新車型涂裝SE共線分析

新車型涂裝SE共線分析
盧學(xué)茹

（北京汽車股份有限公司，北京 101300）

0 引言

汽車涂裝SE分析的主要內(nèi)容是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能存在的問題在設(shè)計(jì)圖紙、數(shù)模、數(shù)據(jù)方面進(jìn)行審核，預(yù)先對(duì)產(chǎn)品或生產(chǎn)線體進(jìn)行優(yōu)化改善，盡可能避免將來在生產(chǎn)線上出現(xiàn)各種問題，使新車型在涂裝質(zhì)量、成本、產(chǎn)能、可操作性、生產(chǎn)線柔性化、工藝性等方面得到一定的保證。按專業(yè)類型可劃分為標(biāo)桿車對(duì)比、共線分析、前處理和電泳的工藝性、注膠操作性、噴漆作業(yè)性，以及注蠟、貼膜等的作業(yè)性分析。隨著汽車市場(chǎng)需求的多樣化，新車型開發(fā)數(shù)量也逐漸增加，新開發(fā)車型大多會(huì)與現(xiàn)有車型共線生產(chǎn)，所以對(duì)新開發(fā)車型的共線分析就成為涂裝SE分析一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。通過以某新車型涂裝SE中的設(shè)備共線分析為例，對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討。

1 生產(chǎn)線基本限制要求

根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)線的基本限制要求，對(duì)比新車型的白車身最大外形尺寸、白車身重量、最大電泳面積、最大噴涂面積、底部焊縫密封膠最大長(zhǎng)度、PVC噴涂最大面積、RPP噴涂要求、門框貼黑膜要求。若無(wú)法滿足新車型的需求，則需要對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)備或工藝進(jìn)行改進(jìn)。某車型設(shè)計(jì)階段的生產(chǎn)線限制要求見表1所列。



關(guān)于白車身尺寸，除了各室體限制的長(zhǎng)寬高的要求以外，還需滿足前處理、電泳輸送設(shè)備和槽體共同要求的最大邊框線要求。結(jié)合涂裝定位點(diǎn)的設(shè)定，同時(shí)需要滿足車身在滑橇上的總體位置，在機(jī)蓋、行李箱蓋（或背門）開啟一定角度后，白車身的任何部位均不能超出設(shè)備要求的最大邊框線，且需要保留合理的余量。避免出現(xiàn)車身在槽體中因運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)造成的干涉，導(dǎo)致車身或槽體內(nèi)部設(shè)備被破壞。

2 輸送設(shè)備共用化分析

對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車涂裝線來說，往往屬于多車型混線生產(chǎn)，那么車型的定位點(diǎn)應(yīng)盡量一致。如果確實(shí)因?yàn)楫a(chǎn)品本身原因不能做到一致時(shí)，可以通過改變吊具和滑橇的定位點(diǎn)來完成。輸送設(shè)備的共用化分析主要從滑橇、吊具、轉(zhuǎn)掛系統(tǒng)、升降機(jī)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 滑橇共用化分析

本次共線分析新車型的生產(chǎn)線前處理、電泳采用RoDip的輸送方式，且WBS和PBS滑橇定位點(diǎn)與涂裝車間滑橇定位點(diǎn)相同。在車身設(shè)計(jì)初期，需將新車型的定位點(diǎn)坐標(biāo)、孔徑大小和定位孔的翻邊高度與滑橇支撐進(jìn)行匹配?？蓪⑿萝囆偷臄?shù)據(jù)和滑橇3D數(shù)據(jù)組合進(jìn)行模擬分析，可同時(shí)觀察車身與滑橇的橫梁、支腿等是否存在干涉問題，結(jié)果更直觀。如果不能匹配現(xiàn)有滑橇支撐，需要增加新的滑橇支撐，或?qū)嚿矶ㄎ豢走M(jìn)行調(diào)整。一般優(yōu)先考慮調(diào)整車身定位孔，因新增支撐前需要評(píng)估新支撐與現(xiàn)有車型是否干涉、布置新支撐需要的空間能否在滑橇增加該支撐，并且改造滑橇的費(fèi)用巨大。

將分析的新車型下車體數(shù)據(jù)與滑橇匹配(圖1所示)后發(fā)現(xiàn)：用現(xiàn)有后定位孔為基準(zhǔn)，后定位孔的翻邊高度不滿足要求，無(wú)適合的前定位孔，前后定位孔的高度差為82.26mm，而滑橇要求的高度差為67mm，不滿足共線要求。



經(jīng)過與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和設(shè)備工程師進(jìn)行討論，若滑橇改造增加新的支撐，共585個(gè)滑橇，需要投資近300萬(wàn)，且改造周期長(zhǎng)，影響正常生產(chǎn)，新增支撐也存在對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品帶來生產(chǎn)安全隱患；若產(chǎn)品變更，需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的20多個(gè)工件進(jìn)行變更，數(shù)據(jù)周期也會(huì)受到影響。通過反復(fù)溝通、分析討論，終于達(dá)成一致的解決方案：

1）在現(xiàn)有前定位點(diǎn)沿X向80mm處增加一個(gè)翻邊高度為5-6mm的Φ40的定位孔，同時(shí)在內(nèi)部增加加強(qiáng)板，經(jīng)CAE強(qiáng)度校核分析，滿足要求；
2）現(xiàn)有后定位孔翻邊高度不滿足滑橇鎖緊高度9-10mm的要求，且該鎖緊高度要求下，車身設(shè)計(jì)時(shí)采用的普通冷軋板翻邊高度達(dá)不到要求，需要底部增加一塊加強(qiáng)板來增加高度，導(dǎo)致車體重量增加，且板材貼合部位無(wú)法形成電泳漆膜，會(huì)導(dǎo)致銹蝕問題發(fā)生。若更換材質(zhì)會(huì)導(dǎo)致整車成本上升，不建議采用。考慮到定位孔翻邊與滑橇鎖緊結(jié)構(gòu)接觸部位必須保證鎖緊高度要求，而其余部位翻邊高度對(duì)鎖緊無(wú)影響，故可用漸變的翻邊結(jié)構(gòu)（圖2所示），保證鎖緊部位的高度要求。經(jīng)過與沖壓工程師確認(rèn)分析，這種方案可行。對(duì)比設(shè)備圖紙和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，確認(rèn)滑橇的鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊后與定位孔翻邊的接觸范圍，在保證滿足工件強(qiáng)度要求和沖壓工藝能實(shí)現(xiàn)的前提下，盡量增大最大高度翻邊的范圍。經(jīng)過EP樣車驗(yàn)證，此定位孔翻邊形式鎖緊可靠，無(wú)變形。



3）在滿足沖壓、焊接工藝以及整車布置要求下，通過調(diào)整前后定位孔所在工件的Z向高度來滿足滑橇前后定位孔高度差的要求。且前后定位孔更改后，保證X向距離為1720mm，Z向高度差為67mm。

通過上述新車型產(chǎn)品數(shù)據(jù)的變更，最終實(shí)現(xiàn)直接共用滑橇，節(jié)省了設(shè)備改造的費(fèi)用。

2.2 PVC吊具共用性分析

車身底部焊縫密封膠和PVC噴涂作業(yè)需要將車身吊起，高工位作業(yè)。吊具為拖塊托舉，分為前后拖塊，托舉部位為車身裙邊部位，要確保裙邊平齊，且能承受白車身的托舉重量。通過性分析是重點(diǎn)關(guān)注的是新車型的裙邊部位的X和Y向范圍是否滿足拖塊托舉限制要求。仍需將車身數(shù)據(jù)和生產(chǎn)線吊具的三位數(shù)據(jù)組合，校核是否存在干涉部位。
本次分析的新車型的數(shù)據(jù)能滿足吊具的托舉范圍要求（表2所示），但是從3D數(shù)據(jù)查看可見前拖塊托舉處與車身地板下縱梁干涉，拖塊不能與裙邊部位垂直接觸，會(huì)導(dǎo)致托舉不到位、吊具前后承重不均勻，拖塊發(fā)生形變。經(jīng)與設(shè)計(jì)人員溝通確認(rèn)，此縱梁位置涉及線束卡子的布置問題，更改困難；與設(shè)備工程師現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)拖塊的更改方案，可以更改且改造周期短，費(fèi)用不高，最終確定更改吊具前拖塊。吊具共用的問題順利解決。



2.3 其他轉(zhuǎn)接設(shè)備

涂裝車間與焊裝、總裝車間的轉(zhuǎn)接，以及車間內(nèi)部各線體之間的轉(zhuǎn)接基本都是通過升降機(jī)和移栽機(jī)完成的。做升降和移載設(shè)備共線分析的時(shí)候，須重點(diǎn)關(guān)注托舉范圍和重心位置，確保新車型的裙邊部位在拖塊的托舉范圍之內(nèi)，且不存在干涉位置；需重點(diǎn)關(guān)注重心位置在前后拖塊之間，且X向不可過度偏向某一拖塊，以免出現(xiàn)車體前傾或后傾的問題。另外，車身在烘干爐爬坡段的重心位置也需重點(diǎn)關(guān)注，重心必須落在滑橇滾輪之間，否則會(huì)出現(xiàn)翻車的風(fēng)險(xiǎn)。

本次分析的新車型為汽油車改款電動(dòng)車，由于電池布置的原因，相比汽油車縱梁的位置有變化，且縱梁的Z向高度比裙邊低。在做鎖緊檢測(cè)設(shè)備分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)拖塊托舉的部位為縱梁，前后拖塊托舉部位的Z向存在15mm高度差，經(jīng)過與產(chǎn)品工程師討論確認(rèn)，最終通過產(chǎn)品變更消除了現(xiàn)有高度差，從而實(shí)現(xiàn)了鎖緊檢測(cè)設(shè)備直接共用。因鎖緊檢測(cè)設(shè)備包含車型識(shí)別系統(tǒng)，故改造難度大，同時(shí)增加車間生產(chǎn)管理難度，一般共線分析時(shí)考慮產(chǎn)品變更滿足，而不建議設(shè)備改造。

3 結(jié)語(yǔ)

涂裝共線分析是整個(gè)SE分析工作中極為重要的一部分，對(duì)新增車型的生產(chǎn)線后期的柔性化生產(chǎn)、產(chǎn)能的實(shí)現(xiàn)、生產(chǎn)管理的難易、制造成本控制都起到關(guān)鍵性的作用。若新車型投產(chǎn)時(shí)能考慮將同一平臺(tái)車型策劃在同一生產(chǎn)基地，且SE分析階段把通過性分析做好，100%的共線性問題均能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段得出解決措施，從而避免投產(chǎn)后，發(fā)生產(chǎn)品設(shè)變或生產(chǎn)線因增加新車型而進(jìn)行大量改造。