白车身制造柔性工装应用和尺寸控制方法

白车身制造柔性工装应用和尺寸控制方法

王胜利,吴俊,张玉良

奇瑞汽车股份有限公司 安徽 芜湖 241000

摘要：随着国民收入的提高及汽车售价的降低，汽车逐渐走入平常百姓家庭，巨大的汽车保有量和增长率导致的环境污染和能源安全问题将更加突出，并逐渐成为了社会所面临的主要问题。大力推进传统燃油车的节能减排，推广和普及新能源汽车，已经成为全汽车行业的普遍共识。

关键词：在线测量；柔性Pallet；智能诊断

引言

轻量化设计开发是个多学科的系统性工作，狭义的轻量化是减重设计，广义的轻量化活动是围绕客户价值来开展、基于性能保证和提升的前提下的零件减重工作。所以，除了零件或系统减重之外，还应包含性能上的分析、新材料新工艺带来的成本上的评估、工艺设备调整改造分析，以及生产节拍与产能分析等。

1制定拉动策略需要考虑的几个方面

空车策略，一般而言，在设备状态正常或存在短时间故障的情况下。由于侧围在空中输送线上下件的节奏相同。空中输送线上带件小车和空小车的比例不会发生很大变化，空车只会在返回道上出现。然而，现实中设备长时间故障的情况还是有一定几率发生的，特别是当发生在侧围时，总拼的正常消耗会导致大量空车出现，超过返回道的容量。为此额外建立一个库区专门存放空车显然没有经济性，而如果让其无序进入大小库区，夹杂在带件小车中间，可能会导致部分带件小车出库的延迟，进一步地干扰系统运行。因此，可采用如下措施：（1）经计算，内外板的返回道及大库区的容量之和，能够满足所有小车的存放。所以，当空车满溢后只进入大库区，不进入小库区，这样避免了对总拼下件的直接影响。（2）在大库区这里，空车会被引导至没有带件小车的缓存道存放（任意一条都可以）直到该条缓存道需要进带件小车后，将空车一次性排出，通过位于小库区前的提前返回道，再次回到大库区寻找存放点。（3）如果大库区所有6条缓存道都有带件小车停放，则系统对比位于主线车型提前读取点的排产信息，选出即将被总拼消耗的数量最多的侧围车型。空车会进入该车型对应的大库区缓存道，这样能够避免空车长时间停留在库区的情况。

2辅助限位的类型及在实践中的应用

2.1导向类

辅助限位一个非常普遍的使用就是作导向，利用楔形板件或弯曲的杆件组成“漏斗”，将工件引导放入正确的位置，可以使用导向杆将车门外板、顶盖、大梁等零件顺着导向放进定位销中，这可以使零件在没有机器人抓手、精准料框等精准定位工具的情况下，一次放到位，特别是在全自动的主夹具装顶盖横梁情况下，如果没有导向，横梁孔位偏差较多，超出定位销锥形面的导向能力，就会导致横梁焊偏，戳变形等质量问题，或者报故障停线，造成效率损失。辅助限位的导向作用在白车身制造过程中的应用场合远不至于此，我们还可以制作简易涂胶导向工具，辅助人工涂胶，保证涂胶位置不偏离设计值，提升人工涂胶一致性，在用手工焊枪进行焊接时，我们可以制作焊钳导向机构，帮助员工快速找到焊点位置。此外，辅助限位还可以用于车门装配调整过程中，例如，白车身侧门几条缝的间隙我们要控制在4.0mm，那就可以使用4.0mm的标准块放在缝隙中，这样能大大提高门盖装调效率。作导向的限位工具，不一定是机械的，我们也可以用激光线标出贴车门加强胶片的位置，来提升加强胶片所贴位置的准确性和一致性。

2.2防错类

辅助定位的防错作用是预防零件装配出现不可接受的缺陷，在零件合格，定位正确，正常生产情况下，它并不起作用，一旦出现零件装错，装配偏差，尺寸不合等问题，它就可以起一个修正作用。在汽车制造过程中，尾门框区域错边，通常是不被允许的，或者错边量不能超过标准给的上限，这首先不是设计上所要的，其次可能导致胶条装配不当，引起漏水等质量问题，同理还有前挡玻璃区域，钣金错边也要严格控制在一定范围内，为了避免这种严重错边的质量问题发生，我们可以在焊接工装上增加“防错边限位块”，当尾门框或前风窗区域钣金错边，辅助限位就可以将其压到可接受的范围内，或报警停线，而正常生产情况下，它们是保持与钣金离空状态的。辅助限位还可以在主定位作用之后对零件进行二次定位，从而提升零件空间位置精度，某车型的轮罩外板在车架中心进行工装定位并焊接后，我们发现由于板件较软，上侧还存在一定的活动量，受挤压外偏，只有过完主夹具，和集水板下安装板焊接之后，才彻底固定。

3柔性Pallet结构

3.1 Pallet和生产线介绍

Pallet和高速辊床用于白车身传输和工装定位，其具备传输时间短、节约能源、尺寸精度高、故障率低、可维护性强等特点。Pallet作为随行工装承载白车身在高速辊床上进行运动，在无精度要求的补焊工位，高速辊床只需按照编码尺进行定位完成补焊。在精度要求高的GEO、涂胶、激光焊等工位采用编码尺粗定位，然后辊床下降利用工位上布置的定位销和基准块进行精定位。上述策略在保证生产线高节拍运行的同时，也保证了整车尺寸的精度。

3.2柔性Pallet工装追溯系统介绍

柔性Pallet投入使用时，需要Pallet本体与柔性Bar配对使用，以某车身车间为例，现场使用133个柔性Pallet本体与200个柔性Bar进行匹配，其中A/B两种平台的车型柔性Bar各100个。在现场运行过程中2种Bar根据车型队列与柔性Pallet本体随机匹配，存在26600种随机组合，现场需要将造车过程中使用的PalletID以及BarID和车辆序列号进行匹配保存，通过这些记录的数据，便于问题分析和缺陷追溯。由于RFID在汽车制造过程中的应用优势，使用RFID技术对PalletID和BarID进行记录，并与整车序列号进行绑定上传至数据库中，实现过程可追溯。（1）立体库：用于柔性Bar的存储，内部使用叉式移载机进行柔性Bar的存取。（2）平面库：用于将柔性Bar向Bar切换工位输送，并在线缓存。（3）Bar切换区域：根据生产的队列匹配具体的柔性Bar，使用机器人进行Bar的切换安装。

4柔性Pallet在线监控

（1）VISION在线测量。在进行柔性Pallet改造时，利用线体中已有的视觉测量设备，对柔性Pallet上VISION监控孔进行测量，此方案可降低项目前期投资，提高现有设备利用率。使用线体中已有的设备测量柔性Bar定位销基座上的特征监控孔，通过判断此监控孔X/Y/Z值的稳定性，判断不同组合的Pallet和柔性Bar稳定性和重复性。（2）大数据搜集和汇总分析。将测量的特征孔数据与对应工装信息进行匹配，在大数据汇总后进行分析，生成具体的报表呈现给工程师。根据搜集的大数据信息，甄别现场异常的柔性Pallet和柔性Bar，以此辅助现场精确的标定和测量，提升现场工作效率，遏制缺陷的产生。

结束语

本研究基于整车产品的定位，描述了从竞品分析出发，来设定整车属性目标和重量目标，并进行重量目标的分解、轻量化提案梳理、CAE分析模拟验证、实车称重及台架试验验证的整个轻量化开发流程和链条，是轻量化开发的必由之路。

参考文献

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