为了实现多种车型在同一条生产线上生产,同时,尽可能降低定位点切换给治具制造带来的复杂程度及转接的难度,本文介绍了一种在轿车涂装生产线上生产多种车型采用的统一定位点方法。
随着汽车产品的更新换代周期缩短,要求生产线在多品种混线生产、产品升级换代方面具备更好的适应性。尤其是年产纲领在15万辆以上的生产线,其机械化输送的自动化程度很高,车身在输送设备上的支撑定位是否共用,是决定产品混线生产及更新换代的关键因素。
我们对年产纲领在15万辆以上的生产线输送系统进行分析,其主要特点包括:生产节拍较快,不低于1.5 min/台;自动化程度很高,不能使用人工操作;覆盖区域大,从焊装车间的车身底板线开始,直到总装车间的底盘装配线,均为机械化输送;车身载体种类多、数量大,系统调试的工作量大,时间长。
鉴于以上特点,如果不对生产的车型进行支撑定位点统一的话,混线生产时就需要在车身载体上对每种车身都要设计安装用于该产品的支撑定位点,造成因车身载体结构复杂,转接对点调试的工作量成倍增加,而且互相影响,调试难度很大,最多只能实现3款以下产品混线生产。涂装线车身载体复杂会造成质量增加和漆渣清理难度增大,从而增加能源消耗和品质缺陷。如果是新产品更新换代,则要拆除原有的车身支撑装置,重新按照新车型的支撑定位要求进行设计、制造、安装以及对点调试。
多车型共线统一支撑定位点的技术方案就是为了解决上述问题而提出的。我们在借鉴长城三工厂初次应用这一方案的基础上,通过进一步改进、完善,提出了长城天津工厂第一期、第二期生产线所生产车型的支撑定位点技术方案。下面对这一方案进行详细说明。
设计思路
确定方案前要明确设计思路:同一工厂所有车型统一车身支撑定位点,避免因车型不同而设置不同的支撑定位点。同时,能够满足不同输送系统之间车身的自动转接。此外,能够对车身进行必要的定位、支撑或与车身载体锁紧。
方案介绍
在产品设计阶段,要根据多车型共线统一支撑定位点技术方案,针对每个车型的地板结构统筹规划可实现的具体支撑位置及定位孔。这是在产品规划阶段就要提出的一项必要设计内容,尤其是公司主管产品设计的高层管理者要给予足够的支持,否则这项工作将无法正常开展。共用的支撑定位点共有两组构成,每组有4个支撑(或定位)点。为了便于不同输送系统之间可以进行车身的自动转接,在两组支撑(定位)点之间要有必要的间距,以满足转接设备的交接动作所需要的最小空间。同时,要明确每个支撑(定位)点的空间尺寸设计要求和每个支撑(定位)点的承重设计要求。
方案应用
长城公司保定15万辆轿车项目首次提出多车型共线统一支撑点的技术方案,并按上述思路提出了该工厂的具体应用方案,经与产品设计部门反复研究、论证,最终综合了当时开发的4种车型的特点后,确定了该工厂使用的多车型共线统一支撑点,具体方案如下:
1.车体输送用统一支撑点共有两组(见图1),每组支撑面上需设计定位孔:第一组为φ25 mm的4个圆孔(简称“A组”),第二组为35 mm×20 mm的4个长圆孔(简称“B组”);两组支撑点轮换使用,实现车体在不同车身载体之间的转接,两组支撑点之间的最小间距按照橇体支撑和叉式移载机交接时的最小运动空间确定。本方案中确定的最小尺寸为150 mm,A组孔只用于支撑定位用,B组孔除了满足支撑定位要求外,还需要满足车体与车身载体的锁紧要求。
2.A组4个圆孔的具体尺寸为:前2个孔在Y方向的中心距为1 100 mm;后2个孔在Y方向的中心距为1 112 mm。前2个孔与后2个孔在X方向的中心距为1 147.5 mm。在Z方向,要求4个孔在同一平面上,如结构设计困难,在X方向的2孔间允许有±5 mm的偏差,但Y方向的2孔间必须在同一平面内。4个孔的位置精度为孔中心距偏差≤±0.5 mm,对于各个孔的形状公差无特殊要求,由产品设计确定。各孔的位置尺寸如图2所示。
3.B组4个长圆孔的整体位置以A组为基准在X方向上向后平移150 mm,其他具体尺寸要求与A组相同。
4.A组与B组定位孔深度≥35 mm,A组内部空间尺寸无特殊要求,B组内部空间尺寸要求见图3。
5.每处定位孔的承载负荷按照该车型的输送最大质量在升降机加、减速过程中不会造成支撑部位塑性变形进行设计。
6.确定需要使用特定支撑(定位)点的车身载体或设备,并以此编制支撑(定位)点使用分配表。
车体输送由焊接调整线开始:焊接调整线滑橇→焊接后白车身存储区吊具→车身举升机→叉式移载机→摆杆链用滑橇→PVC吊具→中、面涂滑橇→叉式移载机→侧顶机→漆后车身存储区台车→侧顶机→叉式移载升降机→内饰线滑板→叉式移载升降机→底盘线吊具→叉式移载升降机→随行侧顶机→总装线板链。
图4 长城三期车身输送系统
以图4中长城三期车身输送系统为例,下面对各线输送及转接方式做以介绍。主焊装线:使用滑橇,B组孔定位;主焊装线至焊调线的转换:车体与橇同时转线;焊装调整线:使用滑橇,B组孔定位;转接位置①:由焊装调整线的滑橇经过升降机转换至白车身积放区的门型吊具上;白车身积放区:使用门型吊具,A组孔定位;转接位置②:由白车身积放区的门型吊具经举升机、叉式移载机转换至前处理电泳线橇体;前处理电泳线:使用摆杆滑橇,B组孔定位;转接位置③:由前处理电泳滑橇直接转换至PVC反向滑橇上;PVC底涂线:使用反向滑橇,A组定位;转接位置④:由PVC反向滑橇直接转换至喷漆滑橇上;中、面涂线:使用滑橇,B组孔定位;转接位置⑤:由中、面涂线滑橇经侧叉式移载机、侧顶机转换至内饰存储区滑橇上;内饰存储区:使用摩擦线滑橇,A组孔定位;转接位置⑥:由内饰存储区滑橇经侧顶机、叉式升降机转换至内饰线板橇上;内饰线:使用板橇(大滑板),B组孔定位;转接位置⑦:由内饰线的板橇经叉式升降机转换至底盘线L型吊具上;底盘线:使用L型吊具,B组孔定位;转接位置⑧:由底盘线的L型吊具经叉式升降机转换至随行装置上,再由随行装置转换至总装板链上。
结语
通过此方案在长城汽车第三事业部的实际应用,显示出其应用优势:简化了工件工装制作的复杂性,且新产品投入时不再对输送系统进行改造。同时,输送系统全过程实现了自动化,不需要人工对支撑点按车型调整。需要注意的是,此方案需在产品开发期进行。
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