白车身柔性焊装线工艺规划设计的应用要点分析

白车身柔性焊装线工艺规划设计的应用要点分析

1. 张佳珊 2.陈赞

长城汽车股份有限公司徐水分公司 河北省保定市徐水 072550

摘要：伴随着汽车产业的快速发展，构建和改进具有多种模型和高度灵活性的自动焊接生产线尤为重要，当然焊接装配线的工艺规划和设计是重中之重。这种联系的特点是多方面的，工作量大，标准要求高，危险不可逆转等。对应用要点进行系统总结和分析，将有助于促进无缝实施焊接生产线项目，同时也可以缩短项目的总体建设/改进时间，弥补系统疏忽造成的不可逆转的损失，降低项目建设/改进成本等。本文主要分析了粗车身柔性焊接线工艺规划设计的应用要点。

关键词：白车身；柔性焊装线；规划设计；应用要点

引言

焊接工艺规划与设计是指在车辆设计阶段，结合生产方案、生产模式、设备利用率和车间面积等总体规划要求，并考虑车辆施工本身数学模型的可制造性，对产品加载工艺、节拍计算、钎焊分布等问题进行规划分析，以确定最优的生产生产线结构，同时确保产品工艺的可行性。焊接工艺对于焊接工艺的质量和功能至关重要。工艺规划不当会影响车辆质量，增加焊接难度，甚至会导致整个方案发生变化，从而影响车辆的开发周期和投资成本。本文着重阐述了焊接生产线工艺规划施工全过程中的重要节点。对实际规划设计分析的关注可以使规划设计工作更加顺利，完成高质量焊接生产线的规划设计。

1、柔性焊装线工艺规划设计主要内容

柔性汽车焊接生产线的工艺规划设计是汽车研发和批量生产阶段的重要组成部分，一般包括冲压、焊接、涂装和最终装配四个方面。焊接线是汽车骨架生产的环节。从理论上讲，焊接工艺的规划设计包括节拍计算分析、工艺映射分析、钎焊映射分析、安全性分析等。但是，在具体操作中，通常需要对措施进行完善和强有力的操作，通常包括以下九个方面。(一)熟悉项目工艺标准的内容，确认工艺标准的完善和功能，关系到能否有效、高质量地进行各种工艺分析；(2)进行产品分析，分析重叠关系，确认装载；(3)根据工程焊接生产线的生产要求分析节拍，同时制作节拍台；(4)根据Takt分析各站的生产率，分配工艺和钎焊点，以定义定位点和钎焊点。(5)根据项目布局和分析制作布局图。(六)根据项目提交的执行计划进行安全分析，确认安全区和安全设备的应用；(7)根据所用设备的特点分析设备的基础和能量；(8)根据上述规划设计分析，编制工艺文件和项目说明书。(9)考虑到初步规划和设计分析文件的系统化，对项目实施过程中的情况进行变更管理。

2、汽车自动化柔性焊装线技术必要性和优势

当前汽车厂生产状况普遍呈现出一种趋势:各种车型并行生产，小批量生产增加，产品寿命缩短，生产周期缩短，机器人逐步代替劳动，提高了智能信息订单生产。要求和矛盾迫切需要解决，工业用地资源稀缺，用于焊接生产的厂房建设和加固，现有厂房已无法满足车辆不断增加的需求。比如热卖模型焊接生产线的生产能力不能满足作业需求，手工焊接站太多，同时机器人和焊接设备等许多未使用资源在一条自动生产线上，其他订单很少；后续，车型数量将继续投入生产，相应的工具和焊接设备不断投入。单个模型的性能低，设备和生产线的利用率极低。因此，有必要构建高度自动化、高度灵活、功能强大的车身焊接生产线，能够逐步实现多车混合生产线，满足多车当前及以后的生产需求。

2.1设备及产线利用率高降低后续重复性投入

随着汽车行业竞争加剧和客户需求的推动，汽车车型需要不断更新升级，焊线从单一批量生产模式转变为多品种柔性生产模式。生产面积集中，土地利用得到改善。通过使用自动化的灵活线路，可以通过共享通用设备实现一次性投资。它能有效避免重复投资设备造成的资源浪费，提高设备的重用率。唯一的缺点是第一次投资费用很高。

2.2焊接质量及焊接精准度提高

工程的焊接范围和复杂性不断发展，进而对焊接质量提出严格要求。柔性生产线的应用大大提高了汽车的焊接质量和效率，降低了焊接成本，降低了故障率。自动化技术焊接精度高，机器人工作灵活，是实现快速高效自动焊接生产效率的保证。

2.3生产效率稳定和高效及对外部环境适应性强

全自动控制在控制生产冲击方面相对稳定，由于外部干扰而停止的可能性较低，从而在一定程度上提高了生产效率的稳定性。机器人在柔性线路上的应用可以促进汽车焊接工艺的改进和生产效率的提高，同时对工作环境也没有更高的要求，能保证即使在辐射量高、烟雾强烈的恶劣环境下也能持续顺利地进行焊接生产。

2.4可塑性强及新车型导入时间缩短

采用新模型只需要适当的调整和改造，即可以用较少的投资和最短的周期制造新模型，特别是建立模块化标准化设备和工具，以最大限度地利用设备投资。新模式可以迅速投入生产，给企业带来了巨大的经济效益。

3、焊装线工艺规划设计应用要点分析

3.1工艺分配

一般来说，主机指定定位焊接站每个序列的定位点和修复焊接点。此时应注意，指定定位焊接站的定位点数可能与冲击分析中的点数不符。如果节拍分析的点数大于定位钎焊点的点数，则可在定位焊机位置焊接部分修复钎焊点；当节拍分析的点数小于定位白点时，定位白点无法完成所有定位点的焊接。由于侧壁外板有很多钎焊，内板阻塞了后续站后的钎焊，因此无法增加机器人的数量，也无法在该站焊接钎焊后拆卸工艺，使该站的打击超过了主要机械厂指定的中风要求。很明显，这个beaten站加班的可能性很高。由于节拍分析通常基于通过常规经验时间分析得到的数值，而准确时间只能通过使用仿真软件来实现，因此有必要给出仿真验证后分析阶段的准确时间。如果「专案资料」档案中未指定固定钎焊，则必须根据车辆的结构特性定义固定钎焊。钎焊定义的经验:(1)参照同一汽车厂同类产品的定义；(2)定义多部分重叠的交点、终点和简单变形点；(3)零件功能所需的位置。通常，软件会分析汽车研发阶段的定位点，以确认哪些点能保证产品焊后的强度，然后再进行碰撞试验。根据指定的锚点和钎焊等信息创建钎焊文件的版本。建立档案时，请注意稍后自动曲面模拟的结果，因为档案中自动零件的内容不会及时更新，而且资讯差异会导致缺少焊接点的问题。

3.2焊装设备的柔性化

焊接设备的灵活性主要是指焊接设备的灵活性。由于车身结构不同，所需焊接钳的结构也不同。与器件相比，焊接钳对车辆类型变化的要求较低。拆分焊接点时，可以通过调整焊接点来尽可能广泛地使用焊接钳。对于不能共享的零件，需要更换焊接钳以实现导线分割。对于Yin T:焊接钳，目前可以使用一个拉动两台焊接机(即一台焊接机悬挂两台焊接设备)的自动线，可以通过机器人控制程序自动更换手枪。如下所示，机器人可以通过更换活塞板快速更换焊接钳。

3.3能源与厂房基础分析

分析焊接车间生产过程中所需的水、电、气。一般要求是确定满足持续生产的最低消费水平，还需要预留空间，通过根据项目要求增加生产来增加设备消费。能耗分析基于项目能耗表。通过将实际能耗与主电机值的HIP需求进行比较，确定了HIP的最小数量。焊接线上各种设备对厂房地基都有严格的要求，因此有必要根据设备的特点提出相应的厂房施工要求，从实际出发可归纳如下:(1)如果安装站附近没有冲压设备，是否有地震源，通常会改变设备位置或挖掘深沟。(2)网上测量站有特殊处理，通常用于更新地基或制造特殊水泥墩地面；(3)厂房桁架结构的承载能力是否支持空运，支撑柱或轻型运输工具通常是在地面上制造的。

结束语

概括地说，随着汽车产业的快速发展，构建多模型、高弹性的自动焊接生产线成为必然趋势。模块化、标准化的柔性焊接生产线技术是提高生产效率、缩短产品开发周期、降低公司投资成本、提高汽车车身焊接质量的最有效方法，已逐渐普及并应用于汽车车身的自动焊接。同时进一步加强对其实际应用的研究，加强自动焊接技术、自动设备和应用领域的持续创新，充分发挥自动焊接技术的技术价值，提高焊接质量和安全性，规范和模块化柔性解决方案的自动化机制，实现车身建设的高灵活性和低成本，从而实现企业核心竞争力。

参考文献：

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