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深度好文:奇瑞汽车焊装生产线智能化规划设计

产品描述
时间:2022-08-12 02:55:13 作者:kok娱乐平台 来源:KOK电子登录
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  作为整车四大工艺中较为典型的焊装工厂,既涉及工艺、设备、工程及物流等专业,又要满足产品多样化、个性化趋势下的柔性化、高节拍、节能环保等需求。2015年中国发布了《智能制造2025》规划,促进了装备智能化、数字化的高速发展,也深刻影响着汽车工厂设计规划方式。本文结合近年来奇瑞汽车焊装新建生产线的实践,浅析智能化焊装工厂设计的前提、范围和主要设计内容。规划前提主要有产能、自制策略、自动化率以及智能制造策略等,决定了厂房及产线设计方向、智能化水平、投资规模及建设周期等,以指导后期设计。

  CAE分析贯穿产品、工艺开发全过程。运用3DCS等软件模拟焊接和关键装配尺寸的制造公差,后期整车装配问题提前到设计阶段解决。

  智能化焊装工厂设计以实现工艺制造为出发点,通过CAE、PDPS、电气及物流仿真,相比传统设计,简化工艺流程、提高设计效率,最大化利用厂房积和空间,物流更合理、便捷。

  工艺模块设计本工艺模块设计,主要包括以下几个方面——生产线所能达到的工艺容量、平面布置、扩展方式以及生产辅助等。

  1.工艺容量通过SE工程、虚拟仿真,核算生产线容纳的零件装配数量、焊点、涂胶等基本参数,体现生产线.生产线平面布置

  焊装厂房内的空间,根据工艺、物流、环保以及“公用”等各方面需求进行布置。核心内容为工艺布置,包括分区方式、各工艺区域位置、面积、物流存储以及线路等,另外需考虑配备的厂房柱网、吊点、公用动力及管线等配套设施。工艺布置设计一般过程为,首先依据SE工程和仿真模拟,进行工艺拆序、焊点分配,核算焊接设备及工装数量,然后根据工艺区域面积,核算焊装厂房所需的生产、存储、通道及辅助设施的面积。3.扩展性设计

  扩展性设计主要体现在产能和产品扩展途径,根据产能目标制定产能扩张策略。例如一次性规划分步实施或一次性实施。如图2所示,产品的扩展性,主要通过产品设计平台化、产线设备高柔性化,逐步扩展到多车型共线生产。一级总成生产线 包括下部线、主焊线。

  下部线主要功能是实现前机舱及前、后地板合拼。涉及三大块定位,定位机构较复杂,下部总成合拼柔性化方式可以采用NC柔性化系统、台车系统、多夹具切换系统等。

  主焊柔性化方式可以采用柔性化GATE系统、抓手切换系统等方式。二级总成生产线 主要有前机舱、后地板、侧围等总成。以前机舱为例,上件合拼主要有前纵梁、前挡板及流水槽等分总成。前机舱合拼工位柔性化方式为台车+切换库或多夹具系统。补焊工位同平台车型夹具改造共用,不同平台车型一般设置夹具库。二级线向一级线输送采用APC、EMS、AGV等,主 焊、下部之间采用机器人抓件、滚床滑撬及滚床台车等方式。随着视觉引导、AGV大规模应用,输送实现自动化,并向智能、无人工厂方向发展。三级总成生产线 一般为自动化焊接,辅之以少量人工补焊,根据自制率与一二级线体匹配设计。MES 工厂智能化生产制造管理系统(MES),如图3所示,将生产计划、上线、交检信息在大屏上实时发布,在生产线布置时要对MES发布点进行详细设置。

  生产辅助包括培训、库房、质量、生活以及班组园地等。其中,培训功能主要有新员工培训室、实操培训区、机器人示教培训区等;库房主要有劳保、生辅材料、备件及维修间等;质量功能如三坐标、蓝光、匹配、AUDIT及车身拆检室等;生活功能主要有卫生间、水房、清洁间及吸烟室等;班组园地具备人员休息、班级管理目视化、现场查询资料等功能。专项模块设计

  焊装物流,依托自动化物流设备、大数据网联等技术,优化人员、场地、设备利用率、物料出入库以及配送通过手持/移动终端下达任务;采用叉车、AGV、牵引车设备、道口分配调度系统及RF无线扫码,通过LES系统传递零件需求信息,定时指导物流配送。外协件由3PL配送至卸货区,验收合格后入物料缓存区。需整合的零件送至物料分拣区分拣,无需分拣的零件(专用器具)直接进缓存;将整合料车和专用器具配送至对应装配工位。

  焊装生产线质量监控,主要针对焊接强度、尺寸、匹配、涂胶以及包边等质量特性。通过QLS过程质量管理系统,对生产线所有焊机设立工艺参数监控,实时掌握焊接电流等关键参数,并形成数据库,可对焊接质量问题做到精确追溯。车身尺寸综合运用在线测量、三坐标检测、检具测量、匹配及扫描等手段,对白车身、分总成的尺寸状态进行在线和离线监控。

  焊装工厂污染通常有固废、水废、烟尘及噪声等。固废是生产过程中产生的固体污染物,分为可回收、不可回收、危险废弃物几种。工厂设计时,在各工艺区布置回收点,厂房内设置集中回收和存放的设施,要有安全隔离防护及防渗处理。废水包括生产污水和生活污水,设计分流排放。烟尘主要是焊接过程中产生的气溶胶、悬浮颗粒物和羽烟,来源为气体保护焊、氩弧焊、铝弧焊及激光焊等。烟尘治理主要通过设置焊烟收集并过滤,在达到职业卫生和环境保护法规要求后进行排放。焊装设备都会产生一定的噪声。噪声控制主要采用节能降耗先进设备,同时对重点噪声单体采取隔声防护,从整体上降低噪声输出。

  新建智能化焊装工厂实践表明,产线天,实际运行中机器人效率提升10%,焊接参数调试效率提升50%,充分体现出智能化产线设计的巨大优势。

  智能化焊装工厂的规划涉及面广,各专业设计内容互相制约,在总体方案阶段要统筹考虑总体布置和各分项的关系。具体实施过程中,要紧紧抓住工艺设计这个核心,质量、物流、环保等专项模块在设计时要反复迭代校核,确保按照总体要求,达成焊装工厂设计各项目标。

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