折邊膠 涂膠質(zhì)量穩(wěn)定性 工裝限位

折邊膠作為門蓋折邊部位的重要粘接工藝，除了增強(qiáng)板件結(jié)構(gòu)外，更重要的是起密封防腐作用，因此需要穩(wěn)定可靠的質(zhì)量保障。而如何提升和保證涂膠過程的質(zhì)量穩(wěn)定性，一直是各主機(jī)廠持續(xù)改進(jìn)的課題。近年來，隨著汽車行業(yè)技術(shù)的不斷迭代發(fā)展，一些頭部主機(jī)廠已經(jīng)在車門折邊膠上使用視覺引導(dǎo)涂膠，激光輔助定位涂膠等智能化成形工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，更能精準(zhǔn)控制涂膠軌跡，保證涂膠質(zhì)量的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)工藝中，螺旋涂膠憑借膠量均勻，防腐效果好成為傳統(tǒng)主流的成形工藝，國內(nèi)較多主機(jī)廠均在使用。但其途徑依賴固定軌跡，過程穩(wěn)定性較難控制[1]。為此，某質(zhì)量攻關(guān)小組針對(duì)車門螺旋涂膠穩(wěn)定性問題開展了調(diào)查分析與相關(guān)驗(yàn)證，提出了改善這一問題的有效措施。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

2024年11月Ⅰ產(chǎn)線A車型折邊膠過程質(zhì)量合格率89.6%，低于同產(chǎn)線B車型的93.1%和Ⅱ產(chǎn)線C車型的95.4%，與指標(biāo)95%差距較大。調(diào)查小組統(tǒng)計(jì)A車型9-11月車門折邊膠合格率（圖1），發(fā)現(xiàn)單件門蓋合格率波動(dòng)不穩(wěn)，左前門、尾門最明顯。追溯記錄，這兩門折邊膠質(zhì)量調(diào)試頻次占比57.1%，缺陷多為折邊距大，螺紋成形紊亂等重復(fù)問題。可見，A車型左前門，尾門折邊膠涂膠狀態(tài)不穩(wěn)定，導(dǎo)致過程質(zhì)量難以控制，合格率低下，且存在防腐失效風(fēng)險(xiǎn)，問題亟待攻關(guān)解決。

2 問題原因分析

基于車門螺旋涂膠工藝流程，使用魚骨圖分析涂膠穩(wěn)定性差的主要原因，總計(jì)分析得出9個(gè)末端因素，如下圖2。

通過對(duì)這9個(gè)末端因素的調(diào)查及現(xiàn)場檢查，調(diào)查小組進(jìn)行討論研究，逐一確定各末端因素是否為引起涂膠質(zhì)量不穩(wěn)定的要因。

2.1 裝件未下沉到位

為確認(rèn)左前門，尾門外板裝件后是否下沉到位，調(diào)查小組分別對(duì)A、B班次生產(chǎn)過程抽檢5件，共10件。抽檢前同步檢查尼龍墊塊是否存在磨損。經(jīng)檢查，兩門工裝臺(tái)尼龍墊塊均無磨損。左前門裝件后外板與墊塊均貼合無離空，重復(fù)性與再現(xiàn)性O(shè)K；尾門裝件翻轉(zhuǎn)后，外板與墊塊局部有未貼合離空問題，重復(fù)性NOK。因此對(duì)裝件未下沉到位確認(rèn)，左前門為非要因，尾門是要因。

2.2 裝件位置差異與零件定位不足

為確認(rèn)裝件位置偏差引發(fā)的定位波動(dòng)，調(diào)查小組對(duì)左前門外板和尾門裝件做重復(fù)性驗(yàn)證。生產(chǎn)時(shí)，同一員工裝件，以左前門外板工裝限位為測(cè)點(diǎn)，連續(xù)測(cè)10件外板折邊到限位間隙值（貼合時(shí)間隙為0）并評(píng)估穩(wěn)定性，尾門在翻轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)量，方法同左前門。由表1的驗(yàn)證數(shù)據(jù)表明，左前門3/6/7/8限位裝件位置穩(wěn)定，1限位間隙大，5位置波動(dòng)明顯，零件位置穩(wěn)定率50%，因同一限位位置一致性差，影響整體定位，故裝件位置差異是要因。尾門左右3/6限位位置穩(wěn)定，上下1/2/4/5位置波動(dòng)，4限位最嚴(yán)重，穩(wěn)定率僅33.3%。檢查發(fā)現(xiàn)，外板中部僅用限位桿，無法約束上下定位，且缺零件支撐，翻轉(zhuǎn)易回彈下沉，所以尾門外板定位能力不足是要因。

2.3 工裝限位不穩(wěn)定

小組對(duì)A車型五門一蓋的涂膠臺(tái)工裝限位穩(wěn)定性情況開展過程檢查，檢查方法：分別對(duì)裝件前后各限位施加輕微力度，檢測(cè)其是否存在晃動(dòng)，并抽檢C車型門蓋工裝限位做比較。經(jīng)檢查，以拔插機(jī)構(gòu)方式切換的工裝限位裝件后，尾門100%，左前門37.5%有晃動(dòng)缺陷，與其余四門相比，工裝限位穩(wěn)定性差；而不裝件時(shí)則100%可晃動(dòng)，過程檢查主要為無有效鎖緊引起。對(duì)比之下，C車型采用的導(dǎo)向氣缸工裝限位則明顯穩(wěn)定。因此，拔插機(jī)構(gòu)的工裝限位不穩(wěn)定是要因。

2.4 溫控不足或失效

為確認(rèn)生產(chǎn)過程自動(dòng)涂膠設(shè)備的加熱系統(tǒng)是否正常、溫控的有效，小組對(duì)左前門，尾門涂膠系統(tǒng)的加熱單元進(jìn)行檢查確認(rèn)，如表2所示。

由檢查結(jié)果可知，左前門，尾門涂膠加熱系統(tǒng)的各項(xiàng)加熱單元溫控正常。因此，涂膠加熱系統(tǒng)的溫控不足或失效是非要因。

2.5 膠嘴清理頻次不足

膠嘴出膠不順暢，會(huì)直接影響螺旋涂膠成形狀態(tài)，嚴(yán)重則位置會(huì)變異[2]。主要原因?yàn)槟z嘴口位置殘膠未及時(shí)清理。對(duì)此，調(diào)查小組對(duì)左前門，尾門區(qū)域開班及生產(chǎn)過程膠嘴的清理情況進(jìn)行調(diào)查。經(jīng)檢查，膠嘴清理頻次為2次/班，高于PCP控制計(jì)劃要求。因此膠嘴清理頻次不足是非要因。

2.6 膠嘴套筒安裝位置差異

為確認(rèn)套筒重裝位置差異對(duì)涂膠成形狀態(tài)的影響，調(diào)查小組對(duì)比檢查：拆卸前示教機(jī)器人涂膠并標(biāo)記套筒位置，重裝時(shí)位置輕微錯(cuò)開再涂膠，對(duì)比不同位置涂膠狀態(tài)。驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)未按標(biāo)記拆裝，涂膠狀態(tài)紊亂，未呈致密螺旋形。故套筒安裝位置差異影響涂膠，是要因。

2.7 涂膠軌跡不合理

機(jī)器人涂膠軌跡是影響涂膠位置和螺旋涂膠成形的關(guān)鍵控制項(xiàng)[3]。衡量其是否合理，需根據(jù)涂膠角度、高度及軌跡點(diǎn)間距三方面。調(diào)查小組檢查A車型左前門和尾門涂膠程序軌跡點(diǎn)姿態(tài)，發(fā)現(xiàn)涂膠角度70°～80°、高度10～50mm、軌跡點(diǎn)間距100～400mm，范圍寬無控制，一致性差。膠嘴高低、軌跡點(diǎn)間距長度、涂膠角度垂直或傾斜，都會(huì)影響涂膠效果。綜上，涂膠軌跡不合理是要因。

2.8 涂膠參數(shù)不合理

良好的螺旋折邊膠成形質(zhì)量依賴涂膠參數(shù)精準(zhǔn)控制，關(guān)鍵參數(shù)[4]包括涂膠設(shè)備的預(yù)壓力，膠量流量，及涂膠程序的涂膠速度，CNT，吹氣量，膠流量和比例因子。調(diào)查小組在檢查A車型左前門，尾門涂膠設(shè)備及涂膠程序參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)同一門邊直線段涂膠，其涂膠速度，CNT值不一致；同一門蓋涂膠狀態(tài)相同處，其吹氣量，膠流量，比例因子存在差異。具體影響表現(xiàn)為：涂膠速度過慢導(dǎo)致螺旋過密、溢膠，過快則成形不良、膠量不足；CNT值過小造成軌跡點(diǎn)減速明顯，局部膠量堆積；吹氣量過大易吹散膠體，過小則膠體堆積；膠流量過小導(dǎo)致膠體細(xì)薄易散，過大則膠厚溢膠；比例因子作為膠量二次調(diào)節(jié)，設(shè)定過高或過低分別引發(fā)溢膠或膠體薄弱；預(yù)壓力不足使起點(diǎn)膠體堆積，過大則膠體分散。因此，涂膠參數(shù)不合理是要因。

3 問題對(duì)策與實(shí)施

3.1 改進(jìn)涂膠臺(tái)中部定位結(jié)構(gòu)

取消尾門原限位桿式定位機(jī)構(gòu)，以外板中部兩處特征圓孔作為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)銷式定位結(jié)構(gòu)，安裝后按≤0.5mm標(biāo)準(zhǔn)適配工裝限位間隙。銷式定位機(jī)構(gòu)有效約束了翻轉(zhuǎn)后外板零件的X，Y向位置，上下方向限位重復(fù)性驗(yàn)證位置穩(wěn)定性改善95%。

3.2 增加鎖緊裝置

拔插機(jī)構(gòu)切換工裝增加球頭柱塞部件，利用其彈簧彈力與球頭滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)工裝限位的定位鎖緊，同時(shí)，限位與外板間隙按標(biāo)準(zhǔn)調(diào)合。安裝后明顯有效提升了拔插機(jī)構(gòu)切換工裝限位的穩(wěn)定性，裝件前后限位均未晃動(dòng)。

3.3 統(tǒng)一裝件位置

四門以前部下角，發(fā)蓋以左下角緊靠限位裝件。因限位與外板間隙標(biāo)準(zhǔn)≤0.5mm，單向存在最大1mm位置偏差，統(tǒng)一裝件位置可有效減少理論偏差影響。

3.4 統(tǒng)一膠嘴拆裝方法

按安裝前后擰緊位置一致的標(biāo)記法拆裝膠嘴套筒，經(jīng)檢驗(yàn)，其重復(fù)性與再現(xiàn)性均有效，實(shí)施后有效提升了膠嘴清理與更換后的出膠狀態(tài)穩(wěn)定性。

3.5 統(tǒng)一軌跡調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，重新適配涂膠參數(shù)

由于螺旋涂膠是一個(gè)復(fù)雜的非線性耦合過程，涂膠設(shè)備、軌跡、參數(shù)、定位等因素均對(duì)涂膠狀態(tài)產(chǎn)生影響。對(duì)于本次試驗(yàn)，小組按以下策略開展涂膠試驗(yàn)：軌跡參數(shù)依據(jù)實(shí)況合理選取，即涂膠高度20mm，軌跡點(diǎn)間距150～200mm，直線段CNT設(shè)定100，膠流量5.0mm，比例因子默認(rèn)1，預(yù)壓力按實(shí)際調(diào)試并垂直涂膠；涂膠參數(shù)選取影響程度強(qiáng)烈的膠量流量，涂膠速度，吹氣量三個(gè)因子，測(cè)試水平結(jié)合實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)按階梯選取，即膠量流量1.5/2.0/2.5cmm/s，吹氣量800/1000/1200，涂膠速度300/400/500mm/sec；在主要特征的水平面直線段試驗(yàn)，膠寬為防腐效果較好的10mm；設(shè)備，零件等其余因素變量控制一致。小組以此開展一般全因子試驗(yàn)，共27組試驗(yàn)，每組涂膠3次，擇優(yōu)測(cè)量。

由試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比可知，對(duì)于寬度10mm的螺旋折邊膠，理想的參數(shù)組合為：膠量流量2.0 cmm/s，涂膠速度400mm/sec，吹氣量1000。按此方法，小組對(duì)工藝標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的其他整值進(jìn)行在該軌跡下的理想?yún)?shù)組合測(cè)驗(yàn)，并對(duì)A車型門蓋涂膠軌跡參數(shù)重新調(diào)試。同時(shí)，建立螺旋涂膠參數(shù)規(guī)范與軌跡調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)，為新車型導(dǎo)入調(diào)試，量產(chǎn)車型質(zhì)量維穩(wěn)提供了有力保障。

各項(xiàng)措施實(shí)施后，A車型左前門，尾門的折邊膠過程質(zhì)量合格率從12-3W開始穩(wěn)步提升，如圖4所示，不再反復(fù)波動(dòng)。通過過程的持續(xù)改善，小組逐步將其合格率提升到了達(dá)標(biāo)水平。

4 結(jié)語

研究針對(duì)車門螺旋折邊膠涂膠質(zhì)量波動(dòng)問題，通過魚骨圖分析識(shí)別工裝限位不穩(wěn)、軌跡與參數(shù)不合理等7項(xiàng)主因，構(gòu)建“定位-軌跡-參數(shù)”協(xié)同優(yōu)化體系。實(shí)施工裝鎖緊機(jī)構(gòu)強(qiáng)化、銷式定位升級(jí)、涂膠參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化改進(jìn)，并建立SOS/STS/TPM長效管控機(jī)制。改進(jìn)后，A車型左前門及尾門涂膠合格率由90.2%提升至95%以上，防腐性能與生產(chǎn)效率同步改善。理論上揭示了工藝穩(wěn)定性影響因素，實(shí)踐中形成可復(fù)用的工藝優(yōu)化方案，為企業(yè)降本增效提供技術(shù)支撐。但研究存在單車型驗(yàn)證局限性與工裝改造成本較高問題，智能化技術(shù)應(yīng)用尚未深入。未來需拓展多車型驗(yàn)證，開發(fā)低成本工裝改造方案，并融合視覺引導(dǎo)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制。研究通過系統(tǒng)化工藝改進(jìn)提升質(zhì)量穩(wěn)定性，為汽車制造精細(xì)化提供參考，智能技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系的深度整合將推動(dòng)涂膠工藝創(chuàng)新發(fā)展。

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