浅谈柔性车身生产线的改造开发——微型客车N107&N108柔性车身共线生产的技术改造<br/>

浅谈柔性车身生产线的改造开发——微型客车N107&N108柔性车身共线生产的技术改造

2012-02-26高颖阁蔡小平邹春荣

装备制造技术 2012年2期

高颖阁，蔡小平，李飞，史敏，邹春荣

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州 545007）

上汽通用五菱汽车股份有限公司主导产品N1五菱之光/五菱扬光客车，自上市以来，以其美观大方的外观造型、宽敞实用的内部空间以及优良的性能，赢得了广大用户的青睐，产销量逐年攀升，成为单一车型过百万的车企。N107车是上汽通用五菱公司生产的“五菱之光”、“五菱扬光”系列微型客车年度车型。为了满足日益增长的市场需求和适应市场变化，公司开始开发N108年度车型。

N108是在N107车的基础上，将前车体的结构进行更改，及车架增加一些新增配置的悬挂。为缩短工装开发周期，使新产品尽快上市，并且降低成本，根椐制造策略，N107、N108两种车型并行生产，且要共享一条生产线，进行柔性生产，生产节拍要求达到35 J/h。为了满足这种需求，必须对原来的N107车身生产线的工艺和工装进行柔性化改造。

N107与N108都是属于公司N平台上开发的年度车型，下车体的车架总成没有发生很大变化，车架下面定位工艺孔没有发生变化，整个生产线的前后大梁定位和自动输送线，经过适当合理的改造后，能适应柔性生产线的需要。这是根据制造策略来改造N107生产线为N107&N108柔性生产线的基础。由于N108是在N107车的基础上，将前车体的结构进行更改，及车架增加一些新增配置的悬挂，所以N108是在N107车的基础上，将前车体的结构进行更改，及车架增加一些新增配置的悬挂。所以，要实现生产线的柔性生产且保持生产节拍不变。

经过对N107生产线的焊装工艺及每个工位工装（包括自动输送线）的详细了解和深入分析，并结合原有生产节拍，制定出N107生产线需要改造的工位（见图 1）。

图1 柔性生产线改造工位示意图（斜黑体是需要改造工位）

此次技术改造的要点和难点，在于怎样合理安排N108改变零件总成在生产线上的焊装顺序及相对应的工装改造。

1 两种前隔板实现柔性生产及输送上线

（1）由于前隔板总成发生了变化，原有下车体50#的N107定位工装，不能应用于N108定位（见图2）。经对两者对比，两者的主定位工艺孔位置没有变，只是辅助定位工艺孔发生了变化；两者前隔板Y平面的定位面有一部分是一样的，选择合适的位置，选用合适的定位机构，能够保证用一套定位块，来给两种前隔板定位。就考虑将工装的主定位销设计成两个方向可调的固定机构，将辅助定位销设计成带导向汽缸驱动的活动销，焊装不同车型时伸出对应的定位销。设计的柔性机构见图3。

图2 N107车型用前隔板定位夹紧机构

图3 N107&N108柔性前隔板定位夹紧机构

其工作过程为：焊装N107时，N107车型对应的气动定位销伸出，N108车型对应的气动定位销缩回，首先N107的零件前隔板总成预装到位，前后大梁定位夹紧单元定位夹紧下车体，左右柔性前隔板定位工装推进并夹紧（两个定位销起导向定位作用），焊接。

焊装N108时，108车型对应的气动定位销伸出，N107车型对应的气动定位销缩回，首先N108的零件前隔板总成预装到位，前后大梁定位夹紧单元定位夹紧下车体，左右柔性前隔板定位工装推进并夹紧（两个定位销起导向定位作用），焊接。此时N108辅助定位销伸出，N107辅助定位销缩回

（2）N107前隔板总成上线是自动输送上线，其吊点是由3点起吊。由于N108前隔板结构改变，其两侧只剩下两个定位工艺孔，不能用来起吊，否则工艺孔变形，影响该工位前隔板定位这三点起吊方式已经不适用。经过对两个前隔板总成的结构分析，且从安全操作角度出发，将起吊点变为（如图4、图5所示）起吊两点，并采用安全带的扣环为钓钩，防止脱落，保护下面操作人员安全。同时可以节省挂第三点吊钩的时间，减少非增殖时间。

图4 柔性N107前隔板两点起吊

图5 柔性N108前隔板两点起吊

2 新增弯梁加强板焊接的工位布置和工装结构设计

（1）根据制造策略，N107生产线改造能生产N108，不能新增拼台，必须在原有拼台上面改造。新增零件的焊装，必须前后大梁定位单元将下车体夹紧定位后进行，且本着低成本、高效率的原则，将新增工装安置到有前后大梁定位单元的下车体70#。工序是在下车体70#运用新增工装，将N108新增弯梁加强板焊接左右各6点定位焊接，剩余焊点放在下车体80#补焊，就能达到预定生产节拍。

（2）由于N108新增弯梁加强板的位置，在前大梁定位单元的上方，增加了弯梁加强板的推拉定位机构单元后，上部空间已经没有前大梁定位单元的位置，压板外翻转式结构不能使用；输送线又是联动摆杆液压拉动式，在其升降前后运动的范围内，不能有干涉其运动的物体，车架下面能够使用的空间很少，没有办法用传统定位夹紧单元来定位夹紧前大梁。经运用重新设计的汽缸驱动力外延及压板内翻转式定位夹紧单元，来定位夹紧前大梁（见图6），从而保证在有限空间内，实现前大梁的定位夹紧。汽缸驱动力外延及压板内翻转式定位夹紧单元详图见图7。

图6 汽缸驱动力外延及压板内翻转式定位夹紧单元

图7 汽缸驱动力外延及压板内翻转式定位夹紧单元

（3）N107和N108都能使用汽缸驱动力外延及压板内翻转式定位夹紧单元，来定位夹紧前大梁，保证前大梁定位夹紧的柔性。对于新增弯梁加强板的推拉定位机构单元，N108焊接时，大汽缸将弯梁加强板的推拉定位机构单元推进（见图8）；N107焊接时，大汽缸将弯梁加强板的推拉定位机构单元拉出（见图9），不影响N107的焊接。从而保证此工位的柔性。

图8 N108焊接时推拉定位机构单元推进

图9 N107焊接时推拉定位机构单元退出

3 下车体50#、70#工装的电路与气路控制

（1）下车体50#是前隔板柔性工装定位，需要依靠电、气控来控制N107、N108辅助定位销的伸缩互换；下车体70#是部分重新设计的工装，一部分工装只是使用于某一款车型，也需要不同的电、气控来控制。

（2）如果将下车体50#、下车体70#电、气控加到整条线一起实现自动控制，改造工作量比较大、操作复杂、成本比较高。本着低成本、高效率的原则，将两个工位更改部分的工装由手动气路控制，分别增加左右各3个按钮，一个是“N107/N108切换”，一个是“工作开始”，一个是“工作完成”（见图10）。实践生产表明，应用的效果很好。且在下车体50#的前隔板柔性工装上面增加一个接触开关（见图11），其功能是防错，当预装的前隔板不是车型上需要的时，接触开关连接的电控就会显示出错，生产线就会停止。