汽车制造中柔性焊接与装配技术的研究
王海涛
摘 要： 汽车工业的快速发展使汽车产品的更新换代周期大大缩短，汽车产品的生产加工过程也变得更加灵活。从现阶段汽车焊接的实际情况和特点出发，说明了汽车柔性焊接技术的主要优势和关键技术结构，分析了汽车装配工艺的技术特点和研究方向，强调了柔性焊接技术及高效装配技术的应用必要性。
关键词： 汽车制造;柔性焊接;装配技术
中图分类号： U466? ? ? ? ?文献标识码： A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.10.021
0 引言
尽管我国的汽车工业起步较晚，但是近年来汽车业整体的技术水平发展较快，随着众多国际品牌在我国建立合资企业，有效引领了我国汽车技术的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已成为家家户户不可缺少的交通工具，据统计，在2020年，我国的汽车保有量极可能超过2亿辆。汽车需求量的增长也为汽车市场带来了新的变化，现阶段的汽车生产厂商都面临着车辆更新换代快、小批量生产增多、生产线建设周期缩短、多种车型同时生产的特点，这需要生产工作具备更强的灵活性。随着汽车生产的高速智能化，在生产、加工、装配的各个环节都实现了高度的机器人作业，这为汽车加工过程的灵活调整奠定了基础。汽车柔性焊接制造技术是在自动化汽车生产中诞生的新技术，有利于满足汽车企业产品制造中的更新换代和个性化定制需求。
1 现代汽车焊接需求与特点
（1）自动焊接技术需要更高的适应性和灵活性。现代化的汽车产品由于品种多、更新换代快，对汽车车身焊接的生产能力提出了新的要求，要求在焊接生产线上能够实现同时适应3种以上的车身焊接制造的能力需求，并能够适应汽车焊接中的随机混线制造特点，形成并行不悖的焊接制造体系。
（2）加强多车型同平台焊接加工的制造品质。现阶段，汽车的钣金生产质量和焊接水品对汽车后续的装配工艺和整车的最终品质影响很大，因此在确保车身自动化焊接效率的同时也必须要提升焊装的尺寸精度，图1为车身焊接部分任务及零件组成结构，可见焊接步骤复杂，工序较多。因此，优化焊接过程中的精度控制技术，并对焊接过程的标准化和模块化装备进行升级，通过高精度数控手段提高焊接制造的实际品质。
（3）提高焊接生产线制造与管理过程的规范化。现代化的汽车焊接生产线是一个复杂的、多种技术相配合的机械化集合体，焊接生产的各个工位都需要实现对车身零件的定位、装夹、检测，然后才能进行后续的焊接加工。生产自动化控制系统如图2所示，制造与管理的规范性直接影响到汽车产品的质量和可靠性，因此大力加强焊接生产过程中自动化作业、零部件输送、车型识别、零件检测、故障诊断、安全防护等工作的规范性是十分必要的。
2 车身加工的柔性焊接技术
2.1 车身柔性焊接的主要特征
车身的柔性焊接技术是针对汽车市场新特点产生的，有利于积极应对汽车产品的更新与优化，车身的柔性焊接涉及到众多内容，包括焊接设备的选取，辅助设备、物流设施、生产布局、生产流程等，柔性焊接生产线的规划合理性直接影响到汽车车身的品质和生产效率。柔性焊接技术能够利用有限的资源实现更多的生产任务目标，实现先进资源和优势技术的集中利用，进而更好地满足生产加工和用户需求。柔性焊接生产线是在传统焊接技术的基础上，结合多种焊接工艺，进而实现快速应变不同车型、批次产品的工艺需求，进而实现同一生产线同时完成不同车型产品的优质焊接加工。
2.2 柔性焊接生产线的关键技术
（1）多种类车身混流加工技术。利用现代化的生产线技术与自动控制技术实现对不同车身零件的自动识别与分类，并执行预先设定好的符合该车型的焊接方案，在此过程中整个焊接生产线还需完成对特定车身零件的输送、质量检测、装夹等工作。由于需要满足随意混流的加工模式，因此整个生产线中，无论是装夹步骤还是焊接工具匀采用模块化设计，能够针对自动识别的车型零件快速换装符合该产品焊接加工的专用设备。
（2）先进的机器人加工与检测技术。在柔性焊接生产线中，要实现车身产品的快速精确焊接，就必须要借助先进的焊接机器人、自动焊接技术、夹具自动切换技术以及PLC自动控制技术，这些都依托于我国的机器人专业技术水平。同时，借助机器人的光线自动检测技术能实现车身焊接前和焊接后的品质检测，避免自动化生产过程中产生的错误加工和瑕疵零件的产生。
（3）车身零件柔性运输技术。针对不同车型、不同尺寸的车身零件，对其运输、转移的要求也不同。以上汽宝骏生产线为例，为适应多个车型的运输要求，整个输送系统针对车身焊接的11个不同工位进行了区别化设计，分别采用了齿轮齿条带动、气缸提升、局部可变、实时位置检测等多项技术，最多可实现6种车型零件的同时输送，满足不同焊接工位要求，并使焊接的定位装置和夹具执行相关动作更为精准。
3 汽车装配技术特点与研究方向
3.1 汽车装配技术特点
随着我国汽车制造业的快速发展，除要求在制造过程中加入柔性化技术外，汽车的装配工艺也必须随之进行变化，这不仅是要求装配品质得到提升，同时也必须提升装配工位的整体适应能力。汽车的装配工作大体上可以包括发动机及其附属设备装配、变速器及车桥装配、汽车钣金门窗等附件的工艺性装配。就目前我国的技术水平与发达国家相比还比较落后，很多汽车企业缺乏先进高效的装配机械，将大量的资金和技术投入到了生产加工过程中，导致很多汽车产品存在装配质量不佳，影响汽车产品的外观品质。
3.2 汽车装配技术的研究方向
（1）对汽车装配工位进行合理化设计。汽车工位的功能与结构对工艺的实施影响很大，为了让汽车装配工艺能够更好地融入到实际的装配工作之中，在对装配工位的设计之初就必须要充分结合生产实际需求，并配合多种柔性化的汽车装配工艺，从而设计出更加实用和高效的装配工位。以此实现将汽车的装配环境与车身零件的实际特点相匹配，使装配后的精度实现最佳化。
（2）优化汽车装配的工作周期。汽车产品已经发展成为快速更新换代的消费型产品，这要求汽车生产的整体效率更高，加之汽车的装配模式逐渐由传统的单一车型装配向混装车型发展，为避免众多车型装配过程中存在过多零件滞留，产生装配能力与生产能力之间的不匹配问题，应将汽车装配技术向模块化、自动化、柔性化方向发展，并采用合理的装配顺序与装配工艺流程，形成区分总成的流水线装配，从而达到缩短装配周期的目的。
4 结语
汽车的焊接与装配都是生产过程中的重要工作内容，要保证我国汽车制造业的进一步发展，对柔性焊接技术以及高效装配技术的研究与应用应进一步加强，并同时注重生产过程的管理体制优化，以实现我国汽车生产工艺的全面提升。同时，还必须要借鉴国外的先进生产技术，加强汽车专业复合性人才的培养，从而提高自主汽车产品的品质和市场竞争力。
参考文献：
[1]? 彭裕磊. 汽车自动化柔性焊装线技术探讨[J]. 装备维修技术， 2019（3）：87-88.
[2] 叢曙光. 浅谈汽车装配工艺现状及改进措施[J]. 科技创新与应用， 2017（25）：56-57.
