中国汽车工业工程有限公司天津30013
摘要：近年来，汽车混流柔性焊接生产线制造与质量控制问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了汽车焊接生产线中柔化性的必要性，介绍了机器人焊接生产线的设计要点，并结合相关实践经验，就机器人焊接生产线的优化展开了研究，望有助于相关工作的实践。
关键词：汽车混流；柔性焊接；生产线制造；质量控制
1前言
随着汽车混流柔性焊接条件的不断变化，对其生产线制造与质量控制问题提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2汽车焊接生产线中柔化性的必要性
随着经济的发展，人们的生活水平提高，汽车的需求量越来越大，在当前的汽车生产过程中，一般需要经过冲压、焊接、涂装和总装四个工艺过程，后两个工艺装备在汽车换型改造时还可以凸显出一定的通用性和灵活性，但是无论灵活性多好，对于汽车换型改造上，汽车企业都需要投入大量的资本，这对于企业的运行是不利的，所以必须提升各个环节的柔化性，保障生产的连贯性，保证资本的投入最少，实现的利益最大。提高汽车焊接生产线的柔性化程度对于改造量的降低有很大帮助，这样就能减少投资，简化生产。正是因为焊接生产是与产品结构相联系的，所以汽车换型就对汽车焊接生产线有了很多要求，要想提高灵活性适应能力就要尽量做更多的改变，从生产线的各个方面考虑，如何使得生产变得更加流畅是关键。为了满足汽车产品更新换代的需要，就必须使得汽车焊接生产线保持高度的柔性。焊接生产线的主要任务是完成冲压零件到焊接合件的转换，相应的针对不同产品有不同的焊接生产线。但是即使是同一个汽车产品，在焊接设备、工件以及方法上也是大不相同的，所以为了适应各个产品在结构上的差异，我们就需要保证焊接生产线的柔化性。总的来说，就是针对不同产品的换型，原来的生产线都不能发挥作用，所以就要采用新的生产线来完成生产，那么如果该企业的焊接生产线本来就具有极高的柔化性，那么只需要在几个微小的方面做相应的改变就又可以满足现在的汽车转型生产，柔性生产线系统一次重新调整所造成的劳动生产率总损失比专机自动线要小，因为个别的柔性生产单元重新调整后，可立刻投入生产，不需待整个柔性生产系统重新调整结束后再投产。因此，为了少投资，少量改造生产线，又能满足多种新产品的生产需要，迅速转产换型，汽车焊接生产线具有一定程度的柔性是十分必要的。
3机器人焊接生产线的设计要点
3.1机器人焊接生产线的工作需求
机器人生产线的组成部分主要包括机械系统与控制系统两大板块，机械系统涵盖机器人焊接防护房、两套专用夹具、机器人本体以及一系列周边设备；控制系统则主要涵盖机器人控制系统、周边设备识别与控制系统、人机界面等。在对机器人焊接生产线的相关设备进行设计时，应对机器人焊接生产线的工作需求进行充分考量。从焊接生产线的工作需求来看，设计出的机器人焊接生产线不但要能够顺利完成生产活动，还要确保具有一定的柔性特点，同时能够为焊接产品的质量提供可靠保障。
3.2机器人焊接生产线设计注意事项
3.2.1机器人焊接生产线机械系统的设计
考虑到前车架工件焊接长度长，工作量大，易在焊接过程中，产生大量热能，因此，夹具设计的合理性十分关键，倘若夹具设计不够合理，焊接后的成品非常容易发生变形，产品尺寸精度明显会发生改变。所以，夹具设计是机器人焊接生产设计中的重要环节。在对焊接夹具进行设计时，需要格外注意这几个方面的内容：①通过标准化、模块化设计，实现电控气动加紧定位。②于长焊缝的定位夹紧部位，使用整体铜材，采取通水冷却的方式，进一步增强生产线的散热能力。③使用具有自动锁定功能的压紧气缸。④提高总成夹的刚性，以满足生产线对压紧力的需求。另外，为避免焊接成品发生变形，提高产品尺寸的精度，机器人生产线应采取双机器人协调的方式，同时进行焊接活动，尽量减少变形与误差。为提高机器人工作的安全性，可在机器人生产线四周添加防护措施，在机器人与回转台间设置弧光挡板，以减轻对其他操作者的干扰。
3.2.2机器人焊接生产线控制系统的设计
主控系统可充分利用PLC控制技术，并设置远程操控装置，以实现对机器人生产线一体化控制。PLC选择SIMATICS8-500，利用ProfibusDP总线，和夹具上两个ET500S远程模块相连。在这样的系统环境中，现场接线数量明显减少，系统稳定性明显增强。
4机器人焊接生产线的优化
4.1柔性方面
经优化后的机器人焊接生产线具有极强的互换性特点，通用性强，能够在短时间内根据生产需求，调整生产模式，最大化满足多元化产品的生产需求。工装夹具与安装支座的连接更加标准化，水、电、气均采用的是快装接头，能最大化提高生产效率。此外，机器人本身具有极强的互换性特点，柔性强，能够自由转换。焊接生产线中，设有一个公用底板，底板上各方向均具有规格为8t的叉车搬运孔，有效提升了搬运的便捷性。采取柔性控制，在调整夹具的过程中，系统会对人工选择进行识别，识别通过则自动转换焊接程序，识别不通过则出现更换提示，要求工作人员重新选择，有效提高了工作的精确度。
4.2安全性方面
为提高机器人焊接生产线的安全性，经优化的机器人焊接生产线设立封闭机器人焊接防护房，并配备了焊接烟尘净化装置，有效减少了烟尘对机器人生产活动的影响。焊接防护房均设有自动卷帘门，在焊接环节中自动关闭，以免焊接弧光或火花对人体或机器设备造成损害。于卷帘门的上方设置到位开关，方便工作人员更为清楚地掌握卷帘门的工作动态。另外，在门的开关部位设置位置锁，以免装置出现松动、卷帘门异常活动等现象。于自动卷帘门外侧设置安全光柵，在生产线正常运转的情况下，当检测到有人进入工作环境内或夹具操作环节有人，机器人生产线将自动暂停。
5案例分析
以某越野车底盘构件为例，某越野车底盘构件形状为“口”字型组焊接结构件，冲压件材料厚度3～5mm。材料具有极强的回弹性，不易成型。组焊件各零部件配合间隙要求最高不可超过1mm。考虑到产品结构较为复杂，因此在生产过程中，要求各配件孔位尺寸精度偏差最高不可超过0.5mm。结合前车架总成焊接的工艺特点，将该底盘构件分级呈A部横梁总成、B部横梁总成以及左右纵梁总成三部分，各部分总成分别焊接后在再进行整个底盘构件的总成焊接。为避免变形，增强总成刚性，提高产品尺寸精度，底盘构件左右纵梁总成与A部横梁总成焊接前，均对各组成部件进行了点焊定位，并将焊接流程改为：首先对A部横梁总成、左右纵梁总成以及B部横梁总成进行拼焊；然后进行支架与底盘件的总成焊接。结合焊接件的特点，工艺上选取的是工件预留变形焊接量，利用调整机器人焊接生产线的控制程序，提高了焊接件受热的均匀性，有效降低了变形风险。完工后部件尺寸精度均满足使用标准，经初步评估鉴定为合格产品。
6结束语
通过对汽车混流柔性焊接生产线制造与质量控制问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分掌控，有关人员应该从其客观实际需求出发，研究制定最为符合实际的质量控制实施措施。
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