零點定位系統在焊裝柔性化生產中的應用

時間： 2025年5月1日星期四分類：科學技術論文次數：509

下面文章主要以汽車制造中焊接車間為例，重點闡述主線的合拼工位柔性化生產形式，并且針對當前比較常見的采用零點定位系統的柔性化生產形式做詳細的闡述，車身柔性化生產在各車企之中已成為一種常態化形式。這種柔性生產模式可以快速跟進市

　　下面文章主要以汽車制造中焊接車間為例，重點闡述主線的合拼工位柔性化生產形式，并且針對當前比較常見的采用零點定位系統的柔性化生產形式做詳細的闡述，車身柔性化生產在各車企之中已成為一種常態化形式。這種柔性生產模式可以快速跟進市場、節約投資成本，因此在很大程度上增強了企業的競爭優勢，希望這類生產方式能夠給車企在設計線體時提供更多參考。

　　關鍵詞：汽車車身,焊裝,柔性化,零點定位系統

汽車工藝與材料

　　1前言

　　焊接作為傳統汽車制造業中最重要的制造過程之一，在很長的一段時期里仍將在汽車制造業占據重要地位。各汽車制造商實現焊接生產線柔性化生產形式是一種必然趨勢。目前，國外一些先進的汽車生產企業在焊裝生產線柔性化方面憑借多年的經驗積累已經有了十分完善的實現方式。國內各汽車企業也在積極推動實現焊裝生產線柔性化，并逐步取得了一定的經驗。本文就零點定位系統在焊裝柔性化生產中的運用做一個詳細的介紹。

　　2焊裝生產線的主要工藝流程

　　汽車焊裝生產主要就是汽車白車身的制造，對于轎車來說，車身焊裝線包括前地板總成線、后地板總成線、頂蓋總成線、機艙總成線、左右側圍總成線、四門二蓋總成線、前后防撞梁總成線、車身裝配線、車身調整線等。

　　3合拼柔性化

　　柔性化焊裝線主要是指在第一次投入建設一條焊裝線時，在車間考慮設備公用動力的通用化，在關鍵工位考慮多種車型共線生產的切換模式，通過局部切換部分專用工裝及設備就可以滿足同一條焊裝生產線實現多種車型的焊接生產。因柔性化的焊裝生產線具有節約成本，縮短項目周期，提高效率等優點，所以各車企都在積極推動焊裝線的柔性化。

　　對于裝配線而言，合拼工位顯然是其關鍵工位。那么裝配線的合拼工位要如何來實現多種車型的混線生產呢?本文以江鈴新能源焊裝工廠的生產線作為例子進行闡述。江鈴新能源焊裝工廠規劃E300&E180&NE160三個車型白車身柔性生產線，按照一期15JPH(單班30000臺/年)產能進行規劃(預留二期25JPH)。生產方式為主焊接線為三車型柔性化共線生產;前機艙、前地板、后地板及側圍總成線采用人工切換夾具實現三車型柔性化共線生產;分總成為三車型人工焊接夾具批量切換生產;車身裝調線為三車型共線。

　　(1)零點定位系統

　　采用專利夾頭的鎖緊模塊(cylinder)，能保證工件在裝夾過程定位和鎖緊同步完成。定位原理圖中，1號精密模塊定義系統的零點，2號補償模塊起調整補償，保證重復定位精度0.002mm，3號鎖緊模塊主要起鎖緊的作用，最大鎖緊力達到1040000N。

　　(2)專用夾具運行系統在裝配線的主拼工位，每種車型的專用定位夾具采用框架式結構。一臺轎車白車身總成夾具由四個模塊組成。白車身前段夾具由模塊1和模塊2合拼組成，白車身后段夾具由模塊3和模塊4合拼組成。左/右側圍總成、下車體總成、頂蓋前/后橫梁在預拼工位通過搭扣預拼完成后，滾床頂升滑撬進入白車身。

　　通過滾床，滑撬帶著白車身從預拼工位到達合拼工位。感應器感應滑撬到位后，滾床下降，白車身落入主拼工位。夾具四個模塊分別通過換槍盤與四臺機器人連接。機器人分別帶著夾具模塊1與夾具模塊2通過上端2個零點定位系統鎖緊組合為一體。夾具模塊1與夾具模塊2組合體同時下降到達相應位置，最后通過下端的4個零點定位系統鎖緊后固定到BASE板上。夾具模塊3與夾具模塊4采用相同原理固定在BASE板上，4個夾具模塊同時對白車身進行定位。

　　在整個柔性裝配線中，機器人起到至關重要的作用。機器人需要完成專用夾具的合拼，搭載焊鉗對車身自動焊接，同時在車型切換生產時，完成不同車型件間專用夾具的切換。采用帶零點定位系統的框架式專用夾具具有以下優點：①將專用夾具從單側單一夾具模塊拆分成兩個模塊，減輕模塊重量，實現機器人切換，極大地簡化了多車型柔性生產的切換模式。②單一夾具模塊減小后，對存儲空間的要求降低了，節約焊裝廠的場地。③極大地降低了成本。但同時帶零點定位系統的框架式專用夾具對零點定位系統的穩定性和車身零件分總成的精度提出了較大要求。

　　(3)車身運輸循環系統

　　車身零件總成在工位間的輸送方式也是柔性化生產線中非常重要的一環。在這條焊裝生產線中，車身采用滾床加滑撬的形式。滑撬采用三車型共用方案，避免了生產車型切換時滑撬的切換。通過PLC系統控制，滑撬通過滾床從上道工序滑到下道工序，在工序末端則通過升降機上升到二樓平臺，在二樓平臺移動到調整線區域，再次通過升降機下降到調整線。同理，滑撬在調整線通過升降機切換到裝配線，從而滑撬在裝配線和調整線實現一個封閉的循環。

　　4結束語

　　目前，這條生產線是江鈴集團唯一在合拼工位采用帶零點定位系統的框架式專用夾具生產線，也是唯一可以實現三車型柔性化生產的生產線。這條生產線對A0級以下的乘用車焊裝車間兩至三車型柔性化生產線具有建設投資小、裝配線柔性化生產切換方式簡單快速的優勢，可供業界參考。

　　參考文獻

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　　汽車方向期刊推薦：《汽車工藝與材料》原名汽車制造，創刊于1986年，由中國汽車工程學會汽車制造技術分會、汽車材料分會和長春汽車材料研究所主辦，它是國內汽車行業主要報道汽車制造技術與材料應用研究等的技術刊物。