轿车白车身焊装生产线的工艺规划与布局设计

轿车白车身焊装生产线的工艺规划与布局设计

苟晨晨李季阳

长城汽车股份有限公司河北保定071000

摘要：白车身（BodyinWhite）是轿车的骨架，它承载着轿车所有的零部件，是轿车最重要的零部件之一。现阶段在白车身焊装生产线的工艺规划布局设计行业，国内没有充分地研究柔性焊装生产线的规划设计方法，并且没有借助仿真软件来进行建模，已经设计出来的车身焊装生产线来对于产品进行仿真优化。文章就轿车白车身焊装生产线的工艺规划与布局设计展开分析和探讨，希望可以有所帮助。

关键词：轿车白车身；焊装生产线；工艺规划；布局设计

引言

轿车白车身工业是整个汽车工业中发展迅速，技术研究活跃的部分，白车身焊装生产线焊接质量的优劣对整车质量起着决定性作用，而白车身焊装生产线的工艺规划和布局设计则决定着白车身焊装生产线的先进程度。白车身焊装生产线的规划设计是一项综合性的系统工程技术，涉及系统工程技术、物流传输技术、机械工程技术、电气控制技术等，是一门典型的各技术交叉融合的学科。

1轿车白车身构造分析

白车身是轿车的壳体，它由数百个冲压的金属钣金件构成，这些钣金件形状各异，在焊装车间利用点焊，激光焊，铆接，涂胶，压合等方法组装白车身总成。

轿车白车身在组装过程中有严格的次序性。初始状态的钣金零件首先组装成分总成件，每个分总成都会有一条车身生产线去组装，组装好的分总成送到主线进行连接，最终组合成白车身总成。

白车身的发动机舱是车身最前端的部分，它是容纳车辆发动机的壳体，因此对板件焊接后的精度要求较高。白车身的车身地板是车内乘客的承载者，是车身动力传动机构和油箱等部件的承载者。因此焊接完成后的车身地板要有很高的强度。车身的侧围是车身左右两侧的钣金件，侧围件上有车身前后门的安装位置，车身侧围一般由外板和内板组成。外板是车身的主要外观件，因此对外板的表面质量要求非常高。车身的门盖包括车身的左右前门，左右后门，前发动机盖和后行李箱盖。四门两盖都通过门盖铰链与车体连接在一起。车身顶盖总成是车厢顶部的钣金件，顶盖可以根据造型的需要设计成带天窗的顶盖或全景天窗的形式。

2轿车白车身焊装生产线介绍

轿车白车身焊装生产线是轿车白车身全部成形工位的总称，它由车身总成线和许多分总成线组成，每一条总成线或分总成线又由许多焊装工位组成。白车身焊装生产线的主要工艺流程如图1所示，主要包括：生产地板总成的地板线，生产侧围总成的左右侧围线，生产白车身骨架的车身主线，生产四门两盖的门盖线，以及生产车身总成的调整线等。

1.车身地板下部线又分为分总成线和总成线，分总成线就是通常所说的地板三大件，前地板线、发机舱线和后地板线。2.车身侧围线分为侧围分总成线和侧围总成线，侧围分总成线分为侧围内板线和侧围外板线。3.车身主线是拼接白车身骨架的生产线，包括：侧围预拼工位，主拼工位，顶盖焊接工位等。车身主线一般设计为自动线，是高技术集中应用的生产工位，如图2所示，为某焊装生产线供应商设计的Opengate形式的主拼工位，该主拼工位共有12台机器人，6台机器人放置在专门为总拼工位搭建的二层平台上，6台机器人放置在地面。该总拼工位最大可以实现8种不同车体的车型共线。4.白车身的四门两盖制造及调整线是白车身焊装车间的最后工序，四门两盖的制造线包括左右前门的制造，左右后门的制造，前发动机盖的制造和后行李箱盖的制造。从主线下来的白车身骨架在调整线上与四门两盖用铰链连接，然后经过必要的间隙调整和表面修磨后，再输送到涂装进行电泳和喷漆处理。

图1白车身焊装生产线主要工艺流程

图2某焊装生产线供应商设计的Opengate形式的主拼工位

3白车身焊装生产线的技术参数

生产线一小时能够生产的车身数量，一般情况下所谓的节拍，也就是JPH。节拍就是车身生产线上面生产两件产品之间的间隔时间，或者就是产品在车身加工工序间所传递依次所需要的时间，也就是一般情况下所谓的生产单位产品的时间。这属于车身生产整体性能的主要技术参数。一般情况下白车身焊装生产线存在r个工位，在k道工序的单件产品时间是U，生产线的单位时间就是T，也就是tk与T生产过程中存在这样几种情况：要是tk＞T，可以显示出在k道工序属于超节拍运行状态，可以显著出问题工位的位置。一般情况下这种工位就是瓶颈工位，这就是在焊装生产线需要进行改善以及提升的工位；要是tk=T，这属于比较理性的状态，这个工位的节拍时间等同与目标节拍时间，可以不优化以及提升；要是tk＜T，可以显示出工位节拍的时间明显小于目标节拍时间，能够看出在进行工作的时候工位有着节拍时间。一般情况下，这种工位就是之后提升节拍的时候需要重视的，例如能够在这些工位增加一部分的设备来满足之后新型车型的焊接需求。在设计白车身焊装生产线规划设计的时候，设计师需要设计一部分的空工位，空工位有助于提升之后的产能，也能够满足车间改造的需求。

4轿车白车身柔性自动化生产线的组成

白车身焊装生产线根据线体能够生产的产品种类，可以分成车身单一产品焊装生产线以及车身柔性焊装生产线。单一产品焊装生产线意味着整个车身焊装生产线只可以显示出生一个种类的车身产品，所以这种工艺以及布局设计形式是相对简单的；柔性焊装生产线意味着一条车身焊装生产线能够生产较多的车型，这个生产线系统比较复杂。

柔性焊装生产线会借助机器人来代替普通人工比较复杂的手工劳动，这可以显示出现代工业时代的特点。焊装机器人能够完成对于车身的焊接，并且能够完成车身打孔、车身铆接，车身滚边，车身螺柱焊，车身涂胶，车身搬运传输以及车身激光焊接，这些都会在焊装车间完成。焊接机器人能够按照有关的程序控制有效地完成比较复杂的行为，有着较高的自动化程度，较高的重复性以及再现性，可以搬运重量较大的零件，并且运输速度比较快。通过对于焊接机器人的使用可以显著提升车身焊装线的单位产量，并且能够显著提升车身焊装线的生产效率。

结束语

现阶段中国汽车工业得到了显著的发展，汽车市场越来越成熟，对于汽车行业来说需要提升汽车工业的自动化程度、柔性化程度以及生产效率。机器人技术以及工业控制技持续进步，使得机器人在汽车工业行业得到了广泛的使用，在焊装白车身时，一般会选择工业机器人来取代人工来开展各种焊接工作，按照国内外白车身焊接线规划设计的实际情况，分析了白车身柔性焊装生产线的工艺规划以及布局设计技术，借助一定的软件来对于焊装生产线的产品进行仿真以及优化。

参考文献：

[1]郑联语，高浩，吴约旺.白车身焊装生产线数字化夹具设计系统开发及应用[J].汽车零部件，2015（05）：24-29.

[2]郑联语，高浩，吴约旺.白车身焊装生产线数字化夹具设计系统及应用[J].汽车工程师，2015（05）：55-59.

[3]高恒勇.白车身焊装生产线效率提升方法研究[J].金属加工（热加工），2012（22）：57-59.

[4]王元勋，何可敬，高银，李春植.车身焊装生产线焊装主线设计研究[J].中国机械工程，2001（11）：47-49+4.