轻卡车前风窗玻璃装配质量影响因素分析

轻卡车前风窗玻璃装配质量影响因素分析

李享

安徽江淮汽车集团股份有限公司轻型商用车制造公司  安徽合肥  230000

摘要：本文针对一辆轻型卡车在前挡风玻璃安装过程中遇到的问题进行了深入研究，并利用三维测量仪的数据、前挡风玻璃检查工具的重新检验等方式进行全面比较，以找准改进质量的路径。最后成功地将前挡风玻璃的开孔大小调整至符合规格范围之内，达到安装需求，进而提升了整个车的品质。

关键词：前风窗；装配困难；夹具

前言

某轻卡车型的车身制造过程高度自动化，尤其是主下线，达到了约90%的比例。这在商用车辆市场处于领先地位，其产品的一致性和质量都非常优秀。然而，在这个高度自动化的白色车身产线上所产生的轻型卡车却遭到了总装工厂的投诉，称安装前挡风玻璃存在问题。部分零件没有正确地固定住，有时甚至需要使用橡胶锤来敲打以使之到位，而且在此过程中还可能导致前挡风玻璃出现损坏现象，为了解决这一情况，对它进行了深入的研究和分析。

1.前风窗玻璃安装困难的原因分析

依据目前的生产环境，从生产源头出发，对人力、机械设备、原材料、方法和环保等各个方面进行研究和讨论。详细内容如下：

1.1人的因素

在前风窗合拼成型过程中，主要的拼接工位会由主要的拼接夹具进行定位，然后通过机器人来抓取顶盖。这个过程中，人为干预较少，不会对生产的一致性和车身精度造成影响。因此，我们可以排除人为因素。

1.2法的因素

在生产汽车外壳的过程中，采用了两个主要的技术手段。首先是对产品的技术流程进行了研究。这是制作过程中最基本的部分。在这个案例里，前挡风玻璃横向开孔的标准大小为762.6毫米+/-1.5毫米。然而，经过对多个实际车辆样本的研究和分析，得出的结果显示，其口径范围是在754至758毫米之间，这与预设的数据标准相差较大。这种口径过小的现象正是导致组装难度增加的一个重要因素。所以有必要对此进行深入调查。

另一方面是生产流程。重新审查了生产流程文件和实施状况，没有发现任何问题。因此，这个部分的问题可以被解决。

1.3环境的因素

车身的生产环境并不苛刻，一般的工业厂房就能进行生产，因此，可以排除环境因素。

1.4料的因素

顶盖单件由外协供货，通过对顶盖单件进行检具检测，发现顶盖尺寸在产品数据要求公差范围内。因此，可以断定顶盖单件的质量符合要求，可以排除其可能性。

1.5机的因素

由于车辆的前部挡风玻璃是由一系列如前围焊接总成、两侧车门和顶盖焊接总成的零件组合而成的，因此需要对其相关的生产环节进行全面评估。第一步是使用前风窗检查工具来测量白色汽车的前风窗开孔大小(共有五辆测试车型)。发现有两个位置的车身顶盖与检查器材发生冲突，没有空隙，这表明顶盖中间部分向下凹陷了至少3毫米，并且三个点的间距过窄。为确保研究方向明确，我们还将其送至三维扫描仪中以增加前风窗区段的测量。

根据上述检查结果，我们可以确定前围和两侧围对于前挡风玻璃大小的贡献相对较少。初步推断，主要的人工作业位置对其没有显著影响。然而，当顶部部件(包括两侧围)组合在一起时，会产生明显的倾斜，其中左边朝前方移动，而右边则保持在预期的公差范围之内，但左边的x轴和z轴上出现了超过标准的情况。通过深入的研究和整体评估，我们得出了导致汽车总装过程中出现问题的关键因素：1) 前挡风玻璃的真实开孔尺寸存在偏差;2)定位误差;3)焊接面不够平整。为了解决这些问题并进行验证，我们将采取相应的措施。

2措施及验证

2.1措施

涉及到前风窗尺寸变化的的主要是两套夹具：它们分别是顶盖焊接夹具和主焊线顶盖合拼夹具，这两套工具与前风窗尺寸的变化相关。

2.1.1顶盖焊接夹具

首先，将初步制作好的顶盖焊接部件置于顶盖焊接夹具中，观察到顶盖前端中央区域支撑块与零件之间有超过3mm的空隙。解决方案：

(1)将顶盖焊接总成夹具送至三坐标测量间，使用双悬臂三坐标检测仪对其进行再次测量，以验证其准确性。

(2)按照三坐标测量报告进行分析和讨论,接着调整夹具;

(3)将顶盖单独放在夹具上，检查其上的压紧块是否与零件有非标准的间距，然后把顶盖取下来，进行夹具的再次调整。

(4)把一台顶盖总成进行试焊，然后送到主线进行验证。验证结果表明夹具间隙已经解决。

2.1.2主焊线顶盖合拼夹具

对于已经完成了焊接工作的汽车车体进行了检验，结果显示其顶部和侧边有大约三毫米左右的空隙。由于该车的顶部焊接组装工作是由机器人在自动化操作中执行的，因此需要追踪并分析包括人类工作人员放置物料的滑动平台、机械臂移动和定位夹具等环节。首先，将经过适当调节的顶部焊接组装移至放置物料的滑动平台上以进行测试，观察了零部件是否能紧密地附着于滑动平台的支持面上且定位间的距离合适。由此推断出，无论是物品的滑动平台的设计、制造还是安装都是正常的。接下来，降低机器人的运行速度至常规速度的一半，并将路径设定为手动控制模式，然后让机械臂带着定位夹具去取放物料到滑动平台上。发现了顶部的定位夹具没有紧贴住目标，为了解决问题，采取解决方案是：

采用便携式三坐标测量仪来重新评估和确定移动设备的运输与定位装置的位置。依据测试的数据，将研究导致这些问题的原因：设计缺陷、制造不足或装配错误。接着，提出关于运输与定位装置初始优化策略的建议。利用已经校准过的顶盖焊接组件去适应顶盖表面的形状，并实际验证其位置限制功能。

控制机器人将顶盖焊接部件移动到车身框架上。经过仔细观察，发现顶盖焊接部件与左/右侧围绕部件的定位间隙大小并不均匀。解决方案：对比了顶盖抓手和夹具的理论设计后，发现了一些类型块的设计缺陷，因此需要供应商重新规划、生产、装配并测试这些部件，并且还需要对其他存在定位间隙差异的位置加以修正。总结：经过多次试验和调试，解决了车身总成的间隙过大的问题。

2.1.3焊点不平

这款轻型卡车的白色车身框架有超过1500个焊点，其焊接强度不达标率低于10 ‰。前部的风窗焊点都符合标准。这表明目前使用的焊接规范满足了焊接强度的需求。由于焊点的视觉品质较差，如深度的压印和弯曲等问题仍然存在。这对于装配前的车窗玻璃产生了一定的负面效果。因为轻型卡车的前挡风玻璃是由前围焊接组件、两侧围组件和顶部覆盖板组成并通过手工或机器人的联合方式进行焊接。

2.1.3.1人工焊点

设立专门的培训区域，并组织员工参与包括电极打磨在内的一系列焊接知识和实践技能的学习，只有通过考核后才允许他们开始工作。此外，我们在日常运营过程中加大对自我检测和监督的管理强度，以提升他们的手工操作技巧，确保焊钳始终保持与板材平行，并且定期对电极进行维护和打磨，以此来保障良好的焊点外表品质。

2.1.3.2机器人焊点

由于机器人对于钣金的变形要求非常严格，因此会参考钣件的实际状态，对机器人的焊接路径进行优化，以增强焊点的外观质量一致性。

2.2验证效果（1）用前风窗检具验证

在顶盖的位置，间隙有了显著改善，测量中心点没有干扰并且有大约1. 5mm的间距。相对于理论尺寸，这个差异在1 - 2mm之间。整个开口的尺寸被测量为761. 5mm，比理论值762. 59小1毫米，已经满足了控制公差的要求。在焊接工厂里，使用前挡风玻璃进行了装配，装配成果优秀，符合总装配的标准。

3.实际效果

经过检验发现前侧窗口的开孔大小处于762.6mm+/-1.5mm范围内，而且其焊接点的平滑程度不超过0+或-0.5mm。自生产线追踪至最终组装区，共安装了十辆汽车，未出现任何关于前侧窗口尺寸过小的问题。之前的难题已经得到妥善处理。

结语

通过上述分析及验证，终于成功解决某款轻卡白车身前风窗玻璃装配困难的问题。在汽车组过程应更加注重这类可能影响整体装配需求的工具设计、制作与调整情况，提升汽车整体质量。

参考文献

[1] 武文杰.白车身混流焊装线物流仿真和投产序列研究.中国学位论 文全文数据库,2016. 66-68.

[2] 左延召.浅谈企业机械设备的设计和研发.世界华商经济年鉴·城 乡建设,2012. 33-34.