焊接生产线零部件匹配及匹配方案研究

刘振京 张宏君

摘 要：本文主要讨论为解决影响焊接质量及自动化焊接的零部件搭接间隙大（干涉）问题，通过解决长城某款车型间隙及尺寸问题的具体事例，尝试的一种焊接零部件匹配解决方案及流程。

关键词：匹配；间隙；自动化；变形

在现在汽车工业中，汽车悬架是重要部件之一，对汽车行驶的平顺性、经济性、通过性、燃油经济性等多种使用性能有很大影响，汽车悬架最主要的过程工艺是焊接；在悬架焊接行业中，均采用了大量的自动化设备，在提高了生产线自动化程度、降低人力强度的同时，对焊接搭接间隙有很严格的要求，在汽车行业中，对整车车身精度综合匹配（MB）及样板拼车（DT）的研究较多，匹配方案及流程较成熟；对底盘悬架焊接类研究较少，没有规范的匹配流程及方案，由于整车车身与底盘悬架结构差异，在整车车身精度匹配的研究方案及流程很难在底盘悬架上全部实施。本文通过解决长城某款汽车底盘生产线某个焊接间隙及尺寸问题点时，探讨一种焊接零部件匹配方案及流程。

问题描述：长城某款车型悬架焊接线，减振器连接板与纵臂及螺旋簧间隙大，影响焊接机器人自动化焊接，焊接后减振器连接板安装尺寸不合格，焊接前对各零部件尺寸测量，零部件尺寸均符合产品要求。

1 过程调查分析

减振器连接板焊接间隙分析：

随机抽取5套减震器连接板，依据原设计数模，采用三坐标设备（CMM）扫描测量，保证制件合格后，在焊接夹具上进行试装，根据不同的试装方式，测量的结果不同，通过对不同搭配方式数据分析，筛选影响减振器连接板匹配的重要因素，具体如下：采用一套与减振器连接板搭配的纵臂分总成，试装5套减震器连接板，装件后，通过目测判定减振器连接板与搭接工件均存在干涉，装件不能到位，使用间隙尺测量搭接间隙， 采用一套减振器连接板搭配5套纵臂分总成进行试装，装配完成后，使用间隙尺测量搭接间隙 根据上面两组数据分析，当更换不同的搭配方式时，搭接间隙出现不同的变化，结合焊接夹具、检测方式，判定影响减振器连接板匹配的主要因素有：减振器连接板本身尺寸的一致性；减振器连接板单件检测方式；纵臂分总成状态的一致性；焊接夹具的稳定性及定位的可靠性。焊接过程中的热变形及冷变形，根据分析的影响匹配的主要因素，制定匹配方案。

1.1 制定检测规范

针对减振器连接板，制定规范的检测标准，采用三坐标设备（CMM），检测方法如下：①检测时，以两侧面的孔中心的连线轴作为第一基准；②以减振器连接板底面作为第二基准；③边线取点方法是，直边方面，短边至少取3个检测点，长边至少取5个检测点；圆弧边至少取5个检测点。

1.2 封样纵臂分总成

为消除因纵臂分总成状态变化对匹配数据的影响，在焊接生产线上随机抽取一套纵臂分总成，进行封样。

1.3 规范焊接夹具

对于焊接定位夹具，很多情况下，必须考虑过定位（即n-2-1定位原则），才能保证夹具定位的稳定性及可靠性，排查减振器连接板焊接夹具的定位效果，对影响定位效果的机构进行改进完善，夹具改进完成后，采用三坐标设备（（CMM））对焊接减振器连接板的夹具进行定位坐标测量，对数据进行固化，制定夹具校准标准，定期校准确认，保证定位位置的可靠性。

1.4 规范减振器连接板

随机抽取一套减振器连接板，使用封样的纵臂分总成进行试装，装配过程中对搭接干涉部位进行打磨，根据减振器连接板尺寸型面±0.7mm公差要求，保证修磨后的减振器连接板各有效搭接间隙在±0.7mm（产品设计要求）左右，记录各部位打磨数据及间隙数据。

根据记录的的实际数据，调整减振器连接板落料模具，调整完成后，生产5套样件，样件按检测规范进行检测，检测合格后进行试装，试装时，采用纵臂分总成封样进行验证，直至搭接间隙满足焊接机器人自动化焊接要求。

1.5 规范标准数模及图纸

对匹配完成的减振器连接板，采用三坐标设备扫描，根据扫描结果及匹配过程中记录的改进数据，对原设计数模及图纸进行变更，保存最终标准数据。

2 方案总结及规范

通过对减振器连接板的匹配过程，总结一种底盘悬架匹配的流程方案，提高匹配效率，节省匹配成本。

2.1 匹配的总体原则

针对底盘悬架焊接线开发过程中，由于焊接变形，产品设计间隙大，焊接过程中搭接件干涉、焊接间隙大，不能满足焊接要求，或个别零部件由于设计原因，尺寸保证困难时，开始对搭接件进行匹配，匹配时，应选取变更周期短、变更费用低的零件；应将状态稳定的大件进行固化，以此为基准，匹配小件。

2.2 匹配的流程

将整个匹配过程总结为9部分，具体为：①确认匹配的零部件；②制定规范的零部件检测标准；③对匹配关联的零部件及分总成进行固化、封样；④排查焊接夹具的定位效果，保证焊接夹具定位的可靠性；⑤采用三坐标对焊接夹具的定位位置固化，保证夹具的一致性；⑥提样5套，试装，记录数据；⑦根据实际试装效果，更改模具；⑧提样5套，再次试装，记录数据直至搭接效果及尺寸要求满足需求；⑨对匹配完成后的数模及图纸进行标准化。

3 研究总结与展望

在底盘焊接生产线调试过程中，由于各种原因，需要进行匹配的情况非常多，本题通过挑选底盘悬架焊接中的减振器连接板匹配方案，总结在匹配过程中解决的各种问题，尝试将匹配过程整理成一种较为理想的匹配方案，将匹配过程梳理成10个匹配阶段，规范各阶段的工作内容，在匹配其它零部件时，能够快速有效的完成匹配，提高效率，缩短过程开发时间。

参考文献：

[1]曹俊.单俊.整车匹配中在线质量工装定位选取技术[J].CN12-1411/U，2010（2）：36-37.

[2]戴竟.车身进度综合匹配和样板拼车的建立[J] .CN22-1187/U，2014（4）：21-28.

作者简介：刘振京，男，长城汽车股份有限公司技术中心。