零点定位系统在焊装柔性化生产中的应用

　　下面文章主要以汽车制造中焊接车间为例，重点阐述主线的合拼工位柔性化生产形式，并且针对当前比较常见的采用零点定位系统的柔性化生产形式做详细的阐述，车身柔性化生产在各车企之中已成为一种常态化形式。这种柔性生产模式可以快速跟进市场、节约投资成本，因此在很大程度上增强了企业的竞争优势，希望这类生产方式能够给车企在设计线体时提供更多参考。

　　关键词：汽车车身,焊装,柔性化,零点定位系统

　　1前言

　　焊接作为传统汽车制造业中最重要的制造过程之一，在很长的一段时期里仍将在汽车制造业占据重要地位。各汽车制造商实现焊接生产线柔性化生产形式是一种必然趋势。目前，国外一些先进的汽车生产企业在焊装生产线柔性化方面凭借多年的经验积累已经有了十分完善的实现方式。国内各汽车企业也在积极推动实现焊装生产线柔性化，并逐步取得了一定的经验。本文就零点定位系统在焊装柔性化生产中的运用做一个详细的介绍。

　　2焊装生产线的主要工艺流程

　　汽车焊装生产主要就是汽车白车身的制造，对于轿车来说，车身焊装线包括前地板总成线、后地板总成线、顶盖总成线、机舱总成线、左右侧围总成线、四门二盖总成线、前后防撞梁总成线、车身装配线、车身调整线等。

　　3合拼柔性化

　　柔性化焊装线主要是指在第一次投入建设一条焊装线时，在车间考虑设备公用动力的通用化，在关键工位考虑多种车型共线生产的切换模式，通过局部切换部分专用工装及设备就可以满足同一条焊装生产线实现多种车型的焊接生产。因柔性化的焊装生产线具有节约成本，缩短项目周期，提高效率等优点，所以各车企都在积极推动焊装线的柔性化。

　　对于装配线而言，合拼工位显然是其关键工位。那么装配线的合拼工位要如何来实现多种车型的混线生产呢?本文以江铃新能源焊装工厂的生产线作为例子进行阐述。江铃新能源焊装工厂规划E300&E180&NE160三个车型白车身柔性生产线，按照一期15JPH(单班30000台/年)产能进行规划(预留二期25JPH)。生产方式为主焊接线为三车型柔性化共线生产;前机舱、前地板、后地板及侧围总成线采用人工切换夹具实现三车型柔性化共线生产;分总成为三车型人工焊接夹具批量切换生产;车身装调线为三车型共线。

　　(1)零点定位系统

　　采用专利夹头的锁紧模块(cylinder)，能保证工件在装夹过程定位和锁紧同步完成。定位原理图中，1号精密模块定义系统的零点，2号补偿模块起调整补偿，保证重复定位精度0.002mm，3号锁紧模块主要起锁紧的作用，最大锁紧力达到1040000N。

　　(2)专用夹具运行系统在装配线的主拼工位，每种车型的专用定位夹具采用框架式结构。一台轿车白车身总成夹具由四个模块组成。白车身前段夹具由模块1和模块2合拼组成，白车身后段夹具由模块3和模块4合拼组成。左/右侧围总成、下车体总成、顶盖前/后横梁在预拼工位通过搭扣预拼完成后，滚床顶升滑撬进入白车身。

　　通过滚床，滑撬带着白车身从预拼工位到达合拼工位。感应器感应滑撬到位后，滚床下降，白车身落入主拼工位。夹具四个模块分别通过换枪盘与四台机器人连接。机器人分别带着夹具模块1与夹具模块2通过上端2个零点定位系统锁紧组合为一体。夹具模块1与夹具模块2组合体同时下降到达相应位置，最后通过下端的4个零点定位系统锁紧后固定到BASE板上。夹具模块3与夹具模块4采用相同原理固定在BASE板上，4个夹具模块同时对白车身进行定位。

　　在整个柔性装配线中，机器人起到至关重要的作用。机器人需要完成专用夹具的合拼，搭载焊钳对车身自动焊接，同时在车型切换生产时，完成不同车型件间专用夹具的切换。采用带零点定位系统的框架式专用夹具具有以下优点：①将专用夹具从单侧单一夹具模块拆分成两个模块，减轻模块重量，实现机器人切换，极大地简化了多车型柔性生产的切换模式。②单一夹具模块减小后，对存储空间的要求降低了，节约焊装厂的场地。③极大地降低了成本。但同时带零点定位系统的框架式专用夹具对零点定位系统的稳定性和车身零件分总成的精度提出了较大要求。

　　(3)车身运输循环系统

　　车身零件总成在工位间的输送方式也是柔性化生产线中非常重要的一环。在这条焊装生产线中，车身采用滚床加滑撬的形式。滑撬采用三车型共用方案，避免了生产车型切换时滑撬的切换。通过PLC系统控制，滑撬通过滚床从上道工序滑到下道工序，在工序末端则通过升降机上升到二楼平台，在二楼平台移动到调整线区域，再次通过升降机下降到调整线。同理，滑撬在调整线通过升降机切换到装配线，从而滑撬在装配线和调整线实现一个封闭的循环。

　　4结束语

　　目前，这条生产线是江铃集团唯一在合拼工位采用带零点定位系统的框架式专用夹具生产线，也是唯一可以实现三车型柔性化生产的生产线。这条生产线对A0级以下的乘用车焊装车间两至三车型柔性化生产线具有建设投资小、装配线柔性化生产切换方式简单快速的优势，可供业界参考。

　　参考文献

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　　汽车方向期刊推荐：《汽车工艺与材料》原名汽车制造，创刊于1986年，由中国汽车工程学会汽车制造技术分会、汽车材料分会和长春汽车材料研究所主办，它是国内汽车行业主要报道汽车制造技术与材料应用研究等的技术刊物。