白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)介紹

1、-作者xxxx-日期xxxx白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)介紹【精品文檔】白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)介紹背景簡述隨著汽車工業(yè)及汽車裝備制造業(yè)的深入發(fā)展，智能、柔性、高效、高精、自動化已成為汽車裝備業(yè)發(fā)展的主流方向。同時，隨著我國汽車生產規(guī)模的快速發(fā)展，市場競爭全球化，顧客和市場需求多樣化、個性化發(fā)展，汽車業(yè)由傳統(tǒng)的單品種、大批量生產方式向多品種、中小批量及“變種變量”的生產方式過渡，以生產者為主導的生產方式逐步向以消費者為主導的生產方式轉變，因此各整車企業(yè)與集成商均在積極開發(fā)和推廣能夠大幅降低投資成本，提高生產效率的柔性生產解決方案。白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)其主要功能是實現多種不同白車身產品的地板總成、左/

2、右側圍總成及頂蓋總成等主要車身總成零部件的組合焊接，是實現白車身柔性生產的核心裝備。目前國內各大主流合資品牌汽車廠均已基本實現多種車型共線柔性生產的生產模式，并擁有其標準模式的柔性總拼系統(tǒng)或固定的供應商合作伙伴。如豐田、本田、日產及大眾、現代等主流跨國企業(yè)都擁有自主開發(fā)的全球標準柔性總拼系統(tǒng)。其他主要外資汽車公司如通用、標致、菲亞特等也擁有比較固定的總拼系統(tǒng)裝備供應商。自主品牌汽車企業(yè)由于產品競爭激烈，單一車型產品銷量有限，需要多產品競爭，更需要綜合考慮投資與效率，其在生產模式上也逐漸向柔性化制造方向發(fā)展。然而，由于國內汽車裝備企業(yè)起步較晚，缺少自主的核心開發(fā)與設計企業(yè)，主要在中低端市場領域競

3、爭，目前國內應用的白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)及激光焊接系統(tǒng)、核心輸送系統(tǒng)等高端裝備都是由外資主流集成商提供，基于上述現狀，廣州明珞汽車裝備有限公司(以下簡稱“明珞裝備”)開發(fā)了完全具有自主知識產權的國際領先水平的白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)。最優(yōu)的白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)的定義綜合當前各主要柔性總拼焊接系統(tǒng)的綜合因素及汽車白車身柔性制造的需要，最優(yōu)的柔性總拼焊接系統(tǒng)應包括以下特點：滿足從單一車型到多車型共線生產(4車型、6車型或者更多車型)滿足從單一平臺到多平臺車型共線生產(2平臺、4平臺或者更多平臺)滿足從A0級車型到C級、D級車型共線生產，對車型產品沒有特殊限制滿足批量生產、隨機生產等各種生產方式能適

4、應低生產節(jié)拍到高生產節(jié)拍(60JPH)的需要高的生產效率(系統(tǒng)有效生產工作時間多，傳輸切換等輔助時間少)模塊化設計，可靠性高，故障率低，便于維修保養(yǎng)新車型投入方便，系統(tǒng)擴展性好高的質量保證(盡可能的多完成定位點焊接、設備剛性高、精度好)盡量小的占地空間，并且對場地沒有特殊限制(高度、地坑等)設備投資成本低，或綜合成本低明珞裝備的白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)綜合考慮了以上各因素，相對當前各外資主流集成商的總拼焊接系統(tǒng)，具有明顯的綜合優(yōu)勢。明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)的構成與關鍵技術參數如圖1所示，本系統(tǒng)由以下九大子系統(tǒng)組成：1) 車身合拼子系統(tǒng)2) 地板高速臺車輸送子系統(tǒng)3) 柔性定位單元子系統(tǒng)4)

5、 車型切換子系統(tǒng)5) 工裝存儲子系統(tǒng)6) 各車型定位工裝7) 機器人自動化焊接子系統(tǒng)8) 電氣控制、檢測及安全子系統(tǒng)9) 外圍輔助設備圖1  MINO白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)明珞裝備柔性總拼焊接系統(tǒng)關鍵技術指標如附表1：序號技術指標參數1生產節(jié)拍60JPH2共線車型最多 7種（隨機生產）3焊接機器人數量14臺（最多16臺）4單工位焊點數量100120點5車型切換時間18S6終端定位精度7占地空間18m×12m附表1  MINO柔性總拼系統(tǒng)性能參數表明珞裝備柔性總拼系統(tǒng)技術特點:1、可以根據客戶不同的產品規(guī)劃及生產方式，分階段投入，盡可能的降低客戶投資(詳見附表2);

6、2、批量生產方式下，無需建立車型返回切換裝置，可節(jié)省投資;3、新車型投入簡單,采用臨時裝置,半小時內可以完成新車型安裝，不需要起重等特殊設備;4、四車型以上共線隨機生產時，為當前空間最節(jié)省的解決方案; 階段隨機生產方式批量生產方式投入硬件設備名稱數量投入硬件設備名稱數量第1車型左/右合拼裝置1左/右合拼裝置1第2車型左/右車型切換裝置1左/右車型切換裝置1/2第3車型左/右車型存儲系統(tǒng)2左/右車型存儲系統(tǒng)1第4車型左/右車型返回切換裝置1無需增加設備 第5車型無需增加設備 左/右車型切換裝置1/2第6車型無需增加設備 左/右車型存儲系統(tǒng)1第7車型無需增加

7、設備 無需增加設備 第8車型無法實現 無需增加設備，可實現更多車型 附表2  不同生產方式和車型數量條件下MINO柔性總拼焊接系統(tǒng)的設備投入情況明珞裝備白車身柔性總拼系統(tǒng)主要子系統(tǒng)介紹1、車身合拼子系統(tǒng)圖2 車身合拼子系統(tǒng)示意圖圖3 車身Frame合拼局部示意圖如右圖2所示，車身合拼子系統(tǒng)由合拼滑臺總成、FRAME總成、及FRAME定位總成3大總成構成。其中合拼滑臺總成采用主流的解決方式設計，為滿足FRAME合拼時的精度及動力性能，在傳動方式上放棄了齒輪齒條傳動形式，而改用曲柄滑塊結構驅動，該方式的最顯著特點是保證整個開合過程中FRAME的運動

8、速度是正弦函數關系，加減速過程非常平穩(wěn)，降低控制難度，同時該方式的控制精度比相同條件下齒輪齒條傳動的精度高5到6倍。關于合拼方式，形式上與現有主流總拼焊接系統(tǒng)中一種應用最廣的柔性系統(tǒng)方式相似，但為了提高合拼精度及穩(wěn)定性，在結構上做了較大的改進及創(chuàng)新。(圖3為與主要競爭產品比較改進后的FRAME合拼局部示意圖)2、高速臺車輸送子系統(tǒng)(如圖4所示)高速臺車系統(tǒng)是區(qū)別于傳統(tǒng)往復桿輸送系統(tǒng)及滾床輸送系統(tǒng)的新技術，同傳統(tǒng)輸送方式一樣，該子系統(tǒng)用于地板及車身的工位間傳輸，其傳輸速度直接影響生產線的效率和設備投資。在高節(jié)拍生產模式下，采用高速臺車輸送系統(tǒng)的地板或主焊接線，由于大大增加有效工作時間，整個生產線

9、投資能較傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)節(jié)省15%以上;圖4 MINO高速臺車輸送子系統(tǒng)示意圖明珞裝備自主開發(fā)的高速臺車輸送系統(tǒng)結合了日本和歐洲先進的技術并融合創(chuàng)新，現已完成關鍵技術指標的權威測試，并成功獲得國家科技部創(chuàng)新基金支持。高速臺車輸送子系統(tǒng)關鍵技術參數如下：1) 輸送節(jié)拍：2) 輸送距離：6000mm3) 負載能力：1300Kg4) 電氣定位：±0.4mm (應用于補焊工位)5) 機械定位：±0.15mm(應用于定位焊工位)6) 共線車型：48款(明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)也可以根據客戶要求開發(fā)或使用其他的輸送方式)3、地板柔性定位單元子系統(tǒng)該子系統(tǒng)由8個NC Locator單元

10、并列構成，用于地板定位、固定車身總成或地板總成，并實現多車型共線的生產解決方案。每個獨立的NC Locator單元有3軸或5軸不同配置(根據實際生產情況需要進行配置)。采用本系統(tǒng)的優(yōu)點是：地板定位單元結構簡單，理論上適用于任何車型的地板定位，新車型導入時，地板工位不需要增加新的設備，因此極大地降低了新車型導入的成本、縮短了新車型導入的設備周期，降低了新車型導入的難度。圖5、圖6分別是地板智能柔性定位系統(tǒng)的構成示意圖及白車身定位示意圖。圖5 地板智能柔性定位系統(tǒng)示意圖圖6 白車身定位示意圖圖7為明珞裝備自主開發(fā)的柔性定位單元，其主要技術性能如下：圖7 測試中的MINO柔性定位單元1) 能實現5自

11、由度運動，其中2個直線自由度，3個旋轉自由度，可根據不同使用工況，選擇任意軸的組合，可實現單軸、2軸、3軸、4軸、5軸;2) 行程范圍： 450×300×300(可根據客戶需求定制)，3軸條件可滿足相同定位孔徑的幾種不同車型的切換，5軸條件下可滿足不同定位孔徑的車型切換;3) 全伺服控制，可通過PLC或示教器控制及定位，重復定位精度控制在±0.05mm;4) 高剛性設計，最大負載180Kg;5) 全密封式結構，防塵效果好，所有驅動部件均隱藏于機構當中，占用空間小。(除上述獨立式柔性定位單元外，明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統(tǒng)也可以根據客戶要求開發(fā)或使用其他的柔性定位

12、方式，圖8為明珞裝備為某日系整車客戶開發(fā)的一體式柔性定位單元)圖8 MINO一體式柔性定位單元4、車型切換子系統(tǒng)圖9 車型切換子系統(tǒng)示意圖多車型隨機生產方式下，車型切換子系統(tǒng)是由4個夾具切換小車和若干條軌道組成的封閉軌道系統(tǒng)構成。其主要功能是根據不同的車型進行夾具切換，系統(tǒng)采用雙軌道切換設計，包括夾具切換輸送軌道和夾具返回軌道，當需要切換車型時，本系統(tǒng)將當前工作位的車型夾具切換到四面體存儲單元中，同時從另一個四面體存儲單元中將即將生產的車型夾具切換到當前工作位。夾具切換完成后，系統(tǒng)可通過夾具返回軌道適時調整兩個存儲單元的夾具數量，保證每次切換時都能做到實時的切換，不占用生產時間(如圖9所示)。5、工裝存儲系統(tǒng)傳統(tǒng)柔性總拼系統(tǒng)工裝存儲方式均是采用平面陣列式布置存儲方式，這種方式優(yōu)點是結圖10 工裝存儲子系統(tǒng)結構示意圖構簡單，實現容易，缺點是設備較多，占地面積比較大。針對這種情況，本系統(tǒng)采用的方式是立體式空間陣列存儲，這樣大大減小了工裝存儲的空間，尤其車型越多時，優(yōu)勢越明顯。本系統(tǒng)主體結構是一個回轉半徑2000mm的大型四面體翻轉臺，該翻轉臺可承載15噸負載，共有4個存儲位，單邊存儲系統(tǒng)有2個翻轉臺，有8個存儲位，最多可存儲7種不同車型的夾具，通過該夾具存儲系統(tǒng)，可以實現多達7種不同平臺車型的柔性共線生產。具體結構形式