一体式后车身机加工装配布局

一体式后车身机加工装配布局

何新路

浙江极氪汽车研究开发有限公司宁波前湾新区分公司，浙江省宁波市315000

摘要：随着综合国力的提高，我国汽车行业的蓬勃发展，行业内部的制造规模以及工艺水准都有了大大的提升。但是随着新时代的到来，社会大众对于汽车的节能性以及安全性都提出了更高的要求，所以在汽车制造工艺不断转型升级的当下，车身装配技术也越来越受到了行业人员的密切关注。只有不断地对现有的汽车车身装配技术进行升级，提高车身装配技术，才能够提高汽车制造的工艺水准和安全性能。这其中不仅需要相关的操作人员提升自己自身的业务能力，更需要利用现代化操作设备和先进的科学技术来提高车身装配技术的工艺。

关键词：一体式；后车身机加工；装配布局

引言

汽车的关键在于车身，车身的关键在于装配。车身装配质量涉及到汽车的整车结构的刚度和强度以及装配的方方面面，所以管控好装配质量，可以提高整车焊点合格率，使车身的结构更稳定，这样才能提升整车的质量。因此从提高最基本的车身装配入手来提高产品的质量，进而提高产品的竞争力，才能使企业在市场竞争中立于不败之地。

1现阶段技术背景下汽车车身装配技术的现状分析

随着我国经济水平的不断提高，汽车行业也蓬勃发展，不仅是在国内，在全世界范围内我国汽车行业的规模以及销量都名列前茅。我国政府也积极制定了相关的政策推动汽车行业的良性发展，例如:在“汽车产业振兴计划”中提出，汽车行业应该不断地提高研发技术，加强企业素质。同时，通过品牌化的打造，树立起一部分知名的民族企业，这样才能够促进汽车行业的良性发展和迅速提高。现阶段的汽车行业，由于用户需求变化较快，使现代化的汽车不仅量级更小，更适合城市出行，同时车辆型号的变更速度也不断加快，对于安全性能的要求也更高，这就提高了车身装配技术的难度。所以在现阶段的用户背景下，车身装配技术具有了以下6个新的装配特点:使用新型材料作为车身的装配材料。由于城市用车的量级更小，但是对于安全性能的要求没有减少，所以原有的车身装配技术不能满足这样的用户需求，必须通过使用新型材料来提高车身装配的强度和安全性能。使用现代化的装配设备进行车身装配。现阶段的用户需求变化快，汽车生产线上的型号变更也十分迅速，产品更新换代快，但不同型号间的装配技术差距较大，所以需要不断地更换新型装配设备来进行车身装配。自动化装配技术提高。在产品更新换代快、汽车进行批量化生产的背景下，在保证汽车车身装配工艺的同时，必须不断提高生产线的自动化装配工艺。信息化技术应用程度提高。在生产线使用自动化的装配工艺进行批量化生产时，必须使用多种现代化的装配设备，所以必须通过信息技术的应用来保证生产线的良好运营。出现混合焊装生产线。由于现代化汽车型号多样，为了降低焊装的成本，汽车企业会在行业内部组建能够满足多种汽车型号焊装需求的混合生产线。车身装配工艺的精准度不断提高。由于现代化的用车对于舒适度和安全性能的需求不断提高，所以对车身装配方面精准度提出了更高的要求。

2影响机加工工艺成本的主要原因

2.1 结构性防错

相似的几个零件，尽可能设计为通用件、完全自对称的结构，使零件装配时无需考虑零件差异，无防错要求;因同时可以降低零件开发的成本，通常是优先推荐的防错方法。

1）相似零件存在1个定位孔时，可将孔位设计位置差异，利用孔与零件的轮廓距离差异，通过工装限位的方式实现防错功能 ;

2）相似零件存在2个定位孔时，可利用主副定位孔的孔径差异来实现防错功能;也可以采用主副定位孔的孔距差异的方式 ;

3）相似零件缺少定位孔时，可通过对某个零件增加凸台、凸点特征进行限位，使其他零件装配时发生干涉来实现防错功能 ;

4）相似零件更改为非对称结构，利用零件的非对称特征实现防错功能，使错误零件无法装配。

2.2 工艺技术能力方面因素

企业的工艺技术能力是影响产品生产质量、效率的决定性因素，虽然多数企业的工艺技术都可以达到标准，其中不乏一些工人的工艺技术具有很高的水准，但仍然有一部分企业的工业技术偏低。所谓工艺技术能力，就是企业的升级部门明确工艺技术后，将设计好的形态、特性转变为具体实物的加工技术保证能力。如果企业拥有较高的工艺技术能力，就可以在实际生产过程中，提高产品生产的质量。因此，企业产品的产量、工艺成本都会受到企业工艺能力的影响。部分企业在生产中还在使用传统的工艺技术，这种传统的生产技术无法保证加工的精度，并且无法形成批量生产。当今市场中各个领域的各个行业都处于非常激烈的竞争环境中，企业如若想要提升工艺技术能力，就必须要对人才引进工作提高重视，定期进行专业化技术人员培训工作，充分认识到人才对于企业发展的重要性。

2.3 产品工艺设计落后

在产品的工艺总方案中，产品的工艺设计是其中重要的组成部分。在工艺总方案中还会涉及到标准件及原材料的采购、工艺特点、共一份工要求等多方面内容，会对工艺技术准备进行指导，还可以对各部门形成有效协调，进而开展工艺工作的依据。如果工艺设计足够科学、合理，就可以产生优秀的经济效果，简单来说，就是在工业投资与工艺成本之间形成最优的比率，因此必须对此进行综合衡量，但很多企业的产品工艺设计理念十分落后，在生产中进行工艺设计总方案的选择过程中，只是单纯对工艺成本进行比较，但却轻视基本投资的回收期，最终导致工艺设计落后，很难达到降低成本的目标。

3质量管理

3.1 装配质量控制

（1）提高劳动者素质。为了有效的提高在装配系统当中的生产效率，就要提高劳动者的素质，汽车装配系统在流水线运行的过程当中，人工与机器进行适当的配合，可以有效的提高工作效能，并且能够根据人工对于问题进行及时的判断与解决处理，减少随机事项发生的概率。所以，在进行生产的过程当中，要提高劳动者的素质，激发劳动者的生产热情，积极主动地参与到生产过程当中，并且能够在生产当中认真仔细，高效率的完成工作。

（2）机械设备与人工配合。自动化的装配系统在运行的过程当中，可以由机器进行自行运转，由工人进行监督与管理即可。但由于自动化的设备更新较快，而且在进行维修养护过程当中，对工人的专业要求较高，所以在进行装配线生产的过程当中要充分的将机械设备与人工劳力进行相结合。工人在进行维修与检测的过程当中，也要严格按照标准进行，尽量减少误差，并且及时地检测相关设备，减少由设备而造成的相关事故。

3.2 质量控制思路

要对生产装配过程当中的产品质量有所保证，就要采取各种设施来加强对于质量的控制和相关检测，在机器的使用过程当中，要尽量预防设备产生故障。并且在日常的生产当中，要及时的对于设备进行监测，预防安全事故的产生，通过日常的维护与管理，及时的发现问题隐患与相关故障进行及时的维修与管理。

3.3 减少人工操作错误

在具体生产过程当中，现场作业大多是通过人为控制，但由人为进行相关控制，常常会出现各种各样的错误。这就要求在生产的过程当中，尽量减少因为疲劳操作或工作环境，人员交流等引起的相关错误。要事实的建立防错技术，通过接触式探测，法定竖式探测法，和标准动作异常探测等三种方式，检测在生产过程当中的异常情况，一旦操作工序当中出现偏差，工作人员就可以通过相关标识而感知到误差的产生，从而进行相关的调整，减少错误产生的概率。

3.4监控管理

长期有效监控是装配质量管理的关键。如果对车身装配过程只有输入，没有输出，那么装配质量管理只能注定失败。首先，所谓的输入就是平常在车身装配上发生的各种缺陷问题的解决办法，而输出就是根据解决方法反馈出的效果进行有效的跟踪和监控，使之能形成闭环。但仅仅只能即时地反映出效果，纳入到长期跟踪周期里，并建立一个完善的监控点跟踪系统，该系统可以查询到，每个监控点的变化量以及趋势，有利于监控点的取样分析，为采取下一步措施提供依据。而装配缺陷的形成的影响因素十分多，而且这些因素相互影响，相互作用，关系非常负责，因此需要对大量的各种装配数据进行统计、分析、研究，找到其缺陷的末端因素，即找到其根本原因，然后采用措施解决装配质量问题。所以对数据采集的管理就显得相当重要了。其次，该数据包括通用数据采集和研究数据的，以及破坏性试验数据，研究数据则着重于对各种装配缺陷的验证分析数据和针对装配电压、电流、压力的试验研究数据等。再次，这些数据其实就是对整个车身的装配质量在数量上的一种长期和有效的监控。这些监控到的数据可以用来做一系列的对比分析，再通过实验验证，进而转换为各种装配成果，最后根据研究成果应用于实际问题的解决当中，这样就能提高装配质量的解决能力。所以提高装配监控管理不仅可以有效地提高装配质量，提高整车装配合格率和稳定性，也完善了装配质量管理体系。毛坯状态类型可以对毛坯制造工艺质量有非常明显的影响，同时还可以对零件机械加工效率有非常大的影响。因此，必须要对毛坯技术的状态进行改进，保证状态合理，并同时提升毛坯工艺的整体质量。

4工业机器人在汽车压铸工件制造中的应用

压铸是汽车零件制造中的重要工序，采用传统的模具设计和制造以及压铸工艺，生产质量无法满足压铸件的标准要求，工业机器人作为先进制造业的重要设备，在精度要求不高和高速小切削量的机械加工中应用效果较好。比如在汽车发动机铝合金压铸件端盖制造中，应用工业机器人进行加工，改变了传统的加工方式，不仅提高了生产效率，而且提高铝合金压铸件产品的性能和质量。在传统的数控机床加工中，将工件固定在机床工作台面上，然后对固定在台面上的端盖工件进行六轴模式的表面加工，在端盖工件铝合金压铸件后处理、清理工序较多，且较为复杂，需要更换不同的刀具，还要调整安装角度，同时还要考虑上下料的问题，会直接降低加工效率。采用工业机器人逆向切削的加工方式，不仅节省了换刀时间，提高生产效率，而且降低了能耗。通过对汽车发动机端盖的加工工序以及所需刀具数量进行分析，然后布置相应数量的主轴，在机器人末端安装夹具来夹持端盖工件铝合金压铸件，然后通过移动端盖工件铝合金压铸件的方式进行切削。经过改进后的加工工艺，机器人不仅能够在生产线上自行抓取工件，而且还能够通过不同主轴进行相应的加工以及完成上下料的工序。工业机器人在汽车发动机端盖铝合金压铸件中采用的逆向切削加工工艺，大大提高了加工效率和加工质量。工业机器人按照编程运行，首先按照定位要求在工件架上取出工件，在气动主轴工位上对工件进行水道口、外圈分型面、内腔倒角位等进行铣削，然后将工件旋转90°，对工件的窗口位和半圆弧位的批锋等进行铣削。下一工序在电主轴工位进行，对工件进行平整水道口、铣平顶针印等进行铣削。下一工序在砂带抛光机工位上，将工件旋转180°，对工件筋条上的铸点进行打磨，最后机器人将工件按照规定位置摆放到工件周转架上。

结语

装配过程由于其自身的特殊性导致装配过程监控与装配质量控制一直是装配行业内的一大难题。近年来随着技术的更新，越来越多的自动化装配设备、智能化装配监控控制系统、智能化装配质量检测设备已经被引入生产现场并取得了不错的效果，未来随着中国制造2025的逐步开展，装配过程控制也势必越来越自动化、智能化，同时满足低成本，易制造的要求。

参考文献

［1］高颖超．超大尺寸瓷板码垛机器人工作站系统设计与运动仿真研究［D］．淄博:山东理工大学，2017．

［2］吴英平．装配机器人引入EM8支架装配的可行性论述［J］．金属加工(热加工)，2017(增刊1):31－34．

［3］刘琳．机器人作业系统周边装置控制器的开发［D］．上海:上海交通大学，2010．