汽车自动化焊装车间规划

汽车自动化焊装车间规划

唐玉亮

浙江吉利控股集团有限公司制造工程（ ME）中心 ,浙江 宁波 315000

摘要：汽车焊接车间规划，首先是由生产纲领、生产体制、工艺流程和装配工时，确定车间工艺布局及走向。在车间规划时使用的工艺流程，是标准工艺流程，该流程是与生产的具体汽车品种不直接相关的，是具有指导性质的流程，其可以指导某一大类汽车的生产，如承载式车身汽车或非承载式车身汽车。承载式车身汽车底盘装配标准工艺流程，可描述如下。其规定了一定的流程，制动管燃油管需最先装配，前、后保险杆总成和车轮需最后装配。装配工艺流程的建立，是基于经验的长期积累，同时考虑了未来的发展形成的。标准工艺流程并不是一成不变的，而是随着新技术、新工艺的应用而不断更新的。

关键词：汽车自动化；焊装车间；规划设计

1 焊装线技术必要性和优势

目前，汽车厂生产现状大趋势：多品种车型并行、小批量生产增多、产品生命周期缩短、生产线建设周期缩短、机器人逐渐替代人工、智能化信息化订单式生产增多等。

亟待解决的需求与矛盾：工业用地资源紧张，用于焊装生产的厂房已建设并固化，现有厂房无法满足不断新增的车型。如某热销车型焊装线产能满足不了订单需求，人工焊接工位过多，同时又存在其它订单少的单一自动线大量机器人、焊接设备等资源闲置浪费；后续又会继续增加车型投入生产，对应工装和焊接设备在不断的投入，单一车型产量小，设备及产线利用率极低。故需分期建设能多车型混线生产的高自动化、高柔性、高产能的车身焊装生产线，以满足当前及后续多车型生产需求。其优势如下：

1.1 设备及产线利用率高降低后续重复性投入

汽车行业竞争的加剧与客户需求的提升，车型需不断的推陈出新和更新换代，焊装线已由单一品种大量生产方式向多品种批量柔性生产方式转变。产线占地面积集中，空间利用率提高。利用自动化柔性线，通过实现通用设备的共用而实现一次投入。可以有效的避免多次设备重复投入造成的资源浪费，设备重复利用率提高。唯一的缺点是首次投入中耗资较大。

1.2 焊接质量及焊接精准度提高

焊接工程规模以及工程的复杂性在不断发展，进而对焊接质量提出了较为严格的要求。柔性生产线的应用，大大提高了汽车焊接质量和焊接效率，降低了焊接成本，减少了故障发生率。焊接自动化技术的焊接精准度较高、且机器人工作灵活，是实现高速、高效自动化焊接生产效率的保证。

1.3 生产效率稳定和高效及对外部环境适应性强

全自动化控制对于生产节拍的控制是相对稳定的，受外界干扰而停止的几率较小，一定程度上提高生产效率的稳定性。机器人在柔性线的应用能够促进汽车焊接工艺水平的提升，提高生产效率，同时对作业环境没有较高的要求，即使在高辐射、强烟雾恶劣环境中也能确保焊接生产的持续顺利进行。

1.4 可塑性强及新车型导入时间缩短

在导入新车型时，只需适当调整及改造，即可以较小的投资和最短的周期来生产新车型，尤其是模块化标准化设备及工装的建立，使设备的投资最大化利用。新车型可以快速的上线生产，为企业创造了很大的经济效益。

2 焊装线技术工艺规划要求

2.1 白车身结构的组成

根据白车身结构的工艺分块：分下车身、上车身及开闭件。下车身分发动机舱总成、前地板总成和后地板总成；上车身分左右侧围总成、顶盖总成、搁物板总成和后围板总成；开闭件分四门及两盖总成。这些总成件均可规划自动化柔性焊装线。

2.2 规划自动化柔性焊装线要点

（1）车身的平台化水平和工艺性分析等；

（2）车身生产形式、量纲节拍要求、安全环保要求、成本与质量等；

（3）焊装车间的厂房结构、场地空间布局和可改动占比等；

（4）焊装线的自动化程度、物流输送方式、柔性方式等；

（5）设计工艺布局考虑拓展及预留。

3 工艺规划内容

3.1 工艺流程及整车装配工时的确定

（1）工艺流程的确定工艺流程是确定车间布局的直接依据，在确定工艺流程之前，必须编制工艺文件，而在编写工艺文件前又必须充分分析、研究产品图纸及相关资料。采取研发领跑，工艺、设备、土建并行的方式，并留有一定调整的余量，以便在车辆批量生产前的试制中随时进行修正，这也是日后老产品改进、新产品开发及混线生产的要求。

2. 装配工时的确定在轿车焊接流水线条件下，根据作业性质将装配工时划分为增值时间与非增值时间。在流水线主要参数不变情况下（通常用标准时间倍率来评估），可用装配工时计算由作业内容调整引起的人员数量的变动，进而建立评估产品设计装配效率和现场生产效率的评估指标。

3. 车辆的实际装配工时是确定装配线长度的一个重要依据，车型部件数量是根据汽车的装配工艺将内饰装配、底盘装配、最终装配的模块分装，对其增值工时（也称标准工时，是由车型部件数量决定的基本单位）进行统计，然后乘以DSTR，即得到车辆的实际装配工时。装配工时越低，车辆的生产制造成本越低，因此为了提高车辆的竞争力，新车型在车型规划时就已明确实际工时的目标。

3.2 焊接车间工艺布局的确定

a排除主线的低、无附加价值的作业，对于内饰件、门分装件、部分底盘件，采用随主线同步配送集配方式，减少生产线工人根据不同车种识别零部件的时间；对于尺寸大的零件采用排序上线方式，如中控台、地毯、行李箱衬垫、大灯等。b.二次供给的路线应最短化和AGV化，如内饰CPM、FEM集配区尽可能布置在主线旁边，集配排序后由AGV自动运送到线边。c一次供给距离缩短，如CPM、FEM采用外制厂家线边分装后同步上线方式。d.集配分装的集约化，如底盘前后桥、减振器等重大零件，采用分装后上线。（3）维修调整区域面积确定新车型导入后维修调整区域面积的需求由品质保证水准决定，即返修比例，以确定返修区的数量和位置。通过对生产工艺参数即工位数、物流面积、维修调整区域面积的分析，可以确定生产线的总体布局变更的规模及费用。

4 焊装技术发展方向与期望

随着计算机辅助化、人工智能、机器人视觉、以及模糊控制技术等先进的技术被广泛应用于柔性化焊接生产制造中，使得柔性化焊接技术得到很大的发展，正在由简单的柔性生产制造向虚拟化、集成化、智能化的柔性生产制造方向发展。企业为提高自身的市场竞争力，适应柔性化焊接技术的快速发展：

（1）以掌控自动化柔性焊接技术核心为目标，促进企业焊接水平和综合实力的提升。持续创新自动化柔性焊接技术，通过整合优势先进资源，推动技术更新，促进技术进步。

（2）自动化柔性焊接设备方面，通过提高对产品设计的平台化、模块化、标准化的要求，来减少通用化、自动化、智能化的柔性化工艺装备投入。实现综合运用与发展，提高自动化焊接设备的利用效率和焊接精准度。

（3）在自动化柔性焊装线设计之初即考虑多平台车型共线可行性，在工位布局、工装形式等方面均预留改造空间，后期增加车型只需少量的改造即可以实现，大大降低分摊在单一车型的焊装工装、设备、人力等多个方面的成本，实现投入与产出比的最大化。同时，应当扩大柔性化焊接的应用范围，无论是简单的工程机械制造焊接中，以及复杂工程的处理中都推广应用，进而实现高效、稳定的焊接效益。

5 结语

在汽车焊接车间规划时，首先需要制定基于未来车型的标准工艺流程；在参考不同生产车型的实际工艺的基础上，制定合适的模块化策略；为达到生产节拍的要求，需评估设备的能力和自动化水平；在细化设计工位工艺时，要考虑取料防错，扭矩防错、加注防错等.

参考文献：

[1]王正通，邝志伟.五菱专用汽车焊接车间生产线的设计[J].装备制造技术，2010，（7）：40-42.