一种防止焊点漏焊的气动防错装置

张 扬，梁 翠，蒙庆根

（上汽通用五菱汽车股份有限公司重庆分公司，重庆 401120）

一台白车身总成由上百个钣金零件逐级焊接而成，焊点数量在3 000～5 000 点之间，电阻点焊和CO2保护焊是车身零件连接的主要方式，其中电阻点焊占总焊点数的90%。电阻点焊主要是利用电阻热熔化金属形成焊点，将2 种或者3 种零件焊接为一体[1-2]。由于共线生产白车身车型多、配置复杂、零件相似度高，容易在焊接的过程中出现零件漏焊、漏装、错装等风险，导致零件返修、报废等，增加了产品制造成本。将防错思想融入到产品设计开发初期，可以避免由错漏装而产生的费用、周期和成本问题[3]。

防错技术是利用防错装置减少缺陷的一种工程技术，现有的防错装置大体上可以分为电磁感应防错装置、机械固定防错、设备提醒和人为提醒防错4 种类型[4-5]。对白车身制造部门来说，提前安装和设计各种防错装置，预防车身漏焊、错装、漏装缺陷，获得良好的产品质量，减少后续返修，降低制造成本是车身制造车间一直以来的课题。

1 白车身焊点焊接现状

五菱品牌主要生产CN 系列和N 系列车型，白车身焊装线上约50%的焊点采用人工电阻点焊的方式焊接。由于生产节奏快、人员置换频繁，采用人工操作手工焊钳焊接，侧围、车门等外观件时，零件焊接过程中极易产生焊点扭曲、毛刺及凹凸等焊接缺陷，影响到钣金外观质量。为改善这些质量缺陷，车身车间广泛采用增加焊接铜板来改善焊点表面质量，如图1 所示。

图1 固定式焊接铜板展示图

在工装上增加铜板，让铜板紧贴零件表面，使焊钳的上下电极一端接触铜板，另一端接触零件内板进行焊接，保证了侧围、车门等外观表面焊点质量。虽然此焊接方式有效地降低了零件表面缺陷，但是还是会发生员工漏焊，一旦出现焊点漏焊，若不能及时进行排查和追溯，漏焊车辆遗留到下一工序，将会造成不可估量的损失。

2 焊接防错装置

2.1 焊接辅助限位装置

在侧围、车门等表面焊点较多的区域，工段通过增加铜板降低焊点扭曲、凹凸等质量缺陷，提升外露焊点表面质量。而为了降低焊点漏焊，根据各工位实际情况，增加辅助限位装置，将焊钳限定在安全区域内活动，对焊点的位置起到了引导作用，避免焊钳在非安全区域内操作，这样就防止了焊点出现在错误的位置上，碰凹零件，导致返修。

员工在焊接下裙边时由于无限位，导致焊钳常常碰凹外板，造成返修浪费，平均每月耗时6 h 进行返修。在下裙边焊接位置前用铁片制作一个挡板在该处，防止焊钳碰凹下裙边外板，消除返修浪费。如图2 所示。

图2 焊接辅助限位展示图

焊接辅助限位都是根据零件的结构、焊点的位置实配制造出来的，结构简单，不影响车身焊接线上工装的正常使用。实配实做，实用性强，工作效率高，效用明显。通过这些辅助限位工装结构，基本解决了焊点焊接在错误位置的问题。

2.2 感应防漏装置

白车身上很多区域均装配小零件，这些零件个头小、装配位置零散，容易导致零件漏装，这些区域均设置感应防漏装置。利用感应探头，探测是否装配零件，并与夹具进行关联，若探测不到零件，则无法开关夹具，将漏装缺陷控制在本工位。

翼子板支架防漏装置：侧围工装2#拼台上设计翼子板支架防漏感应装置，自动感应是否有翼子板支架，如感应开关未检测到翼子板支架，则夹具无法打开，如图3 所示。

图3 翼子板支架防漏感应器装置

前门内板铆钉防漏装置：在前门内板铆钉下方装配气压阀，在没装配铆钉情况下，气压阀上的定位销顶起，与拼台关夹的气路不通，无法关夹；反之，当内板装配铆钉时，铆钉下压，气压阀上的定位销收缩，与拼台关夹的气路通畅，可以正常关夹，说明防错正常有效，如图4 所示。

图4 前门内板铆钉防漏装置

2.3 机械按钮切换

针对白车身有不同的车型配置，因零件A 与零件B共用拼台、夹具，总成件上局部零件存在差异，需要对差异零件做零件识别。CN 系列标准型后车体总成5/8 座与7座，安装电控切换开关，进行不同配置车型切换：生产标准型5/8 座，员工首先确认首台后部下车体为标准5/8 座状态，然后将旋钮开关切换到7 座档，夹具无法夹紧操作，有报警声提示。切换旋钮到5/8 座档，夹具正常关夹；生产标准型7 座，员工首先确认首台后部下车体为标准型7 座状态，然后将旋钮开关切换到5/8 座档，夹具无法夹紧操作，有报警声提示。切换旋钮到7 座档，夹具正常关夹。CN 系列标准型后车体防错装置如图5 和图6 所示。

图5 CN 系列标准型后车体总成

图6 CN 系列标准型后车体切换面板

3 新型气动防错装置

3.1 新型气动防错装置的工作原理

针对人工焊接容易漏焊的情况，设计开发一种新型的气动防错装置，以规避员工漏焊焊点，提高产品品质的效果。气动防错装置结构示意图和控制原理图，如图7、图8 所示。防错装置工作原理为：员工操作焊钳焊接零件时，焊钳上下两极分别接触零件上表面与3-焊接铜板，导致4-焊接铜板支架受力变形，带动1-检测开关，检测开关（1/7）通气给8-单气控阀信号，单气控阀通气，员工操作打开9-打开开关，夹具打开。如果8-单气控阀不通气，则9-打开开关不工作，夹具无法打开[6]。

图7 气动防错装置结构示意图

图8 防错装置气动控制原理示意图

3.2 新型气动防错装置应用

图9 为气动防错装置工作状态及逻辑元件布置图。现场使用此气动防错装置进行焊接时，工作示意如下：员工操作焊钳焊接零件，而铜板与图9（a）中1-铰链板连接在一起，铰链板受力变形。铰链受力压向图9（b）2-检测开关，检测开关通气给3-单气控阀，单气控制阀通气后，员工打开操作开关，夹具开夹。如果单气控阀不通气，打开开关不工作，夹具无法打开。

新型气动防错装置已经在CN 系列车型中使用，根据现场使用情况进行全破坏试验和超声波测量发现，车身焊接焊点质量合格率保持在99.8%以上，几乎没有发生漏焊、漏装、错装缺陷。对白车身进行CMM 测量，底盘关键测点的合格率保持在97%，整车合格率在93%。

新增的防错机构在原有工装的基础上，进行添加铜板、增加气动开关等线路小改造，防止员工漏焊焊点，避免焊接过程中产生焊点扭曲、毛刺、凹陷等焊接缺陷，使车身焊点漏焊率从0.2%下降到0.01%。

4 结论

在汽车制造过程中，防错装置具有十分重要的作用，有利于减少风险和损失，提高产品可靠性。制造防错装置需要技术和智慧，而一种新型的防错装置应用到现场更需要不断的试验与验证。而本文阐述的防止焊点漏焊的气动防错装置具有以下特点：该漏焊装置工装设计结构简单，日常保养和维修简单方便；现场安装调试非常方便；制造成本和运行成本都低；生产稳定性高，使用可靠。