浅谈柔性化技术在焊装车间的应用

汪自军,邹传利,安珂

摘要：在汽车行业的市场竞争中，为降低项目风险，实现多种类、小批次集中生产结构，从传统汽车厂到新能源车企都急需一种能满足多品种、易调整、应变能力强的生产方式。在实际生产过程中，与涂装、总装生产线相比较而言，焊装夹具和线体的刚性最强，产品通过性难度最高，因此，通过焊装柔性化实现多车型的共线生产是各车厂特别是新能源车企的主要竞争力之一。

关键词：柔性化、费用、周期

一、柔性化焊接技术背景

1.1柔性化技术概述：

焊接柔性化生产线作为一种灵活、高效的生产模式，满足了车型更新换代节奏快的需求。能保证单线同时适应单平台多车型或多平台多车型生产，节省了空间成本和项目投入，缩短新车型的研发周期，以增强行业竞争力。

1.2 柔性化生产线特征：

1.2.1车型柔性化：单一平台多车型、多平台车型共线生产；
1.2.2生产方式柔性化：任意切换混流/批量模式生产；
1.2.3产能柔性化：任意产能生产。

柔性化相较传统单一生产线具备技术及成本优势

1.3、柔性化标准的基础要素：

1.3.1对于设计的要求：车身结构和定位要求相近的车型，其生产线较容易实现柔性共线，反之共线生产的难度较大，即使勉强共线经济性也不好，是柔性化设计的基础.

1.3.2对于硬件的要求：焊接生产线定位夹具和线体的刚性最强，其中关键设备和定位机构的标准化和模块化质量，是柔性生产线技术的关键。

二、柔性化焊接技术的优势：

柔性化焊装线指可以同时满足多个车型的生产制造线，生产线的动力设施与生产设备一次投入，永久使用。每当进行新车型开发，只需增加部分专用设备，按预置方案改造通用设施，调试预备通用程序，避免进行公用设施和新生产线的重复投资，可以极大地缩短产品调试周期。

相较传统的专一化焊装生产线，柔性化焊装线具备许多新技术及成本优势，其优势具体体现在以下几个方面：

2.1产品精度

通过采用柔性化焊装线技术，可以提升白车身精度，控制生产稳定性，投入的大量焊接机器人将大幅对降低焊接误差，对提高重复精度也有显著控制效果。

2.2生产节拍

通过已有的柔性化生产线验证，首先柔性化焊装线各工位的生产节拍既能达成工艺规划节拍，有效保证焊装生产产能。同时可以通过提高机器人焊接运行速度、增加伺服焊钳使用数量等方式，后期甚至可以打突破规划的JPH。

2.3改造周期

一般新建一条焊装线的施工周期约为6个月，而选择在一条柔性化焊装线共线生产新车型，线体改造周期可以缩短至为2-4个月。柔性化技术不仅降低了生产线改造的工作量，也能大幅缩短改造周期。

2.4投资成本

柔性化焊装线的共用设备较多，在线体上开发同平台新车型时，只需较少的投资就可以进行线体改造，增加专用机构。例如：在柔性化焊装线上增加新车型时所需费用约为1000万元，而选择新建一条焊装线的总投资费用可增至3000-4000万元。

三、柔性化焊接技术的应用

3.1机舱柔性化技术

在某智能焊接工厂：机舱由机器人进行总成焊接、搬运工作，机舱总成通过机器人搬运至APC运输到下部工位。

机舱线夹具固定在滑台上通过滑轨切换，并将现有车型的夹具存储在固定库位，满足3车型生产需求，实现分总成柔性化

3.2侧围柔性化技术

在某智能焊接工厂：侧围通过七轴机器人进行总成进行焊接、搬运，侧围总成通过机器人搬运至EMS运输到主线工位。

侧围线夹具固定通过三面转台上快速切换，实现3车型生产需求，实现分总成柔性化。

3.3主下线柔性化技术

在某智能焊接工厂：主下线白车身通过滚床滑撬运输，机器人进行总成焊接、涂胶工作，通过举升机和空中输送线运输到主线工位。

下部线夹具通过风车机构进行多车型定位切换，可以达成4车型生产需求，实现在线柔性化生产。

3.4主拼柔性化技术

在某智能焊接工厂：主拼工位采用GATE形式，机器人完成总成焊接、上件工作。

主拼夹具通过装载支架进行多车型定位切换，夹具支架通过轨道车及库位存储和切换，单次夹具切换时间为30s，可以实现节拍内4车型生产需求，满足在线柔性化生产。

四、结论：

自2009年以来，我国的新能源汽车行业历经政策试点、引导、推广阶段，各厂商群雄并起而后三分天下，新能源汽车的生产规模急速扩张，成为汽车行业一股年轻、有激情的新鲜力量。而新能源汽车市场相较传统汽车的市场需求更加个性化、多样化，对产品上市需求和成本控制也更加急切。

    而柔性化生产线相较传统单一生产线更具备技术及成本优势，通过前期规划提前一次性投入，在柔性化与经济效益之间求取一个最佳的平衡线，做出最高性价比的柔性生产线，其应用在汽车市场中将具备广阔前景。

参考文献：