汽車制造中柔性焊接與裝配技術的研究

王海濤

摘 要： 汽車工業的快速發展使汽車產品的更新換代周期大大縮短，汽車產品的生產加工過程也變得更加靈活。從現階段汽車焊接的實際情況和特點出發，說明了汽車柔性焊接技術的主要優勢和關鍵技術結構，分析了汽車裝配工藝的技術特點和研究方向，強調了柔性焊接技術及高效裝配技術的應用必要性。

關鍵詞： 汽車制造;柔性焊接;裝配技術

中圖分類號： U466? ? ? ? ?文獻標識碼： A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.021

0 引言

盡管我國的汽車工業起步較晚，但是近年來汽車業整體的技術水平發展較快，隨著眾多國際品牌在我國建立合資企業，有效引領了我國汽車技術的發展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已成為家家戶戶不可缺少的交通工具，據統計，在2020年，我國的汽車保有量極可能超過2億輛。汽車需求量的增長也為汽車市場帶來了新的變化，現階段的汽車生產廠商都面臨著車輛更新換代快、小批量生產增多、生產線建設周期縮短、多種車型同時生產的特點，這需要生產工作具備更強的靈活性。隨著汽車生產的高速智能化，在生產、加工、裝配的各個環節都實現了高度的機器人作業，這為汽車加工過程的靈活調整奠定了基礎。汽車柔性焊接制造技術是在自動化汽車生產中誕生的新技術，有利于滿足汽車企業產品制造中的更新換代和個性化定制需求。

1 現代汽車焊接需求與特點

（1）自動焊接技術需要更高的適應性和靈活性。現代化的汽車產品由于品種多、更新換代快，對汽車車身焊接的生產能力提出了新的要求，要求在焊接生產線上能夠實現同時適應3種以上的車身焊接制造的能力需求，并能夠適應汽車焊接中的隨機混線制造特點，形成并行不悖的焊接制造體系。

（2）加強多車型同平臺焊接加工的制造品質。現階段，汽車的鈑金生產質量和焊接水品對汽車后續的裝配工藝和整車的最終品質影響很大，因此在確保車身自動化焊接效率的同時也必須要提升焊裝的尺寸精度，圖1為車身焊接部分任務及零件組成結構，可見焊接步驟復雜，工序較多。因此，優化焊接過程中的精度控制技術，并對焊接過程的標準化和模塊化裝備進行升級，通過高精度數控手段提高焊接制造的實際品質。

（3）提高焊接生產線制造與管理過程的規范化。現代化的汽車焊接生產線是一個復雜的、多種技術相配合的機械化集合體，焊接生產的各個工位都需要實現對車身零件的定位、裝夾、檢測，然后才能進行后續的焊接加工。生產自動化控制系統如圖2所示，制造與管理的規范性直接影響到汽車產品的質量和可靠性，因此大力加強焊接生產過程中自動化作業、零部件輸送、車型識別、零件檢測、故障診斷、安全防護等工作的規范性是十分必要的。

2 車身加工的柔性焊接技術

2.1 車身柔性焊接的主要特征

車身的柔性焊接技術是針對汽車市場新特點產生的，有利于積極應對汽車產品的更新與優化，車身的柔性焊接涉及到眾多內容，包括焊接設備的選取，輔助設備、物流設施、生產布局、生產流程等，柔性焊接生產線的規劃合理性直接影響到汽車車身的品質和生產效率。柔性焊接技術能夠利用有限的資源實現更多的生產任務目標，實現先進資源和優勢技術的集中利用，進而更好地滿足生產加工和用戶需求。柔性焊接生產線是在傳統焊接技術的基礎上，結合多種焊接工藝，進而實現快速應變不同車型、批次產品的工藝需求，進而實現同一生產線同時完成不同車型產品的優質焊接加工。

2.2 柔性焊接生產線的關鍵技術

（1）多種類車身混流加工技術。利用現代化的生產線技術與自動控制技術實現對不同車身零件的自動識別與分類，并執行預先設定好的符合該車型的焊接方案，在此過程中整個焊接生產線還需完成對特定車身零件的輸送、質量檢測、裝夾等工作。由于需要滿足隨意混流的加工模式，因此整個生產線中，無論是裝夾步驟還是焊接工具勻采用模塊化設計，能夠針對自動識別的車型零件快速換裝符合該產品焊接加工的專用設備。

（2）先進的機器人加工與檢測技術。在柔性焊接生產線中，要實現車身產品的快速精確焊接，就必須要借助先進的焊接機器人、自動焊接技術、夾具自動切換技術以及PLC自動控制技術，這些都依托于我國的機器人專業技術水平。同時，借助機器人的光線自動檢測技術能實現車身焊接前和焊接后的品質檢測，避免自動化生產過程中產生的錯誤加工和瑕疵零件的產生。

（3）車身零件柔性運輸技術。針對不同車型、不同尺寸的車身零件，對其運輸、轉移的要求也不同。以上汽寶駿生產線為例，為適應多個車型的運輸要求，整個輸送系統針對車身焊接的11個不同工位進行了區別化設計，分別采用了齒輪齒條帶動、氣缸提升、局部可變、實時位置檢測等多項技術，最多可實現6種車型零件的同時輸送，滿足不同焊接工位要求，并使焊接的定位裝置和夾具執行相關動作更為精準。

3 汽車裝配技術特點與研究方向

3.1 汽車裝配技術特點

隨著我國汽車制造業的快速發展，除要求在制造過程中加入柔性化技術外，汽車的裝配工藝也必須隨之進行變化，這不僅是要求裝配品質得到提升，同時也必須提升裝配工位的整體適應能力。汽車的裝配工作大體上可以包括發動機及其附屬設備裝配、變速器及車橋裝配、汽車鈑金門窗等附件的工藝性裝配。就目前我國的技術水平與發達國家相比還比較落后，很多汽車企業缺乏先進高效的裝配機械，將大量的資金和技術投入到了生產加工過程中，導致很多汽車產品存在裝配質量不佳，影響汽車產品的外觀品質。

3.2 汽車裝配技術的研究方向

（1）對汽車裝配工位進行合理化設計。汽車工位的功能與結構對工藝的實施影響很大，為了讓汽車裝配工藝能夠更好地融入到實際的裝配工作之中，在對裝配工位的設計之初就必須要充分結合生產實際需求，并配合多種柔性化的汽車裝配工藝，從而設計出更加實用和高效的裝配工位。以此實現將汽車的裝配環境與車身零件的實際特點相匹配，使裝配后的精度實現最佳化。

（2）優化汽車裝配的工作周期。汽車產品已經發展成為快速更新換代的消費型產品，這要求汽車生產的整體效率更高，加之汽車的裝配模式逐漸由傳統的單一車型裝配向混裝車型發展，為避免眾多車型裝配過程中存在過多零件滯留，產生裝配能力與生產能力之間的不匹配問題，應將汽車裝配技術向模塊化、自動化、柔性化方向發展，并采用合理的裝配順序與裝配工藝流程，形成區分總成的流水線裝配，從而達到縮短裝配周期的目的。

4 結語

汽車的焊接與裝配都是生產過程中的重要工作內容，要保證我國汽車制造業的進一步發展，對柔性焊接技術以及高效裝配技術的研究與應用應進一步加強，并同時注重生產過程的管理體制優化，以實現我國汽車生產工藝的全面提升。同時，還必須要借鑒國外的先進生產技術，加強汽車專業復合性人才的培養，從而提高自主汽車產品的品質和市場競爭力。

參考文獻：

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[2] 叢曙光. 淺談汽車裝配工藝現狀及改進措施[J]. 科技創新與應用， 2017（25）：56-57.