起亞汽車(chē)：我們是這樣設(shè)計(jì)柔性化生產(chǎn)線(xiàn)的

近年來(lái)，隨著汽車(chē)行業(yè)固定資產(chǎn)投資穩(wěn)步增長(zhǎng)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，柔性化生產(chǎn)線(xiàn)以其高自動(dòng)化率、多功能，已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)的專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)。

車(chē)身工藝及車(chē)身生產(chǎn)線(xiàn)
汽車(chē)生產(chǎn)有五大車(chē)間，PRESS SHOP負(fù)責(zé)將汽車(chē)鋼板沖壓成形，BODY SHOP負(fù)責(zé)將沖壓車(chē)間的沖壓件及其他部品組焊成BIW，然后轉(zhuǎn)序進(jìn)涂裝，涂裝對(duì)BIW進(jìn)行防腐防銹及上漆處理，轉(zhuǎn)序進(jìn)總裝，完成汽車(chē)制造。其中BODY SHOP的工藝，如圖1所示。



圖1 BODY SHOP生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)車(chē)身專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)及其局限
車(chē)身專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)針對(duì)單一車(chē)型開(kāi)發(fā)（見(jiàn)圖2），若再開(kāi)發(fā)新車(chē)種生產(chǎn)時(shí)，就必須異地或遷移現(xiàn)有焊裝線(xiàn)后重新建設(shè)焊裝線(xiàn)。部件生產(chǎn)工序的每一個(gè)工位，都會(huì)有一套固定夾具，因此會(huì)帶來(lái)一定的重復(fù)定位誤差。如果車(chē)型更新?lián)Q代或者被淘汰，生產(chǎn)線(xiàn)必須拆除重新開(kāi)發(fā)。不論從設(shè)計(jì)角度，還是從市場(chǎng)角度，它都不再能滿(mǎn)足如今消費(fèi)者的多元化需求。



圖2 專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)

柔性化生產(chǎn)線(xiàn)
柔性化焊裝線(xiàn)，是指在相同的地方同一條生產(chǎn)線(xiàn)上可以同時(shí)滿(mǎn)足多個(gè)車(chē)種的生產(chǎn)，每次開(kāi)發(fā)新車(chē)型時(shí)，只需增加部分專(zhuān)用設(shè)備，改造事先預(yù)置的通用設(shè)備，調(diào)試各種共用化程序。



圖3 柔性化生產(chǎn)線(xiàn)

焊裝生產(chǎn)線(xiàn)綜合夾具
焊裝車(chē)間的主要生產(chǎn)方式包含：點(diǎn)焊、CO2保護(hù)焊、激光焊接及壓力成形。相應(yīng)的夾具都以組焊夾具形式出現(xiàn)，融合電氣及控制技術(shù)，最大限度發(fā)揮柔性生產(chǎn)線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)。焊裝的夾具組，都是結(jié)合面定位、點(diǎn)定位、定位銷(xiāo)定位以及夾緊定位的結(jié)合。本文主要介紹主線(xiàn)合成機(jī)、側(cè)圍臺(tái)車(chē)、行李箱可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)臺(tái)等。



圖4 柔性合成機(jī)結(jié)構(gòu)

主合成工位，是柔性化生產(chǎn)的最關(guān)鍵工位，柔性化生產(chǎn)能夠容納的車(chē)型種類(lèi)，取決于合成機(jī)的綜合夾具。以圖4和圖5為例，合成機(jī)具備四套綜合夾具。



圖5 柔性合成機(jī)

臺(tái)車(chē)夾具也是柔性化生產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵設(shè)備（見(jiàn)圖6和圖7），臺(tái)車(chē)安裝生產(chǎn)所需要的綜合夾具，根據(jù)生產(chǎn)需要投入，跟隨工件一起在生產(chǎn)線(xiàn)上流動(dòng)。避免了重復(fù)定位的誤差，配合現(xiàn)代化的機(jī)器人焊接，產(chǎn)品具備很高的一致性和穩(wěn)定性。使得產(chǎn)品質(zhì)量和精度都能得到有效的控制。



圖6 側(cè)圍臺(tái)車(chē)示意



圖7 側(cè)圍臺(tái)車(chē)生產(chǎn)

旋轉(zhuǎn)臺(tái)（見(jiàn)圖8）具備兩個(gè)以上的工作臺(tái)，每一工作臺(tái)安裝一整套夾具。每個(gè)工作臺(tái)，可以根據(jù)生產(chǎn)指令切換。旋轉(zhuǎn)臺(tái)包含上件工位與焊接工位。焊接工位進(jìn)行焊接的同時(shí)，工人或者機(jī)器人可以完成上件工作。焊接完成以后，焊接工位的工件會(huì)由機(jī)器人運(yùn)走，之后旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行下一次的工作循環(huán)。



圖8 行李箱蓋旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的生產(chǎn)

柔性化生產(chǎn)的夾具切換
柔性化生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的是在同一工位，可以實(shí)現(xiàn)不同車(chē)型夾具的切換。車(chē)身制造的過(guò)程中，根據(jù)不同的切換方法，可以分為整體切換、局部切換以及全伺服切換。

整體切換，生產(chǎn)工位具備多套生產(chǎn)夾具，是指在生產(chǎn)過(guò)程中，用旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)的方式，將一整套生產(chǎn)夾具，切換到生產(chǎn)工位。主要有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)切換，可移動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)切換，臺(tái)車(chē)切換。



圖9 臺(tái)車(chē)切換方案

局部切換，主要發(fā)生在不同工件定位部分有大部分相同，只有局部有差異的情況。現(xiàn)代設(shè)計(jì)當(dāng)中，許多經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)，得到認(rèn)可的設(shè)計(jì)都可以模塊化，這樣充分發(fā)揮了優(yōu)秀設(shè)計(jì)的成果，縮短了開(kāi)發(fā)周期。當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品換代的時(shí)候，只在局部定位有改變。相應(yīng)的夾具，也只在局部有變更。在車(chē)身生產(chǎn)中，地板定位只需切換后輪罩部分定位，因此主線(xiàn)臺(tái)車(chē)，往往會(huì)在輪罩部位進(jìn)行局部切換。



圖10 主線(xiàn)臺(tái)車(chē)局部切換

理論上講，足夠精細(xì)的伺服夾具，可以根據(jù)數(shù)模，適用于各種車(chē)型。未來(lái)的伺服夾具，可以用一個(gè)工位，減少臺(tái)車(chē)投入數(shù)量和夾具投入數(shù)量，大幅度節(jié)省空間。

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