商用车车身焊装工艺规划论述

陈文娟，马瑾

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

引言

制造工艺是产品生产实现的过程，工艺规划水平的高低直接影响生产成本及产品质量。工艺规划设计时影响要素较多，如何进行工艺规划设计，确保工艺满足目标要求。本文主要对商用车车身焊装工艺规划流程进行论述，旨在为企业工艺规划设计提供参考依据。

1 车身焊装工艺规划设计原则与流程

1.1 设计原则

按照“高质量、高效率、低投入”的原则。采用与生产纲领相匹配的工艺技术、及高性价比的工艺装备。

1.2 设计流程

焊装工艺规划设计流程包含工艺分析、焊点布局规划、工艺设计、仿真验证及工艺布局等五个阶段，具体流程见图1。

图1 焊装工艺规划设计流程

2 焊装工艺规划设计输入资料

焊装工艺规划设计需要输入详细的产品和生产要素，具体如下：

产品资料：输入生产产品类型、三维数模、图纸、设计BOM 清单；输入产品相关工艺/质量参数。

生产要素的输入资料：明确生产纲领及年工作基数；明确厂房、公用有关资料；明确工艺规划目标；明确工艺设备投资额度、工艺装备水平要求；明确生产线自动化程度。

3 焊接工艺分析

3.1 车身产品结构分析

结合产品类型、设计BOM 清单、工艺/质量参数，考虑焊接方法、生产节拍、混线生产工艺兼容性、上/下件方式、生产物流等因素，综合分析后对车身结构进行焊接工艺分块，对产品进行合并或分解，确定车身焊接装配关系。车身一般分为六大分总成，分别是前围总成、后围总成、左/右侧围总成、地板总成、顶盖总成。

3.2 焊接工艺流程图

结合产品结构综合考虑生产线约束、焊接干涉、焊接强度、累积公差等工艺因素，对产品上件顺序、工艺流程进行重新划分，形成焊接工艺流程图。

4 焊点布局规划

结合产品结构，对焊点的数目、位置等内容进行工艺分析。

（1）确定点固焊点

车身各分总成焊点数量较多，受夹具布局、焊接空间、生产节拍、设备型号、设备数量等因素的影响，一般情况很难在一个工位完成焊接，需要规划为点固点工位和补焊工位。点固焊点工位完成对产品尺寸、强度影响较大的关键点的焊接。

（2）焊点分组

结合车身焊点总数、分总成焊点数，考虑均衡焊钳工作任务，对焊点数进行分组，便于焊接工位、焊钳数量/型号的规划。

5 焊装工艺设计

5.1 生产节拍核算

根据生产纲领，年时生产基数、班次、设备开动率等参数，进行生产节拍计算，并对各工位的作业时间进行核算，分析是否满足生产节拍要求。

生产节拍=全年工作日×班次×每班时间×设备开动率/年纲领

焊装线生产节拍主要取决于输送时间、装件时间、夹具动作时间、焊接时间等。

5.2 工位布局规划

根据生产纲领、生产要素要求，对各工位工艺装备进行合理布局。工位布局规划设计原则：

（1）各工位的生产节拍均衡一致。

（2）结合工艺流程、生产节拍、物流方式，零部件上件顺序，定制各零部件摆放位置。

（3）考虑厂房的空间和布局条件，根据生产节拍、焊点分组选取工艺装备数量，确定工艺装备具体位置或移动轨道位置。

（4）各工位应满足规划车型的生产兼容。

5.3 设备选型分析

（1）生产线的设备构成

1）焊接／涂胶设备：主要设备包括焊钳、弧焊机、涂胶枪、植钉枪、打码机等。

2）输送装置：焊接主线输送装置一般采用往复杆、辊床+滑撬系统、夹具台车滑行系统、高速辊床+台车输送系统，主线上线输送一般采用人工上件、葫芦上件、助力机械手、抓件机器人。

3）焊接夹具：主要有手工夹具、气动夹具、电动夹具。

4）机器人：点焊机器人、弧焊机器人、激光焊接机器人。

5）控制装置：主要为PLC 控制为主。

6）其它装置：主要以物料架、运输车等物流设备为主，物流系统己成为制约生产线效率的关键因素。

因焊接机器人具有重复精度高、动作稳定可靠、焊接质量高、容易实现自动化的优势，现在应用较为普遍。

（2）焊接设备选型原则

遵循“保证生产效率，经济适用，满足产品工艺要求，满足环保及安全法规要求”的原则。对于智能化、自动化焊接设备，以及新焊接技术的应用，企业根据实际情况，掌握适当的平衡点，逐步提升企业焊装工艺制造能力和水平。

1）高效性：结合企业实际情况，选用生产效率较高的设备，如焊接机器人、伺服焊钳、激光焊接、滚边机器人等，确保焊接设备的高效性和质量指标的达成性。

2）节能降耗：通过应用新型节能电阻焊机和焊接群控技术等，降低焊装生产能耗，便于控制生产成本。

3）柔性化：随着车型更新换代加快，采用柔性化夹具、输送线及焊接机器人，确保生产线兼容多款车身。

4）安全环保：工艺装备操作灵活、安全可靠，焊接设备辐射小，焊接烟尘排放少。

5.4 规划生产物流

物流线路需顺畅，不相互干涉，企业内物流尽可能以“一个流”的原则进行规划，结合生产物流配送方式、存储空间等因素，规划生产物流。

6 仿真验证

通过数字化模拟仿真验证焊点可达性、人机工程、夹具运动等，确定焊装工艺规划的合理性。

7 焊接工艺布局

依据焊接工艺流程，合理布局工位，减少物流搬运，提升物流转序的畅通性，方便人员操作，提高生产作业面积的使用率等。焊接工艺布局原则：

（1）人员操作安全、便捷、顺畅。

（2）物料配送、零部件搬运就近原则。

（3）提高生产区域或储存区域空间利用率。

（4）生产线顺畅、流程连续化。

（5）生产线规划需考虑多车型兼容生产，充分预留作业区域，便于后期扩展和调整。

8 结束语

商用车车身焊装工艺规划的核心其实是焊接工艺过程的设计，依据产品和生产要素的输入进行生产线规划与布局，最终规划的实施与落地依然需要考虑投资效益等多方面因素。