焊接生產線零部件匹配及匹配方案研究

劉振京 張宏君

摘 要：本文主要討論為解決影響焊接質量及自動化焊接的零部件搭接間隙大（干涉）問題，通過解決長城某款車型間隙及尺寸問題的具體事例，嘗試的一種焊接零部件匹配解決方案及流程。

關鍵詞：匹配；間隙；自動化；變形

在現在汽車工業中，汽車懸架是重要部件之一，對汽車行駛的平順性、經濟性、通過性、燃油經濟性等多種使用性能有很大影響，汽車懸架最主要的過程工藝是焊接；在懸架焊接行業中，均采用了大量的自動化設備，在提高了生產線自動化程度、降低人力強度的同時，對焊接搭接間隙有很嚴格的要求，在汽車行業中，對整車車身精度綜合匹配（MB）及樣板拼車（DT）的研究較多，匹配方案及流程較成熟；對底盤懸架焊接類研究較少，沒有規范的匹配流程及方案，由于整車車身與底盤懸架結構差異，在整車車身精度匹配的研究方案及流程很難在底盤懸架上全部實施。本文通過解決長城某款汽車底盤生產線某個焊接間隙及尺寸問題點時，探討一種焊接零部件匹配方案及流程。

問題描述：長城某款車型懸架焊接線，減振器連接板與縱臂及螺旋簧間隙大，影響焊接機器人自動化焊接，焊接后減振器連接板安裝尺寸不合格，焊接前對各零部件尺寸測量，零部件尺寸均符合產品要求。

1 過程調查分析

減振器連接板焊接間隙分析：

隨機抽取5套減震器連接板，依據原設計數模，采用三坐標設備（CMM）掃描測量，保證制件合格后，在焊接夾具上進行試裝，根據不同的試裝方式，測量的結果不同，通過對不同搭配方式數據分析，篩選影響減振器連接板匹配的重要因素，具體如下：采用一套與減振器連接板搭配的縱臂分總成，試裝5套減震器連接板，裝件后，通過目測判定減振器連接板與搭接工件均存在干涉，裝件不能到位，使用間隙尺測量搭接間隙， 采用一套減振器連接板搭配5套縱臂分總成進行試裝，裝配完成后，使用間隙尺測量搭接間隙 根據上面兩組數據分析，當更換不同的搭配方式時，搭接間隙出現不同的變化，結合焊接夾具、檢測方式，判定影響減振器連接板匹配的主要因素有：減振器連接板本身尺寸的一致性；減振器連接板單件檢測方式；縱臂分總成狀態的一致性；焊接夾具的穩定性及定位的可靠性。焊接過程中的熱變形及冷變形，根據分析的影響匹配的主要因素，制定匹配方案。

1.1 制定檢測規范

針對減振器連接板，制定規范的檢測標準，采用三坐標設備（CMM），檢測方法如下：①檢測時，以兩側面的孔中心的連線軸作為第一基準；②以減振器連接板底面作為第二基準；③邊線取點方法是，直邊方面，短邊至少取3個檢測點，長邊至少取5個檢測點；圓弧邊至少取5個檢測點。

1.2 封樣縱臂分總成

為消除因縱臂分總成狀態變化對匹配數據的影響，在焊接生產線上隨機抽取一套縱臂分總成，進行封樣。

1.3 規范焊接夾具

對于焊接定位夾具，很多情況下，必須考慮過定位（即n-2-1定位原則），才能保證夾具定位的穩定性及可靠性，排查減振器連接板焊接夾具的定位效果，對影響定位效果的機構進行改進完善，夾具改進完成后，采用三坐標設備（（CMM））對焊接減振器連接板的夾具進行定位坐標測量，對數據進行固化，制定夾具校準標準，定期校準確認，保證定位位置的可靠性。

1.4 規范減振器連接板

隨機抽取一套減振器連接板，使用封樣的縱臂分總成進行試裝，裝配過程中對搭接干涉部位進行打磨，根據減振器連接板尺寸型面±0.7mm公差要求，保證修磨后的減振器連接板各有效搭接間隙在±0.7mm（產品設計要求）左右，記錄各部位打磨數據及間隙數據。

根據記錄的的實際數據，調整減振器連接板落料模具，調整完成后，生產5套樣件，樣件按檢測規范進行檢測，檢測合格后進行試裝，試裝時，采用縱臂分總成封樣進行驗證，直至搭接間隙滿足焊接機器人自動化焊接要求。

1.5 規范標準數模及圖紙

對匹配完成的減振器連接板，采用三坐標設備掃描，根據掃描結果及匹配過程中記錄的改進數據，對原設計數模及圖紙進行變更，保存最終標準數據。

2 方案總結及規范

通過對減振器連接板的匹配過程，總結一種底盤懸架匹配的流程方案，提高匹配效率，節省匹配成本。

2.1 匹配的總體原則

針對底盤懸架焊接線開發過程中，由于焊接變形，產品設計間隙大，焊接過程中搭接件干涉、焊接間隙大，不能滿足焊接要求，或個別零部件由于設計原因，尺寸保證困難時，開始對搭接件進行匹配，匹配時，應選取變更周期短、變更費用低的零件；應將狀態穩定的大件進行固化，以此為基準，匹配小件。

2.2 匹配的流程

將整個匹配過程總結為9部分，具體為：①確認匹配的零部件；②制定規范的零部件檢測標準；③對匹配關聯的零部件及分總成進行固化、封樣；④排查焊接夾具的定位效果，保證焊接夾具定位的可靠性；⑤采用三坐標對焊接夾具的定位位置固化，保證夾具的一致性；⑥提樣5套，試裝，記錄數據；⑦根據實際試裝效果，更改模具；⑧提樣5套，再次試裝，記錄數據直至搭接效果及尺寸要求滿足需求；⑨對匹配完成后的數模及圖紙進行標準化。

3 研究總結與展望

在底盤焊接生產線調試過程中，由于各種原因，需要進行匹配的情況非常多，本題通過挑選底盤懸架焊接中的減振器連接板匹配方案，總結在匹配過程中解決的各種問題，嘗試將匹配過程整理成一種較為理想的匹配方案，將匹配過程梳理成10個匹配階段，規范各階段的工作內容，在匹配其它零部件時，能夠快速有效的完成匹配，提高效率，縮短過程開發時間。

參考文獻：

[1]曹俊.單俊.整車匹配中在線質量工裝定位選取技術[J].CN12-1411/U，2010（2）：36-37.

[2]戴竟.車身進度綜合匹配和樣板拼車的建立[J] .CN22-1187/U，2014（4）：21-28.

作者簡介：劉振京，男，長城汽車股份有限公司技術中心。