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摘要：汽车产业作为引导和促进社会经济发展的主导产业，已成为国民经济的支柱产业。汽车驾驶室制造作为汽车生产的基础，对整个汽车产业的发展起着重要的支撑和推动作用。随着客户需求的不断细化和市场细分，有必要开发不同吨位、不同尺寸的车身结构。
关键词：汽车；自动焊接；生产线设计
如何使已开发的焊接生产线满足不同产品的共线生产需求，减少投资，是焊接生产线设计者需要认真考虑的问题。卡车车身综合质量不仅是评价整车质量的重要指标之一，也是评价车辆设计质量和工艺水平的重要指标。
一、卡车柔性自动化焊装生产线设计开发
1.地板共线系统开发。对生产线影响最大的是宽度与长度方向变化的地板定位系统共线问题。针对长短车型的定位孔设计，选取了X方向绝对坐标相同，所有车型共用。宽度方向由于地板纵梁的位置不同，不能设计绝对位置统一的定位系统。结合产品结构实际，对纵梁前部的定位销设计了固定不动的定位销，宽车用外侧两个定位销；窄车用内侧两个定位销；宽、窄车的梁都不会与夹具定位销干涉。后部的定位销采用了滑移式设计，宽车生产时，定位销滑移到外侧状态，窄车生产时，滑移到内侧状态，避免了定位销与后横梁工件的干涉。
2.多种长度切换系统开发。由于前，后围、侧围骨架、侧围外板的切换方式大同小异。前围仅在宽度方向即y向上有变化以实现宽窄车的不同需求，在x向没有变化。y向只有宽窄两个位置状态，在y向相差75mm，只需要通过滑台实现y切换就可实现。后围在宽度y方向上有变化以实现宽车与窄车的不同位置需求。在x向要实现长、中、短三种车型，同时长车时，为了保证进气道的安装空间，右侧后围分平造型与内凹造型之分，这样在X向就50存在四种状态。y向的切换通过气缸的两个位置状态即可实现；x向四种状态除了采用气缸滑移与一组固定限位挡块外，另外增加了三个位置的翻转限位挡块机构，四组限位挡块位置分别对应四种长度的车型状态。
3.顶盖框架式结构。在卡车车身顶盖的结构形式中，很少有框架式结构，其主要原因是这些车身由于承载能力的关系，不需要在顶盖内部使用框架式结构，一些顶盖流线型的凸筋完全可以满足自身的强度需求。
（1）由于卡车自身的质量很大，在突发事故中，要确保司乘人员的人身安全，在产品结构上必须进行加固和加强。
（2）生产线工艺规划时，由于工件区域限制，前/后围总成、左/右侧围骨架等总成不能布置在主线两侧焊接，需要在离主线较远的区域焊接后，采用物流叉车搬运到主线两侧相应的上件工位。为了不影响生产线节拍，同时考虑人工上件安全问题，设计了一款两面体旋转上件置台。靠近主线内一侧机器人抓件时，靠外侧的一面可以继续上件。这些框架一般在分装时采用点焊的方式来实现。为了提高顶盖外观品质，在顶盖总成焊装时大都加导电板来完成。
4.机器人抓具系统开发。机器人抓具一般通过快换机构与机器人本体相连。机器人抓具一般配有定位销与夹紧单元，保证抓取工件及运动过程中的稳定。同时，对于顶盖、侧围等一些大曲面外覆盖件，由于其刚性较弱、易变形等特点，抓具本体除了配备有定位销与夹紧单元外，还应该增加吸盘。一般的抓件动作过程为工件放置在上件置台上，机器人带着抓具从上工件上表面抓取完成后，移动到放件位置，垂直放件。但在使用过程中会出现一些特殊情况，比如需要从工件的反面抓取工件，比如抓具不能直上直下运动等问题。针对这些问题设计了一些特殊的机构。一是反面抓件机构的设计。侧围外板生产线设计时，焊接状态为侧围外板面朝下。而机器人抓具抓取时，需要抓取侧围外板的外表面，机器人带着抓具从侧围外表面抓件时会与焊接夹具干涉，无法抓取工件。针对这个需求，设计了龙门机构。侧围外板焊接完成，通过摩擦线输送到位后，龙门架上的抓取机构把外板抓取上升到位，机器人带着抓具从侧围外表面下面进入抓取工件。顶盖设计时，焊接完毕，机器人带着抓具需要从工件下表面抓取工件，这样就遇到了同样的问题，机器人无法进入工位夹具下取件。同时由于此处的空间位置较小，不能设计龙门架上件置台结构。最终设计一角下悬空式的上件置台结构形式。设计时将置台的一个支撑腿取消，设计了三腿的顶盖上件置台。这样，满足了机器人从底部抓件的要求，整体结构也比较稳定。二是抓具的旋转定位机构。一般的抓放件过程为机器人带着抓具从上工件上表面抓取完成后，移动到放件位置，抓具带着工件垂直上下运动，定位销与定位孔配合后，固定夹具的压紧机构对抓具进行压紧，保证工件位置的一致性。但有些产品结构决定了抓具不能垂直上下运动，需要绕着一定的旋转中心旋转一定角度后才能对其压紧。如卡车顶盖合围上件时，如果机器人带着抓具及工件垂直上件时，顶盖下沿的前风挡玻璃处下翻遍的内凹造型将与前围的外凸造型产生干涉。为了避免两者的干涉，需要机器人抓具绕着前围框旋转一定角度后到达最终位置，然后进行定位夹紧，从而提高了操作便捷性、生产效率和空间利用率。
二、提高卡焊装质量的途径
1.确保车身设计基准与工艺基准的一致性。根据定位基准传递一致性原则，车身设计基准应与装配基准和加工基准重合，或者说有装配关系的车身相邻结构面应选同一设计基准，这有利于车身匹配焊接夹具的设计和保证焊接精度。设计人员还必须通过分析车身结构是否有足够可进行装配焊接的工艺基准，达到车身匹配焊接质量的稳定性。此外，冲压件的装配孔和工艺孔的安排布置也要合理，这样才能很好地进行车身焊装时的定位焊接，从而减小车身装焊的焊接误差，提高焊接质量。
2.提高冲压件的尺寸精度。冲压零件质量不合格也是严重影响车身焊装质量的重要因素之一。所谓零件质量不合格是指加工出来的冲压件不符合产品图样的尺寸与工艺要求，即我们常说的尺寸超差。冲压件质量的提高对车身装焊质量的提高具有直接性的影响。大多数情况下，冲压件尺寸不合格，都会影响装焊质量，引起装焊偏差，对于板材较厚的重卡车身更是如此。其影响主要表现为零件无法在焊装夹具上合理夹装，零件之间不能很好贴合装配，从而造成无法焊装。有些变形的冲压件虽然经过装焊夹具压紧力的压紧，能够较好贴合，可以进行装焊，但是一旦撤销压紧力，小总成部件之间强制变形又会产生反弹，还是产生了装焊误差。车身零部件冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。因此，冲压件的外形尺寸必须严格控制，特别是一些主要的装配面，装配孔的尺寸。要克服这些质量缺陷，必须制定合理的冲压工艺，设计合理的模具结构，并选用优质的模具材料和先进的制造方法，以提高冲压模具的精度和寿命。
车身焊接过程是一个复杂的系统工程，包括静态和动态两部分。车身焊接有其固有的特殊性。为了提高整个车身焊接质量，我们必须严格控制从产品设计到生产一系列环节。只要我们掌握车体焊接的内部规则，采用先进的焊接技术，标准化的工艺管理和严格的工艺测试，有效控制各环节的质量，就能够提高整个卡体焊接的质量。
参考文献：
[1]龐新福等.白车身试制过程中的焊接质量控制分析[J].汽车工艺与材料，2017（8）：10-12.
[2]庄明慧. 汽车制造2mm 工程实施方法的探讨[J]. 汽车工艺与材料，2016（4）：11-14.
[3]邱复深等.如何提高汽车车身焊装质量[J].客车技术与研究，2016（2）：50-55.
关键词：汽车；自动焊接；生产线设计
如何使已开发的焊接生产线满足不同产品的共线生产需求，减少投资，是焊接生产线设计者需要认真考虑的问题。卡车车身综合质量不仅是评价整车质量的重要指标之一，也是评价车辆设计质量和工艺水平的重要指标。
一、卡车柔性自动化焊装生产线设计开发
1.地板共线系统开发。对生产线影响最大的是宽度与长度方向变化的地板定位系统共线问题。针对长短车型的定位孔设计，选取了X方向绝对坐标相同，所有车型共用。宽度方向由于地板纵梁的位置不同，不能设计绝对位置统一的定位系统。结合产品结构实际，对纵梁前部的定位销设计了固定不动的定位销，宽车用外侧两个定位销；窄车用内侧两个定位销；宽、窄车的梁都不会与夹具定位销干涉。后部的定位销采用了滑移式设计，宽车生产时，定位销滑移到外侧状态，窄车生产时，滑移到内侧状态，避免了定位销与后横梁工件的干涉。
2.多种长度切换系统开发。由于前，后围、侧围骨架、侧围外板的切换方式大同小异。前围仅在宽度方向即y向上有变化以实现宽窄车的不同需求，在x向没有变化。y向只有宽窄两个位置状态，在y向相差75mm，只需要通过滑台实现y切换就可实现。后围在宽度y方向上有变化以实现宽车与窄车的不同位置需求。在x向要实现长、中、短三种车型，同时长车时，为了保证进气道的安装空间，右侧后围分平造型与内凹造型之分，这样在X向就50存在四种状态。y向的切换通过气缸的两个位置状态即可实现；x向四种状态除了采用气缸滑移与一组固定限位挡块外，另外增加了三个位置的翻转限位挡块机构，四组限位挡块位置分别对应四种长度的车型状态。
3.顶盖框架式结构。在卡车车身顶盖的结构形式中，很少有框架式结构，其主要原因是这些车身由于承载能力的关系，不需要在顶盖内部使用框架式结构，一些顶盖流线型的凸筋完全可以满足自身的强度需求。
（1）由于卡车自身的质量很大，在突发事故中，要确保司乘人员的人身安全，在产品结构上必须进行加固和加强。
（2）生产线工艺规划时，由于工件区域限制，前/后围总成、左/右侧围骨架等总成不能布置在主线两侧焊接，需要在离主线较远的区域焊接后，采用物流叉车搬运到主线两侧相应的上件工位。为了不影响生产线节拍，同时考虑人工上件安全问题，设计了一款两面体旋转上件置台。靠近主线内一侧机器人抓件时，靠外侧的一面可以继续上件。这些框架一般在分装时采用点焊的方式来实现。为了提高顶盖外观品质，在顶盖总成焊装时大都加导电板来完成。
4.机器人抓具系统开发。机器人抓具一般通过快换机构与机器人本体相连。机器人抓具一般配有定位销与夹紧单元，保证抓取工件及运动过程中的稳定。同时，对于顶盖、侧围等一些大曲面外覆盖件，由于其刚性较弱、易变形等特点，抓具本体除了配备有定位销与夹紧单元外，还应该增加吸盘。一般的抓件动作过程为工件放置在上件置台上，机器人带着抓具从上工件上表面抓取完成后，移动到放件位置，垂直放件。但在使用过程中会出现一些特殊情况，比如需要从工件的反面抓取工件，比如抓具不能直上直下运动等问题。针对这些问题设计了一些特殊的机构。一是反面抓件机构的设计。侧围外板生产线设计时，焊接状态为侧围外板面朝下。而机器人抓具抓取时，需要抓取侧围外板的外表面，机器人带着抓具从侧围外表面抓件时会与焊接夹具干涉，无法抓取工件。针对这个需求，设计了龙门机构。侧围外板焊接完成，通过摩擦线输送到位后，龙门架上的抓取机构把外板抓取上升到位，机器人带着抓具从侧围外表面下面进入抓取工件。顶盖设计时，焊接完毕，机器人带着抓具需要从工件下表面抓取工件，这样就遇到了同样的问题，机器人无法进入工位夹具下取件。同时由于此处的空间位置较小，不能设计龙门架上件置台结构。最终设计一角下悬空式的上件置台结构形式。设计时将置台的一个支撑腿取消，设计了三腿的顶盖上件置台。这样，满足了机器人从底部抓件的要求，整体结构也比较稳定。二是抓具的旋转定位机构。一般的抓放件过程为机器人带着抓具从上工件上表面抓取完成后，移动到放件位置，抓具带着工件垂直上下运动，定位销与定位孔配合后，固定夹具的压紧机构对抓具进行压紧，保证工件位置的一致性。但有些产品结构决定了抓具不能垂直上下运动，需要绕着一定的旋转中心旋转一定角度后才能对其压紧。如卡车顶盖合围上件时，如果机器人带着抓具及工件垂直上件时，顶盖下沿的前风挡玻璃处下翻遍的内凹造型将与前围的外凸造型产生干涉。为了避免两者的干涉，需要机器人抓具绕着前围框旋转一定角度后到达最终位置，然后进行定位夹紧，从而提高了操作便捷性、生产效率和空间利用率。
二、提高卡焊装质量的途径
1.确保车身设计基准与工艺基准的一致性。根据定位基准传递一致性原则，车身设计基准应与装配基准和加工基准重合，或者说有装配关系的车身相邻结构面应选同一设计基准，这有利于车身匹配焊接夹具的设计和保证焊接精度。设计人员还必须通过分析车身结构是否有足够可进行装配焊接的工艺基准，达到车身匹配焊接质量的稳定性。此外，冲压件的装配孔和工艺孔的安排布置也要合理，这样才能很好地进行车身焊装时的定位焊接，从而减小车身装焊的焊接误差，提高焊接质量。
2.提高冲压件的尺寸精度。冲压零件质量不合格也是严重影响车身焊装质量的重要因素之一。所谓零件质量不合格是指加工出来的冲压件不符合产品图样的尺寸与工艺要求，即我们常说的尺寸超差。冲压件质量的提高对车身装焊质量的提高具有直接性的影响。大多数情况下，冲压件尺寸不合格，都会影响装焊质量，引起装焊偏差，对于板材较厚的重卡车身更是如此。其影响主要表现为零件无法在焊装夹具上合理夹装，零件之间不能很好贴合装配，从而造成无法焊装。有些变形的冲压件虽然经过装焊夹具压紧力的压紧，能够较好贴合，可以进行装焊，但是一旦撤销压紧力，小总成部件之间强制变形又会产生反弹，还是产生了装焊误差。车身零部件冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。因此，冲压件的外形尺寸必须严格控制，特别是一些主要的装配面，装配孔的尺寸。要克服这些质量缺陷，必须制定合理的冲压工艺，设计合理的模具结构，并选用优质的模具材料和先进的制造方法，以提高冲压模具的精度和寿命。
车身焊接过程是一个复杂的系统工程，包括静态和动态两部分。车身焊接有其固有的特殊性。为了提高整个车身焊接质量，我们必须严格控制从产品设计到生产一系列环节。只要我们掌握车体焊接的内部规则，采用先进的焊接技术，标准化的工艺管理和严格的工艺测试，有效控制各环节的质量，就能够提高整个卡体焊接的质量。
参考文献：
[1]龐新福等.白车身试制过程中的焊接质量控制分析[J].汽车工艺与材料，2017（8）：10-12.
[2]庄明慧. 汽车制造2mm 工程实施方法的探讨[J]. 汽车工艺与材料，2016（4）：11-14.
[3]邱复深等.如何提高汽车车身焊装质量[J].客车技术与研究，2016（2）：50-55.