微車車身焊裝線開發探析

摘要：文章介紹了微車車身焊裝線開發中通過建立標準化的工藝規范、采用新型輸送設備、使用自動焊裝置及工裝夾具模塊化設計等主要事項，可以極大地壓縮車身焊裝線的開發周期，同時能夠提高產品質量、降低勞動強度、節約開發成本及運行成本，提高產品的競爭力。

關鍵詞：微車；車身焊裝線；工藝規范；新型輸送設備；自動焊裝置；工裝夾具模塊化設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：TB492 文章編號：1009-2374（2015）13-0009-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.005

近兩年微車的銷量正在向五菱、長安、北汽威旺等幾大品牌聚集，在汽車下鄉期間紛紛涌入的其他各大車企的微車正在被邊緣化，說明這幾大品牌的產品在消費者中已經形成了口碑效應。各大車企為了能夠保持或者擴大市場占有率，需要更快地推出新品及升級換代產品來滿足市場的需求。

微車經過這么多年的發展在底盤、動力等系統已經逐漸成熟，為了吸引客戶的目光各廠商紛紛將焦點集中到車身上來做文章，為了能快速推出新品，車身制造成了新產品開發項目中的關鍵因素，直接決定了新產品的質量及項目的進度是否能滿足要求等。

為了保證快速地建立車身焊裝生產線、保證車身質量及降低制造成本，形成批量化制造的優勢，開發建立了標準化的工藝規范、輸送設備、自動焊接裝置、工裝夾具模塊化等技術。

1 標準化的工藝規范

圖1 標準化的主線工藝流程

建立了車身車間整體工藝布局規劃以及具體的車身焊裝生產線的布局規劃（LAYOUT）、工藝清單（BOP）、設備清單（BOE）等流程規范及標準。根據上汽通用五菱汽車股份有限公司微型車的焊裝生產工藝主要為手工焊接的現狀，在工藝設計時，著重考慮人機工程，涉及人機工程的相關內容涵蓋焊接滑移系統、焊接設備、產品結構、工裝設計、工藝鋼結構、吊具等與焊接作業相關的內容。工藝的開發還需要注意線平衡，線平衡的約束主要來自產品結構不合理，解決生產線對共線生產的約束（工位數不足、專有拼臺）和工藝劃分不合理的問題。目前，相關標準和流程（如圖1所示）已經應用到五菱榮光S焊裝生產線和新五菱之光焊裝生產線的開發，極大地提高了開發效率和開發質量。

2 開發新的輸送轉接裝置

這種轉接方式可以減少工廠空間場地，且自動運行，并具有可靠性高、故障率低、維護方便等優勢。輸送轉接方法具體如下：利用兩個小車實現不同工段的生產線的交匯接車，然后通過轉接工位的舉升托架實現轉接。轉接小車使用電機驅動，齒輪齒條傳動，使其在兩個拼臺間往復運動。一個轉接小車在一個工段的最后工位和轉接工位間往復運動，另外一個轉接小車在轉接工位和另一個工段的第一個工位間往復運動。

舉升托架采用汽缸驅動實現升降，剪刀叉結構保持平衡，設計下降到位緩沖機構從而減小機械碰撞力及噪聲，從而實現操作方便、舉升平衡、低噪音的目的。

下車體至總拼工位采用該轉接方法，充分利用輸送線拉動氣缸上空的空間，實現了空間的立體利用，在縮短了10米轉接區域長度的同時，將生產線的工位利用率從傳統方案的87%提高至100%。該新型生產線輸送轉接方法使得微車車身焊裝生產線開發節省場地空間的同時也降低了拼臺成本投入。

3 自動焊接裝置的開發

這種自動焊采用伺服電機驅動滾珠絲杠的運動，將點焊變壓器集成在整個滑移機構上，讓變壓器變成隨同焊鉗一起運動的從動部件。這樣使得變壓器和軟電纜實現了相對靜止，軟電纜不再需要根據焊鉗的行程來選擇較大的長度；而在焊接動作中，軟電纜僅以小弧度向同一方向擺動，相對位移量很小，對軟電纜的傷害就會大大減小，且不會被反復彎折，使用壽命明顯提高。所有水氣管及二次電纜、控制線等都可以用拖鏈的方式進行軌跡控制，避免了雜亂的水氣管路布置與其他設備的干涉，大大減小整個系統的故障發生率。縮短變壓器與焊接位置的距離，使得整個焊接過程中能量損耗減小，可以使用功率更小的變壓器（從原來的150kVA降到75kVA），節約能源、提高焊點質量；整個機構，取消了大部分轉接銅板，節約材料、簡化設計、消減安全隱患、更有效地利用空間。

在控制方面，進一步完善了起止位行程開關加原點復位傳感器相結合的多點采樣反饋系統，使得整個運動單元無論在哪個位置突然停止（斷電或急停），都能自動實現復位和重啟。

該裝置在X軸、Y軸兩向可以實現焊接不同車型的焊點，可以解決多車型共線生產的要求。

如圖2所示，該自動焊裝置已經成功的應用到五菱榮光S和新五菱之光車身焊裝生產線中，極大地改善了人機工程，也提高了焊接質量、降低了人工成本及節約了能源。

圖2 自動焊接裝置

4 工裝夾具模塊化

將白車身各大關鍵總成件的定位機構模塊化設計，使得焊裝線的設計變得簡便，從原來的每次新車型開發都要重新設計變成只需要調用相應的定位單元進行適當的排列、組合，再根據具體的產品進行簡單的修改即可。在不斷的設計、使用和優化過程中，我們形成了車架主定位單元、前輪罩定位單元、前隔板定位單元、頂蓋前后橫梁等車身主要零件的定位裝置，具體如圖3所示：

圖3 定位機構模塊化的定位裝置

4.1 車架主定位單元

該單元可以實現X向、Z向不一致的車架定位，滿足同平臺不同系列車型的共線生產需要。

4.2 前輪罩定位單元

前輪罩的尺寸影響著整車的懸掛系統，定位不準可能導致車輛跑偏等問題。將該定位單元模塊化后，在設計時只需要根據不同車型的要求適當修改即可，可以大大縮短設計周期，也能保證產品定位的尺寸要求。

4.3 前隔板定位單元

在設計時將定位單元及夾緊單元模塊化設計，在新產品設計階段提出制造要求（MR），要求產品做到定位孔位在同一系列車型中的一致性，從而確保定位單元能夠柔性化生產同一系列的車型，同時將定位單元各部件做成模塊化，在不同系列車型中也只需進行部分參數修改即可完成設計，縮短了設計周期。

4.4 頂蓋前后橫梁定位單元

將頂蓋前后橫梁的擺臂機構做成模塊化，在不同車型的定位單元設計時擺臂機構可以通用，同時根據使用過程中出現的各種問題來不斷優化，在新車型設計時只需將擺臂上的定位及夾緊部分根據各種產品進行設計即可，避免了在新設計時重新分析擺臂機構的結構，減少了因分析不足造成的各種缺陷。

5 結語

通過建立標準化的車身開發工藝流程，將工裝設備標準化、模塊化以及大量使用自動化裝置、使用新形式的白車身輸送轉接方式等，已經建立了微車車身焊裝線開發的標準流程，按照這種流程可以大大縮短車身線的開發周期，同時能夠提高車身的質量、降低工人的勞動強度，節約人工成本及生產運行成本，將極大地提高公司產品在領域內的競爭力。

參考文獻

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作者簡介：陳周生（1984-），男，上汽通用五菱汽車股份有限公司工程師，研究方向：車身制造。

（責任編輯：周 瓊）