汽车焊装车间柔性化生产线的应用刍议

摘 要：汽车车身柔性化生产在各大车企中已经成为一种常见的工艺，这种柔性化的生产工艺不仅能够节约生产成本，而且还能使车企不断满足市场需求，在一定程度上提高企业的竞争力。在汽车制造的四大工艺中，焊装车间使用的工装、设备最多，其柔性化生产所取得的效果最为显著。本文对汽车焊装车间柔性化应用进行了分析，以供同行专家参考。

關键词：车企;焊装车间;柔性化;应用

0 引言

现阶段，柔性化生产线是国内外汽车制造业中广泛应用的一种生产方式，这种模式具有效率高、灵活的特点，其不仅能够满足汽车的生产规模，而且还能使产品更加多元化。这种先进的生产方式凭借低成本、高时效的优点，极大地提高了车企在市场中的竞争力。车型的更新换代对焊装车间的生产线提出了更高的要求，多品种的柔性化公用线生产方式越来越受到车企的关注。

1 柔性化焊装线

柔性化焊装生产线是指在一条生产线上同一工位可以满足不同车型的焊接工作，其公用动力设施与通用设备是一次性投放永久性使用的，每次在开发新型汽车时，只需要增加部分专用设备即可，并对通用设备进行相应的调整，再调整其他相关程序。例如，东风悦达起亚第二工厂的焊装线，现阶段可以完成六款不同的车型外观焊接工作，并且通过分析可以发现该焊装车间的柔性化制造技术体现在以下几个方面：一是夹具台车滑行系统;二是夹具台车储存及运行系统;三是可旋转的车身及合成夹具;四是夹具台循环移送系统;五是焊接机器人的应用与自动搬运设备的应用。

2 焊装车间柔性化生产线的关键技术

多车型柔性化的焊装车间是一种典型的柔性切换机构，整个系统是通过电控集成器进行控制，对不同的车型进行焊装时，不同的车型模块进入到生产位置，从而完成焊装工作。其关键技术主要包括了：柔性总拼倒库系统、柔性高速伺服传输系统以及伺服定位系统。

（1）柔性总拼倒库系统。这是为了保证重要工位能够完成多车型切换，并进行切换机构的方案设计，现阶段生产一般采用open gate模式的柔性系统，其最多可满足六台车型的共线焊装作业，并且换型时间保持在16秒以内，在夹具的后方配备四台标准型焊接机器人，平台上放布置四台下探结构机器人，每台机器人需要完成20～25个焊点。

在21世纪初，国外就开始汽车焊装车间柔性化生产设备的研究，并且经过二十多年的发展，现在在生产线上应用的柔性系统可分为两大类：一类是空中悬吊式，这主要是将不同类型的侧位夹具悬吊在工位上方，然后由移送车在空间进行移动，将所需的车型夹具切换到相应的工位。这类设备的优点非常明显，能够显著节省地面的空间，通过移送设备和地面人员进行配合，但缺点是空中钢结构安装要求较高，并且设备比较复杂，成本较高;另一类是地面滑台式，这以特点是把不同车型的夹具安放在地面，由倒库滑台将所需的车型夹具放置在滑台最近的空库中待用，同时由工作滑台将上一个夹具送出。这种倒库过程被称为车型切换，这种方式会占地面积较大，但制作过程比较简单，并且由于就处于地面便于日常的维护保养，这种地面滑台式具有造价低、安全性好的特点，先前在我国应用较多的就是地面滑台式。

（2）柔性高速伺服传输系统。高速的柔性伺服传输系统，可以使传输速度达到80米/分，从而满足六个车型混线输送的任务。高速柔性伺服传输系统面临的问题是，在6.5米的传输节距的输送节拍要小于10秒，并且定位的误差小于1毫米，为了更好的解决这个问题，现在车企一般采用的是分段驱动的设计方案，每三个工位配备一台高速伺服电机，通过程序控制从而保证伺服电机是同步运行的，这样每台电机的工作功率较小，保证了焊装车间电网的平稳运行。

（3）伺服定位系统。伺服定位系统是一个可编程、高柔性的系统，其具有高精度的伺服定位装置，可以满足A级车到C级车的定位需求。这种系统是通过采用伺服电机同步带以及丝杠驱动的形式来完成定位的，其中伺服电机同步带具有缓冲传动冲击及振动的作用，因此在整个传动过程中噪音比较小，并且不需要进行润滑就能够满足高速传动的要求，整个系统需要的空间较小，具有非常强的环境适应力;另外丝传动具有良好的刚性，可传动较大的扭矩，并且位置非常精准。

3 汽车焊接车间柔性化的优点

（1）科学智能化特点。柔性化焊装车间具有科学智能化的特点，在焊接过程中最重要的是焊接运动方式，这种自动化的焊接运动方式是属于人机交互技术方面的应用。在操作过程中，可以实现数字化集中控制，特别是在对于一些精度要求较高的不稳，数字化集中控制更能体现出它的优点。自动化焊接设备具有较强程序设计性，通过PLC或其他类编程软件将焊接自动化系统编写进去。另外，自动化焊接设备对于自动化传感技术要求比较高。

（2）具有高精度。柔性化焊装车间具有高精度的优点，高精度就是指在焊接过程中能够实现精确控制，对整个工件的焊接质量有较为严格的控制。对于传统的手工焊接，焊接精度一般要求在1mm以内，超过此标准则属于焊接不合格，而对于自动化焊接设备可以将焊接精度设置在0.5-1mm之间，焊接精度的缩小充分说明了自动化焊接设备具有较高的精度。

（3）方便对焊接过程的监督与管理。这主要是将柔性化焊装车间与网络相连接，从而实现对焊接设备的日常管理与控制。通过借助计算机网络技术，可以对每台自动化焊接设备的工作状态有一个清晰的了解，对于出现故障的焊接设备能够通过网络及时反馈至相关技术人员，之后技术人员根据故障代码迅速确定故障位置，并及时进行修复，从而使焊接任务不被延误。

4 结束语

综上所述，汽车在我国具有非常广阔的市场，并且汽车行业一直以来都是我国重点扶持的行业。随着我国科学技术的不断发展，汽车工业也迎来了高速发展的良好契机，车辆的更新换代对焊装车间提出了更高的要求，多车型柔性化焊装车间能够满足车企发展所需，符合市场的发展规律，应当加强这种柔性生产技术的开发力度，从而促进我国汽车行业健康持久发展。

参考文献：

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作者简介：李万良（1989-），男，江西南昌人，本科，经理，研究方向：焊接技术与工程。