柔性高精度台车在汽车白车身焊接中的应用论文_关天意

(本田生产技术(中国)有限公司 510730)

摘要:在阐论时下白车身焊接技术现状的基础上,引出一种柔性高精度台车,它能很大程度地提高原有焊接设备和台车对不同车型白车身焊接的适应能力,同时也能够对白车身实现高精度定位,保证后续焊接的质量。能够使企业更快的适应由于车型的快速更新所带来的市场波动,提高经济效益。

关键词:柔性;高精度;台车;白车身;焊接

汽车白车身焊接在汽车工业中占有重要地位。时下由于汽车工业朝着节省能源、安全舒适、低碳环保等多样化发展,如白车身制造中铝合金材料、高强度钢、复合材料等新材料的使用;自冲铆接工艺、结构胶粘结、分区热处理等新工艺的应用日益广泛。现代汽车焊装的特点,对焊装工艺和装备提出新的要求:较高的焊接质量、较高的焊接几何尺寸精度、能够实现柔性混合装焊生产、更新速度快和高度的自动化。针对这些要求,柔性高密度台出现为汽车白车身的焊接过程带了新的发展,借助柔性高密度台,一方面能提高原有焊接装备对不同车型的适应能力,同时也能实现高精度定位,保证后续焊接的质量,推动了柔性自动化生产的进步与发展。

1焊接技术的发展现状

1.1焊接技术的发展现状

目前,随着焊接技术的发展,各大汽车生产厂家的白车身焊接从传统的电阻焊技术,辅助以少量的弧焊工艺逐渐向激光焊接技术、机器人焊接技术、等离子焊接技术、胶接电焊技术等新型焊接技术转变。新型电阻焊技术,包括中频电阻焊、伺服点焊钳、一体式点焊钳,更适应目前新型车身材料的焊接。中频电阻焊能够控制焊接质量,在配置新型控制器后,可以净化焊接环境;能够降低焊接压力。伺服点焊钳在高强度钢板、镀锌钢板、不同厚度工件的电焊中有着出色的应用。一体式点焊钳,缩短了焊接二次回路,能够节约能源降低维护成本,同时减少了强磁场对人体的伤害。激光焊接技术包括激光钎焊、激光熔焊、激光复合焊等,激光焊接的速度快,焊接深度大,产生的热变形小,改善车身机械力学性能,而焊接设备装置简单。激光聚焦后,功率密度高,对难熔材料及异种材料有良好的焊接性能。非接触式远距离焊接使激光焊接灵活度高,焊接定位准确,可自动化程度高。如图1所示,激 光焊接技术在白车身顶盖焊接中的应用。

图1 激光焊接在白车身顶盖焊接中的应用

摩擦搅拌点焊技术(FSW spot welding)是英国焊接研究所(TWI)研发的专利焊接技术,能够对不同材料的薄板进行点焊,非常适用于汽车铝与钢、铝合金的车身件焊接。可进行不同焊接位置和多种接头形式的连接。

冷金属过渡焊接(cold metal transfer简称CMT)是在传统电弧焊基础上发展起来的精确控制型电弧焊方法和工艺,能够在焊丝运动和熔滴过渡之间形成一个联系,通过这个联系能够保证这种工艺实现热输入量小、变形小、无飞溅等特点。

2柔性高精度台车结构

该柔性高精度台车的三维模型如图1所示,由勾销打开装置1、台车主体组件2、前定位销组件3、TB 组件4、H 向组件5五部分组成。勾销打开装置 1 负责对台车前后位置的定位勾销抓紧和打开,保证台车整体的前后位置精度;台车主体组件2是由数控机床加工的高精度的板材组装而成,这一部分的精度对台车整体精度有着决定性的影响;前定位销组件3安装在台车主体上,且定位销的位置固定不变;TB组件4和H向组件5也都安装在台车主体上,其中TB组件实现后定位销在x、y方向的精确移动,H向组件实现后定位销在z方向的精确移动。

3柔性高精度台车的优点

该柔性高精度台车区别于传统的台车,在不改变原有焊接设备和台车的条件下,能够通过对定位销的自动和快速切换从而适应车型快速更新给企业所带来的冲击。随着汽车制造业的标准化和国际化发展,白车身焊接也已经基本达成了生产标准化,应用在台车系统则具体表现为:不同品牌车型的白车身主车身焊接用定位孔都分为前后四个,其中前面的两个定位孔位置都一样,不同车型则在后两个定位孔的相对位置上进行区分。该柔性高精度台车的前两个定位销精确固定在台车主体上,位置不变;后面两个定位销则能够在 x、y、z 三个方向精确移动并能够在最后工作位置锁死,不仅能够适应不同的车型,而且能够实现对车身主体的高精度定位,保证后续焊接的质量。该台车的关键技术参数如下表所示:

4 柔性高精度台车精度的研究

该柔性高精度台车整体的精度由台车主体的加工和安装 精度保证,而台车上的前定位销组件和TB组件和H向组件 都直接安装在台车主体上,各个组件的精度将直接影响白车 身的定位精度。因此保证台车精度至关重要。以下为保证柔性高精度台车精度的几点注意事项:

(1)首先整体精度主要取决于零件的制造精度,所以必须要求零件的尺寸公差严格按照图纸加工,在装配前检测尺寸,确定装配线上个工序的装配技术要求,避免挫、磨、修刮等工艺,尽量使用如拧螺钉等无损工艺;

(2)严格按照顺序装配,最好在装配前列出顺序,合理安排装配顺序,避免重装;

(3)可充分利用夹具来定位,从而达到各零件的空间位置,装配中留出调整个别零件的位置或加入补偿件,因为适当提供补偿或调整可以使装配精度更高;

(4)避免暴力装配,有发现装配不顺利时认真分析,可以采用互换装配法、选择装配法、修配装配法和调整装配法处理;

(5)在装配强度允许情况下使用胶粘剂是一个不错的装配手段,它可以让零件以轻松的配合甚至用夹具完全固定好后再进行粘接,使用得当可以大幅度提高精度;

(6)当然以上操作离不开干净的零件,良好的装配场所。具备一定的装配环境条件,可以很大程度地提高台车的精度。

5结语

柔性高精度台车不仅可以对多种车型的白车身进行焊接,同时也能够实现对白车身的高精度定位,保证了后续焊接的稳定可靠运行,使企业的白车身焊接完成了从单一车型到多车型共线生产的转型,取得了良好的经济和社会效益,是一种值得推广的台车。

参考文献:

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[2]崔洪刚,汪永超,唐浩.白车身焊接技术的研究进展[J].制造技术与机床,2016(08):37-40.

[3]杨春旺,闫哓阳,韩有泉,关玉明.柔性高精度台车在汽车白车身焊接中的应用[J].汽车实用技术,2014(08):93-94.

论文作者:关天意

论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期

论文发表时间:2018/8/13

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