商用车车身焊装工艺规划论述

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10.16638/ki.1671-7988.2019.15.058
商用车车身焊装工艺规划论述
陈文娟，马瑾
（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）
摘 要：文章简要介绍了商用车车身焊装工艺规划流程。

对设计原则、设计流程及输入资料进行了叙述，着重对规划涉及的焊接工艺分析、焊点布局规划、工艺设计、仿真验证、工艺布局等设计要素进行论述，旨在为焊装工艺规划提供借鉴思路，从而提升工艺工作效率。

关键词：车身；焊装；工艺规划；流程
中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)15-163-03
Discussion on Welding Process Planning of Commercial Vehicle Body
Chen Wenjuan, Ma Jin
( Shaanxi Heavyduty truk co. Ltd., Shaanxi Xi ’an 710200 )
Abstract: This paper briefly introduces the welding process planning process of commercial vehicle body. The design principle, design process and input data are described. The design elements of welding process analysis, welding joint layout planning, process design, simulation and verification, process layout, etc. involved in the planning are discussed. The purpose is to provide reference ideas for welding process planning and improve the efficiency of process work. Keywords: Body; welding; Process planning; Technological process
CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)15-163-03
引言
制造工艺是产品生产实现的过程，工艺规划水平的高低直接影响生产成本及产品质量。

工艺规划设计时影响要素较多，如何进行工艺规划设计，确保工艺满足目标要求。

本文主要对商用车车身焊装工艺规划流程进行论述，旨在为企业工艺规划设计提供参考依据。

1 车身焊装工艺规划设计原则与流程
1.1 设计原则
按照“高质量、高效率、低投入”的原则。

采用与生产纲领相匹配的工艺技术、及高性价比的工艺装备。

1.2 设计流程
焊装工艺规划设计流程包含工艺分析、焊点布局规划、工艺设计、仿真验证及工艺布局等五个阶段，具体流程见图1。

图1 焊装工艺规划设计流程
2 焊装工艺规划设计输入资料
焊装工艺规划设计需要输入详细的产品和生产要素，具
作者简介：陈文娟（1984.9-），女，工艺技术/工程师，就职于陕西重型汽车有限公司技术管理部，从事工艺规划设计研究工作。

汽车实用技术
164 体如下：
产品资料：输入生产产品类型、三维数模、图纸、设计BOM 清单；输入产品相关工艺/质量参数。

生产要素的输入资料：明确生产纲领及年工作基数；明确厂房、公用有关资料；明确工艺规划目标；明确工艺设备投资额度、工艺装备水平要求；明确生产线自动化程度。

3 焊接工艺分析
3.1 车身产品结构分析
结合产品类型、设计BOM 清单、工艺/质量参数，考虑焊接方法、生产节拍、混线生产工艺兼容性、上/下件方式、生产物流等因素，综合分析后对车身结构进行焊接工艺分块，对产品进行合并或分解，确定车身焊接装配关系。

车身一般分为六大分总成，分别是前围总成、后围总成、左/右侧围总成、地板总成、顶盖总成。

3.2 焊接工艺流程图
结合产品结构综合考虑生产线约束、焊接干涉、焊接强度、累积公差等工艺因素，对产品上件顺序、工艺流程进行重新划分，形成焊接工艺流程图。

4 焊点布局规划
结合产品结构，对焊点的数目、位置等内容进行工艺分析。

（1）确定点固焊点
车身各分总成焊点数量较多，受夹具布局、焊接空间、生产节拍、设备型号、设备数量等因素的影响，一般情况很难在一个工位完成焊接，需要规划为点固点工位和补焊工位。

点固焊点工位完成对产品尺寸、强度影响较大的关键点的焊接。

（2）焊点分组
结合车身焊点总数、分总成焊点数，考虑均衡焊钳工作任务，对焊点数进行分组，便于焊接工位、焊钳数量/型号的规划。

5 焊装工艺设计
5.1 生产节拍核算
根据生产纲领，年时生产基数、班次、设备开动率等参数，进行生产节拍计算，并对各工位的作业时间进行核算，分析是否满足生产节拍要求。

生产节拍=全年工作日×班次×每班时间×设备开动率/年纲领
焊装线生产节拍主要取决于输送时间、装件时间、夹具动作时间、焊接时间等。

5.2 工位布局规划
根据生产纲领、生产要素要求，对各工位工艺装备进行合理布局。

工位布局规划设计原则：
（1）各工位的生产节拍均衡一致。

（2）结合工艺流程、生产节拍、物流方式，零部件上件顺序，定制各零部件摆放位置。

（3）考虑厂房的空间和布局条件，根据生产节拍、焊点分组选取工艺装备数量，确定工艺装备具体位置或移动轨道位置。

（4）各工位应满足规划车型的生产兼容。

5.3 设备选型分析
（1）生产线的设备构成
1）焊接／涂胶设备：主要设备包括焊钳、弧焊机、涂胶枪、植钉枪、打码机等。

2）输送装置：焊接主线输送装置一般采用往复杆、辊床+滑撬系统、夹具台车滑行系统、高速辊床+台车输送系统，主线上线输送一般采用人工上件、葫芦上件、助力机械手、抓件机器人。

3）焊接夹具：主要有手工夹具、气动夹具、电动夹具。

4）机器人：点焊机器人、弧焊机器人、激光焊接机器人。

5）控制装置：主要为PLC 控制为主。

6）其它装置：主要以物料架、运输车等物流设备为主，物流系统己成为制约生产线效率的关键因素。

因焊接机器人具有重复精度高、动作稳定可靠、焊接质量高、容易实现自动化的优势，现在应用较为普遍。

（2）焊接设备选型原则
遵循“保证生产效率，经济适用，满足产品工艺要求，满足环保及安全法规要求”的原则。

对于智能化、自动化焊接设备，以及新焊接技术的应用，企业根据实际情况，掌握适当的平衡点，逐步提升企业焊装工艺制造能力和水平。

1）高效性：结合企业实际情况，选用生产效率较高的设备，如焊接机器人、伺服焊钳、激光焊接、滚边机器人等，确保焊接设备的高效性和质量指标的达成性。

2）节能降耗：通过应用新型节能电阻焊机和焊接群控技术等，降低焊装生产能耗，便于控制生产成本。

3）柔性化：随着车型更新换代加快，采用柔性化夹具、输送线及焊接机器人，确保生产线兼容多款车身。

4）安全环保：工艺装备操作灵活、安全可靠，焊接设备辐射小，焊接烟尘排放少。

5.4 规划生产物流
物流线路需顺畅，不相互干涉，企业内物流尽可能以“一个流”的原则进行规划，结合生产物流配送方式、存储空间等因素，规划生产物流。

陈文娟 等：商用车车身焊装工艺规划论述
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6 仿真验证
通过数字化模拟仿真验证焊点可达性、人机工程、夹具运动等，确定焊装工艺规划的合理性。

7 焊接工艺布局
依据焊接工艺流程，合理布局工位，减少物流搬运，提升物流转序的畅通性，方便人员操作，提高生产作业面积的使用率等。

焊接工艺布局原则：
（1）人员操作安全、便捷、顺畅。

（2）物料配送、零部件搬运就近原则。

（3）提高生产区域或储存区域空间利用率。

（4）生产线顺畅、流程连续化。

（5）生产线规划需考虑多车型兼容生产，充分预留作业 区域，便于后期扩展和调整。

8 结束语
商用车车身焊装工艺规划的核心其实是焊接工艺过程的
设计，依据产品和生产要素的输入进行生产线规划与布局，最终规划的实施与落地依然需要考虑投资效益等多方面因素。

参考文献
[1] 徐文康.白车身焊装工艺规划问题解决思路及方法.汽车工艺与材
料[J].2016年第8期.
[2] 杜坤,魏庆丰,赵涛,姜海涛.车身焊装工艺规划方法及分析.汽车工
艺与材料[J].2012年第9期.
（上接第162页）
Thinning 显示圆弧角处的减薄率为18%左右，满足材料的减薄率要求；Wrinkling criterion 显示局部有起皱趋势，但是增厚在0.005左右，满足成型区域增厚＜0.02的控制标准。

侧围外板的整体CAE 分析结果显示，优化过拉延的工艺补充造型后，在保证制件圆弧角尺寸不变的前提下，制件成型结果良好，如下图8所示：
图8 过拉延工艺补充造型优化后CAE 分析结果
4 结束语
在解决冲压件成型开裂问题的时候，除了通常采用的增
大R 角及拔模角的方法外，还可以采用过拉延的工艺方案。

采用过拉延的工艺方案的同时，考虑优化工艺补充的特征造型，使过拉延的工艺补充造型和钣金件的整体造型保持协调一致，这样既能在保证设计圆弧角尺寸不变的前提下顺利成型，又能满足钣金件的造型需求；特别是在解决具有匹配需求的外观件成型开裂问题时，效果更为明显；以期此方法为冲压工艺师及产品设计师提供了类似问题解决的新思路。

参考文献
[1] 罗艺璇.最新冲压新工艺新技术及模具设计手册[M]银声音像出
版社—2004.11.
[2] 冲压同步工程在汽车车身开发中的应用.(智造网—助力中国制造
业创新—).。