浅谈柔性化在焊装生产线的应用

安珂，李金山，李彦贺，温强龙

（奇瑞商用车（安徽）有限公司，安徽 芜湖 361000）

1 焊装生产线组成简介

1.1 工装

焊装工装主要包含夹具、检具、工位器具。其中焊装夹具随着汽车的大规模生产而迅速发展，是汽车焊装生产中的必须工装。夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。焊装夹具主要是对冲压件进行可靠性定位及夹紧，保证车身各部分有正确的相对位置及尺寸，保障车身零部件装配/焊接工艺正常进行。

1.2 输送装置

输送装置在车身生产线中负责各工序间的对接，实现批量生产必须设备，随着搞柔性化生产的推进，输送装置的种类越来越多，采取的方式亦开始多样化。线外输送大多采用输送式及机械手方式，线内间输送多采用高度辊床、高速台车、往复杆、flextrack输送方式。

1.3 焊接设备

焊接设备主要负责对白车身各工序间组件进行连接作用，汽车生产过程主要使用焊接设备随生产线及自动化程度提升，主要分为点焊设备、凸焊设备、焊缝设备等。

2 高柔性化在焊装生产线的应用

2.1 夹具部分

焊装夹具自单一车型逐步转化为多车型切换生产，其中主拼夹具至关重要，为夹具实现多车型切换的基础。随着自动化程度的提升，主拼夹具的切换方式也越来越多，现阶段常用的类型有多面体总拼、康采恩总拼、Opengate、Flexframer等。下面针对集中常用切换机构进行简述：

2.1.1 多面体夹具

多面体夹具在日韩系列车企使用较多，国产车企吉利、北汽等多使用四面体、六面体。一汽、奇瑞等车企多采用三面体，其主要优点为车型切换通过旋转实现，整个切换只占一个工位，占地少，车型切换可以在15s内完成，最多四款车型，可达到60JPH；适用于柔性生产。

但由于多面体机构较为复杂，机器人布置困难，可利用率较低。如无预装工位、打点数量较少。

图1

2.1.2 康采恩总拼

康采恩总拼机构又称为空中存贮机构，其主要特点夹具切换在空中完成，不占他用地面空间；切换时间15S～20S；适用于柔性生产。其主要缺点为理论上可满足任意种车型切换，但是空中难以布置机器人，机器人数量较少；维护比较困难。保养及运营成本增加，行业中使用较少。

图2

2.1.3 Opengate

OPengate方式，也称柯马 OPENGATE，其分为地面平移存贮和蝶形存贮方式。地面平移存贮方式主要特点换型容易，可在15S内完成；标准模块化，易于分期投入；适用于柔性生产；空间满足的话，理论上可满足较多种车型共线。但是该结构占地面积较大，对于整个车间的布置及物流有较大影响。蝶形存贮方式与前一种相比仅是更改了存贮方式，使占地面积略小，车型较少时适用于柔性生产；但车型较多时就有可能使车型切换时间拉长，仅适用于批量生产。

图3

2.1.4 Flexframer

Flexframer机构前期由ABB研发设计，主要通过抓手定位实施，下面基准采用燕尾槽形式。上部采用零点定位机构。其主要特点结构简单、切换容易，地面静态存储，存储结构简单；不需要预装、节拍较慢；一般3种车型；另该结构车身控制点少，车身精度一致性调整较为困难。

图4

2.2 输送设备

对应柔性化夹具设计的普及，焊装输送设备也成为生产线能否实现柔性化生产的关键要素。现在的汽车焊装输送系统主要有辊床、台车、往复杆等，通过NC切换方式、四面体等结构实现切换功能，达到柔性化需求。主流车型一般采用高速台车及高速滚床方式。

图5

3 结语

柔性化生产线的实现，最关键的是同一工位实现不同车型间的切换。车身制造过程，根据不同的切换组合方式，可以实现整体切换、局部切换等相关功能。从而满足小规模、多样化产品需求。焊装生产线逐步提高自动化、柔性化已成大势所趋，也是我国未来汽车行业、甚至许多工业、企业发展的方向。