起亚汽车：我们是这样设计柔性化生产线的

近年来，随着汽车行业固定资产投资稳步增长，在激烈的市场竞争中，柔性化生产线以其高自动化率、多功能，已经逐步替代传统的专用生产线。

车身工艺及车身生产线
汽车生产有五大车间，PRESS SHOP负责将汽车钢板冲压成形，BODY SHOP负责将冲压车间的冲压件及其他部品组焊成BIW，然后转序进涂装，涂装对BIW进行防腐防锈及上漆处理，转序进总装，完成汽车制造。其中BODY SHOP的工艺，如图1所示。



图1 BODY SHOP生产工艺

传统车身专用生产线及其局限
车身专用生产线针对单一车型开发（见图2），若再开发新车种生产时，就必须异地或迁移现有焊装线后重新建设焊装线。部件生产工序的每一个工位，都会有一套固定夹具，因此会带来一定的重复定位误差。如果车型更新换代或者被淘汰，生产线必须拆除重新开发。不论从设计角度，还是从市场角度，它都不再能满足如今消费者的多元化需求。



图2 专用生产线

柔性化生产线
柔性化焊装线，是指在相同的地方同一条生产线上可以同时满足多个车种的生产，每次开发新车型时，只需增加部分专用设备，改造事先预置的通用设备，调试各种共用化程序。



图3 柔性化生产线

焊装生产线综合夹具
焊装车间的主要生产方式包含：点焊、CO2保护焊、激光焊接及压力成形。相应的夹具都以组焊夹具形式出现，融合电气及控制技术，最大限度发挥柔性生产线的优势。焊装的夹具组，都是结合面定位、点定位、定位销定位以及夹紧定位的结合。本文主要介绍主线合成机、侧围台车、行李箱可移动旋转台等。



图4 柔性合成机结构

主合成工位，是柔性化生产的最关键工位，柔性化生产能够容纳的车型种类，取决于合成机的综合夹具。以图4和图5为例，合成机具备四套综合夹具。



图5 柔性合成机

台车夹具也是柔性化生产线的关键设备（见图6和图7），台车安装生产所需要的综合夹具，根据生产需要投入，跟随工件一起在生产线上流动。避免了重复定位的误差，配合现代化的机器人焊接，产品具备很高的一致性和稳定性。使得产品质量和精度都能得到有效的控制。



图6 侧围台车示意



图7 侧围台车生产

旋转台（见图8）具备两个以上的工作台，每一工作台安装一整套夹具。每个工作台，可以根据生产指令切换。旋转台包含上件工位与焊接工位。焊接工位进行焊接的同时，工人或者机器人可以完成上件工作。焊接完成以后，焊接工位的工件会由机器人运走，之后旋转工作台旋转。进行下一次的工作循环。



图8 行李箱盖旋转工作台的生产

柔性化生产的夹具切换
柔性化生产线的实现，最关键的是在同一工位，可以实现不同车型夹具的切换。车身制造的过程中，根据不同的切换方法，可以分为整体切换、局部切换以及全伺服切换。

整体切换，生产工位具备多套生产夹具，是指在生产过程中，用旋转或者移动的方式，将一整套生产夹具，切换到生产工位。主要有旋转工作台切换，可移动旋转工作台切换，台车切换。



图9 台车切换方案

局部切换，主要发生在不同工件定位部分有大部分相同，只有局部有差异的情况。现代设计当中，许多经过市场检验，得到认可的设计都可以模块化，这样充分发挥了优秀设计的成果，缩短了开发周期。当进行产品换代的时候，只在局部定位有改变。相应的夹具，也只在局部有变更。在车身生产中，地板定位只需切换后轮罩部分定位，因此主线台车，往往会在轮罩部位进行局部切换。



图10 主线台车局部切换

理论上讲，足够精细的伺服夹具，可以根据数模，适用于各种车型。未来的伺服夹具，可以用一个工位，减少台车投入数量和夹具投入数量，大幅度节省空间。

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