近年來，隨著汽車行業(yè)固定資產(chǎn)投資穩(wěn)步增長，在激烈的市場競爭中，柔性化生產(chǎn)線以其高自動化率、多功能，已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)的專用生產(chǎn)線。

車身工藝及車身生產(chǎn)線

汽車生產(chǎn)有五大車間，PRESS SHOP負(fù)責(zé)將汽車鋼板沖壓成形，BODY SHOP負(fù)責(zé)將沖壓車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BIW進(jìn)行防腐防銹及上漆處理，轉(zhuǎn)序進(jìn)總裝，完成汽車制造。其中BODY SHOP的工藝，如圖1所示。

圖1 BODY SHOP生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)車身專用生產(chǎn)線及其局限

車身專用生產(chǎn)線針對單一車型開發(fā)（見圖2），若再開發(fā)新車種生產(chǎn)時，就必須異地或遷移現(xiàn)有焊裝線后重新建設(shè)焊裝線。部件生產(chǎn)工序的每一個工位，都會有一套固定夾具，因此會帶來一定的重復(fù)定位誤差。如果車型更新?lián)Q代或者被淘汰，生產(chǎn)線必須拆除重新開發(fā)。不論從設(shè)計角度，還是從市場角度，它都不再能滿足如今消費者的多元化需求。

圖2 專用生產(chǎn)線

柔性化生產(chǎn)線

柔性化焊裝線，是指在相同的地方同一條生產(chǎn)線上可以同時滿足多個車種的生產(chǎn)，每次開發(fā)新車型時，只需增加部分專用設(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

焊裝生產(chǎn)線綜合夾具

焊裝車間的主要生產(chǎn)方式包含：點焊、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)線的優(yōu)勢。焊裝的夾具組，都是結(jié)合面定位、點定位、定位銷定位以及夾緊定位的結(jié)合。本文主要介紹主線合成機(jī)、側(cè)圍臺車、行李箱可移動旋轉(zhuǎn)臺等。

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)能夠容納的車型種類，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)

臺車夾具也是柔性化生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備（見圖6和圖7），臺車安裝生產(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)線上流動。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)圍臺車示意

圖7 側(cè)圍臺車生產(chǎn)

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

圖8 行李箱蓋旋轉(zhuǎn)工作臺的生產(chǎn)

柔性化生產(chǎn)的夾具切換

柔性化生產(chǎn)線的實現(xiàn)，最關(guān)鍵的是在同一工位，可以實現(xiàn)不同車型夾具的切換。車身制造的過程中，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)過程中，用旋轉(zhuǎn)或者移動的方式，將一整套生產(chǎn)夾具，切換到生產(chǎn)工位。主要有旋轉(zhuǎn)工作臺切換，可移動旋轉(zhuǎn)工作臺切換，臺車切換。

圖9 臺車切換方案

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)計當(dāng)中，許多經(jīng)過市場檢驗，得到認(rèn)可的設(shè)計都可以模塊化，這樣充分發(fā)揮了優(yōu)秀設(shè)計的成果，縮短了開發(fā)周期。當(dāng)進(jìn)行產(chǎn)品換代的時候，只在局部定位有改變。相應(yīng)的夾具，也只在局部有變更。在車身生產(chǎn)中，地板定位只需切換后輪罩部分定位，因此主線臺車，往往會在輪罩部位進(jìn)行局部切換。

圖10 主線臺車局部切換

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