随着汽车行业的蓬勃发展以及AI、物联网等技术的深入应用，现代汽车工厂都在向智能化、电气化、自动化等满足智能制造需求的绿色环保型工厂迈进。各车企竞争越来越激烈，降本一直为各车企努力推进的重要工作。而总装车间作为人力密集型车间，人力成本占据重要部分，而随着人力成本的逐年提升，推动自动化项目在总装车间的应用必将成为各车企研究的主要方向之一。本文分析了仪表板总成全自动合车、拧紧所需的产品、设备、工装等各方面的约束要求。

仪表板总成合车方案介绍

国内外汽车行业针对仪表板总成投入、合车方式不断地进行研究分析，到目前为止，国内外汽车行业主要存在两种仪表板总成投入、合车方式，其中，国外由于人工人本以及技术成熟度关系，全自动合车较多，国内目前主要还是人工作业方式进行投入、合车。这两种方式主要不同点以及优缺点见表1。

仪表板总成自动装配约束

1.产品约束

（1） 仪表板总成自动装配

要求设备在夹持、转动、投入过程中，仪表板总成夹持稳定，运动过程无晃动，因此，需要采用可靠的结构来保证夹持机构夹持稳固。现有产品中大多采用仪表横梁骨架单侧采用两销夹持、固定。保证仪表板总成的投入过程的稳定性。具体定位、夹持孔的约束见图1和表2。

（2）仪表板总成合车导向、支撑

人工作业手动合车，为便于合车投入，需要增加合车导向销（销径16 ～20 mm，长45～80 mm），如图2所示。

全自动合车，采用机器人拍照定位，则可取消此导向销，进而采用定位孔进行拍照定位。但为防止仪表板总成装配完成后，在使用过程中由于重心影响导致仪表板下沉，需要增加平面支架，对仪表板总成进行Z向支撑，防止使用过程下沉，如图3所示。

（3）仪表板总成合车机器人拍照定位

机器人自动装配仪表板总成，为了合车位置准确，满足合车精度要求，需要定位车身位置以及仪表板安装位置。目前，一般采用机器人视觉拍照定位。为了让机器人具有更好的拍照定位效果，机器人拍照需要以下约束条件（图4）：

1）视觉需求拍照孔周围不能有异物遮挡，孔内不能有反光物料。 

2）拍照车身的孔，孔周围油漆面要均匀，孔内不能有异物，孔不能有变形。

3）一般最少需要两孔，且孔径大于16 mm，小于50 mm，两孔间距大于500 mm。

4）为保证仪表台合车之后左右间隙以及安装孔位偏差，拍照孔最好位于靠近左右两侧安装孔附近。

（4） 仪表板总成投入车身空间约束

为保证合车成功率，仪表板总成自动合车均为车身静止状态下进行合车。由于设备运动公差以及零件制造公差，仪表板总成合车时，其投入路径需要与周边件有一定的间隙，以保证合车时，仪表板总成与车身不干涉。以传祺某车型为例，根据公差计算，要求仪表板总成与车身等周边件单边间隙大于12.5 mm，具体约束内容要求见表3。

2. 设备约束

（1）工作站环境和空间需求

１）滑板与地坑边界间的宽度大于1 400 mm，因为需要放置大型机器人安装基座。 

2）地坑安装机器人的地面，需要承载4 t/m2以上，混凝土的厚度大于220 mm以上，因为要装化学螺栓。

3）机器人自动安装仪表台，机器人需要一定空间，具体是从车体滑板表面到二层平台静空高3 500 mm以上（如果有二层平台）。

（2） 车身滑板定位需求

1）在仪表台自动安装工位，车体是固定静止的，车辆静止时间满足节拍分析表，主线车体滑板有固定装置，保证安装仪表台与打螺栓时车身不动。

2）仪表台自动装配时，车辆输送线对车辆的综合定位精度：X/Y方向为±15 mm；Z方向为±10 mm；X/Y/Z倾斜角度小于±0.2 mm。

3.工艺方案布局

根据不同的节拍要求，需要布置不同的工艺方案。

1）三台机器人布置（图5）：两台用于视觉定位和拧紧、一台用于安装可以满足91 s节拍要求.

2）三台机器人布置：两台用于视觉定位、一台用于安装和拧紧可以满足95 s节拍要求。

3）四台机器人布置（图6）：一台安装机器人、两台定位视觉和拧紧螺栓机器人、一台定位仪表台机器人可以满足64 s节拍要求。

仪表板总成自动拧紧约束

1.产品约束

1）为便于拧紧轴布置，要求仪表板总成螺栓拧紧方向为X向拧紧。

2）为便于自动拧紧设备取螺栓要求，要求螺栓长度小于50 mm，螺栓型号小于M10。

3）为便于拧紧机器人简单化，同工厂、同平台生产车型使用同一规格螺栓。

4）为保证孔位对正，要求孔径比螺栓直径单边大2 mm，最好为Y向长圆孔。

2. 设备约束

1）机器人具备自动取螺栓功能，为保证后续柔性化需求，可最少兼容两种螺栓规格，最大可取M10×1.25×50螺栓。

2）拧紧设备拧紧策略，满足认帽—慢速拧紧—快速拧紧—慢速力矩保证等拧紧策略要求。

3）为保证后续柔性化需求，仪表板总成夹持头需要设计为快换结构，以便于后续由于造型约束，导致夹持头不能共用，可以快速切换。

结语    

仪表板总成作为总装最大的内饰模块化件，其集成的内容，尤其是电子元器件将会越来越多，并且随着内造型的发展，仪表板总成本体也将越来越大。这两者都将导致仪表板总成重量增加、体积增大以及人工投入性难度越来越高。同时，人工成本的逐年增加，未来仪表板总成机器人自动装配、拧紧需求将会越来越高，研究仪表板总成自动化投入的现实意义将越来越大。