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柔性化生产线在焊装车间的应用及选择扶廷凯发布时间：2023-05-27T08:02:18.973Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：扶廷凯[导读] 随着科学技术的发展，在多元化的市场需求推动下，各汽车厂纷纷推出多种车型产品以供消费者选择，与之对应的是汽车厂需要更加柔性化的多车型生产线｡柔性化生产线的种类有很多，基于国内某知名汽车生产制造企业2017年投资建设的焊装车间项目，对其为各生产模块所配置使用的柔性生产线进行分析对比，简要阐述了焊装车间中常用的柔性化生产线的应用及选择｡中国汽车工业工程有限公司天津市 300000摘要：随着科学技术的发展，在多元化的市场需求推动下，各汽车厂纷纷推出多种车型产品以供消费者选择，与之对应的是汽车厂需要更加柔性化的多车型生产线｡柔性化生产线的种类有很多，基于国内某知名汽车生产制造企业2017年投资建设的焊装车间项目，对其为各生产模块所配置使用的柔性生产线进行分析对比，简要阐述了焊装车间中常用的柔性化生产线的应用及选择｡关键词：柔性化；共线生产；焊装车间；焊装生产线汽车市场的竞争点越来越集中在产品的更新换代上，面对如此快速的产品更新，汽车行业过去采用的那种大批量单车种专用线的生产模式已不太适应当前发展的要求，因此多品种的柔性化共用线生产方式也就越来越多地应用在汽车生产中，尤其对于汽车焊装生产这一复杂的专业化制造过程来说，车型的更新换代对于焊接生产线的设计使用周期都提出了更高的要求，多车型柔性化生产线成为最适应市场需求的焊接生产线发展趋势｡1汽车企业简介国内某知名汽车生产制造企业在2017年新建的焊装车间中，综合考虑了各白车身总成模块的生产特点､产量要求和投资成本，建设了一套完整的四车型柔性化共线､50JPH节拍的生产系统，一期投产两车型，二期再增加投产两车型｡新建的焊装车间主要包含以下6个系统｡2柔性输送系统2.1高速辊床+风车式台车柔性输送系统高速辊床+风车式台车柔性输送系统用于UB下车体线和MB主焊线，主要由高速固定辊床､高速升降辊床､风车切换机构以及风车式台车等设备组成输送系统，通过升降机形成闭环输送｡其主要特点包括以下5个方面｡（1）速度快：台车在工位间输送时间能缩短到6s｡（2）载荷高：辊床框架通过特制的工装整体焊接成型，其变形量小､强度高，最大载荷可高达2300kg｡（3）精度高：通过台车上的编码尺和导向座､定位孔组件，输送定位精度可达到±0.1mm｡（4）柔性度高：台车上最多可安装4个车型定位销组，并可任意切换｡（5）空间利用和缓存排序方便：通过线体首､末工位的升降机，可将台车提升至空中平台的辊床返回线，使白车身得到交接转移的同时也使空台车返回，形成闭合循环，同时还可以在二层平台设置车型的缓存区，以满足车间生产缓存及排序的需求｡2.2往复杆式输送线往复杆式输送线一般由电机或液压缸驱动曲柄､摇杆结构升降或气缸升降，齿轮齿条或辊轮水平输送形式｡其主要有以下4个特点：（1）与线旁夹具连为一体，在线体夹具内部空间实现往复抬升输送，因与线旁夹具相连强度高，运行平稳，但空间小，维修不便；（2）输送较快，往复输送时间一般可达到20s（不含返回）；（3）精度一般可达到±2mm；（4）柔性度差，不能自动切换车型夹具｡因其性能相对平衡､速度快，精度可通过线旁夹具改善，也经常为汽车厂所选用，但其机构较为复杂，空间小维修不便，较难调试，设备投资金额较高且只能线体内小循环，柔性度差，改造性差等劣势，总体投资性价比不高｡2.3柔性高速伺服传输系统生产线采用柔性高速伺服输送系统，传输速度可达80m/min，在满足5个车型混线输送要求的同时，要求6.5m节距的输送节拍小于10s，且定位精度误差小于1mm，这是在承接柔性线时遇到的新难题｡国内某汽车厂新建的焊接总成输送线提出了6个车型混线输送的要求｡由于车型多､速度快､定位精，且有18个工位，若采用传统的地面输送结构，会出现结构庞大，电机功率过大，影响车间电网平稳运行的弊端｡为解决这一难题，采用分段驱动的设计方式，每3个工位布置1台伺服电机，用控制程序保证其同步运行，这样每台电机功率较小，保证车间电网的平稳运行｡根据车型多的特点对6个车型进行仔细分析，努力寻找车身近似度大的区域作为拖点位置，最大程度地减少拖点数量，使拖点少而精，最终每个工位仅4个拖点｡在非金属托快上，根据车体宽窄情况作出沟槽，利用车体裙边突出部分进行Y向定位，成功解决了多车型混线难题｡生产线采用柔性高速伺服传输系统，传输速度可达80m/min，主线6500mm工位节距往返时间<15s，工件顶升采用带锁气缸，前进后退驱动采用大功率同步伺服电机｡柔性传输线的定位销和定位卡槽按照车辆分级定义后，原则上可以满足全尺寸的轿车，SUV､MPV的白车身传输需求｡2.4 SmallPallet输送线SmallPallet主要应用于车身焊装分总成自动焊接生产线，具有结构紧凑､高节拍､高精度等特点，能够实现多车型柔性切换､线体内循环高效率生产｡线体分为上下层：上层为工件焊接工位，具有精定位装置及高节拍要求，Pallet输送速度快；下层用于Pallet返回输送，不需要精定位，线体两端的提升机使pallet在上下层循环｡其主要特点为：（1）结构紧凑，上下层空间利用率高；（2）速度快，工位输送可达5s，节拍可高达70JPH；（3）精度高，定位精度在±1mm以内；（4）柔性度高，能够实现多车型柔性切换｡因其加工精度要求高，设备复杂，投资金额大，且线体承载一般不超过900kg，只能线体内循环，生产排序不是很灵活等限制原因，设备实际使用的范围和数量有所限制，并未被广泛采用｡1.4普通辊床滑撬式输送线主要由普通辊床､升降辊床､过渡辊床､旋转辊床､横移辊床等设备和滑撬组成输送系统，通过升降机形成闭环输送｡其主要特点为：（1）定位精度较低，一般为±3mm；（2）输送速度慢，一般为12~20s；（3）承载较高可达1800kg；（4）柔性度差，不能自动切换车型夹具｡因其设备加工要求不高，结构简单，投资金额较低，在以往对节拍､精度和柔性度要求不高时，曾为各大汽车生产企业所青睐，现主要用于无高精度要求的WBS和PBS空中缓存线｡高速辊床+风车式台车柔性输送系统由于速度快､载荷高､精度高､柔性度高､空间利用和缓存排序方便､投资性价比高等特点和优势，已经得到了各汽车制造企业的广泛认可和使用，成为了如今焊装车间的主流生产线体，相信定会成为未来高节拍､高柔性化､智慧化的汽车焊装车间生产线的中流砥柱｡2.5 Opengate柔性总拼系统总拼工位是焊装生产线中的关键核心工位，其功能是将下车体总成､左右侧围总成及顶盖总成合拼组合焊接成整车框架｡总拼工位的焊接质量和精度直接决定了白车身的焊接质量和精度｡总拼系统的常见类型有Opengate柔性总拼系统､多面翻转体总拼系统､GBL总拼系统｡该项目所选用的是Opengate柔性总拼系统，分两期投资建设，一期投入两车型生产，二期再投入两车型生产｡2.6 侧围EMS柔性轨道输送系统侧围在其柔性倒库系统焊接区完成焊接形成总成件后，由地面七轴机器人抓取，将侧围吊挂在二层EMS输送小车吊具上（，再由EMS 小车沿着铝合金轨道线路，将其输送至主焊线总拼工位上方，等待下件机器人抓取进行车身总拼｡EMS输送线设计为50JPH，设置有存储区可满足4种车型自由切换组合，存储区容量大小可拓展，前序工位停产后最大可满足主线连续生产1h｡EMS柔性轨道输送系统主要设备有EMS小车吊具､道岔､维修升降机以及铝合金轨道系统组成｡其主要特点：（1）精度较高，上下料口的定位机构可使其精度保证在±1mm；（2）节拍高，可通过优化线路，提升速度，增加小车等方式达到高节拍生产；（3）柔性度高，EMS小车上的吊具的托块可设计成多车型共用，适用性强，改造方便､成本低；（4）投资成本较低｡EMS系统已在相当长的时间里被广泛应用在各汽车生产车间，技术成熟，国内很多设备供应商都可以制造提供｡3结语汽车行业属于国家重点扶持和发展的行业，具备一定的带动市场需求，增加上下游产业链就业机会，增加国家经济实力的作用｡作为上游企业，焊接生产线行业也必然会随着汽车行业要求的提高，而得到自身的发展｡随着国家工业的快速发展，汽车工业迎来了高速发展的良好契机｡促使越来越多的汽车厂家不断地推出新的车型，以提高市场份额｡车型的更新换代对于焊接生产线的设计使用周期都提出了更高的要求｡多车型柔性化生产线成为最适应市场需求的焊接生产线发展趋势｡同时机器人操作的增多，也必然会提高生产纲领，保证白车身焊接质量的稳定性和统一性｡多车型柔性生产线技术的开发和成熟，能填补国内技术空白｡转化为成熟技术之后，对国内焊接生产线产业有广泛市场前景和推广前景｡通过此技术的发展，可以为国内汽车产业节省资金，缩短车型上市周期，争取市场份额｡参考文献：[1]崔占生.高速辊床实现焊装线高节拍柔性化生产[J].现代零部件，2012，（6）：65-67.[2]何道聪.柔性焊装线的规划及应用[J].装备制造技术，2016，（5）：236-240.[3]刘大顺，邵珊珊.白车身柔性总拼技术研究及在焊装生产线中的应用[J].时代汽车，2019，（16）：110-112.。
汽车焊装生产线的柔性化摘要：随着社会文明的进步和生产力水平的逐步提高，全球汽车市场发生了根本的变化：竞争加剧，消费呈现多样化、个性化、差异化、扁平化，随之而来的影响便是传统的大批量生产组织方式面临着新的生财方式的严峻挑战-一种适应市场动态变化的柔性生产组织方式。
关键词：焊装生产线；柔性生产制造系统柔性化生产（Flexibility Manufacturing），是目前国内外先进汽车制造企业广泛采用的一种灵活、高效的生产模式。
它既满足了汽车生产要求的规模效益，又保证了产品多元化的需求。
这种先进的生产理念，以其时效优势及成本优势，极大的增强了企业的竞争力。
1.前言随着我国经济的蓬勃发展，人民生活水平的不断提高，汽车已经不在是少数人的专利，它进入了越来越多的普通家庭。
人们消费观念的转变和购买力的提高，也大大刺激了汽车产业的迅猛增长。
面对瞬息万变的市场，汽车生产企业对人们的消费需求愈加难以准确预测，因此，汽车企业的生产能力能否弹性地适应市场波动并进行适时地、快速地调整，对于企业处于市场竞争的有利地位显得至关重要，这也是差异化市场竞争中能否克敌制胜的关键所在。
汽车市场的竞争越来越集中在汽车产品的更新换代和是否针对客户个性化需求上。
企业面对如此变幻莫测的市场环境，传统汽车行业过去采用的大批量单车种专用线的生产模式已很难适应当前汽车业快速发展的要求，因此多品种的柔性化共用线生产方式越来越受到重视，广泛地应用在汽车生产中。
汽车焊装生产是汽车加工工艺中相对复杂相对专业的制造过程，柔性化制造技术对车身焊装生产而言，显得尤为重要，因此如何实现“柔性化生产”是汽车柔性化生产的关键所在。
2.焊装生产线的作用及分类焊装生产工序的主要任务是完成车身（也称为白车身）的加工制造。
对于轿车产品来说，车身焊装线一般是由地板总成线、左右侧围总成线、CRP（仪表台横梁+顶盖+后行李仓托架）线和门盖总成线、车身装配调整线等部分组成，各总成构件又由很多合件、组件及零件（大多为冲压件）组成。
汽车焊装车间柔性化生产线设计作者：***来源：《今日自动化》2021年第04期[摘要]为解决传统汽车焊装车间生产效率低的问题，对车间生产线展开优化设计。
通过确定柔性化生产线关键参数，灰度化处理生产线数据，调整生产线各汽车焊装跨间布置，完成柔性化生产线设计。
设计实例分析，结果表明，设计生产线生产效率明显高于对照组，能够解决传统汽车焊装车间柔性化生产线生产效率低的问题。
[关键词]汽车焊装;柔性化生产线;生产效率[中图分类号]TP343.7 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–02Design of Flexible Production Line in Automobile Welding WorkshopSu Zhi-de[Abstract]In order to solve the problem of low production efficiency in traditional automobile welding workshops， optimized design of the workshop production line was carried out， by determining the key parameters of the flexible production line， processing the production line data in gray scale， adjusting the layout of each automobile welding assembly of the production line， and completing the flexibility Production line design. The design case analysis shows that the production efficiency of the design production line is significantly higher than that of the control group， which can solve the problem of low production efficiency of the flexible production line in the traditional automobile welding workshop.[Keywords]automobile welding; flexible production line; production efficiency生产线作为汽车焊装车间中的主要组成部分，随着汽车焊装车间的优化建设，针对其生产线柔性化的设计是主流设计趋势，能够提高生产的灵活性，满足汽车焊装车间生产需求，基于此，本文展开汽车焊装车间柔性化生产线设计。
钢铁行业如何实现生产线柔性化在当今竞争激烈的市场环境中，钢铁行业面临着多样化的客户需求、快速变化的市场趋势以及日益严格的环保和质量要求。
为了适应这些挑战，实现生产线的柔性化已成为钢铁企业生存和发展的关键。
生产线柔性化，简单来说，就是让生产线能够更加灵活、快速地适应不同产品的生产需求，在不进行大规模改造和投入的情况下，实现产品品种、规格和生产数量的灵活调整。
那么，钢铁行业要如何实现生产线柔性化呢？首先，先进的设备和技术是实现生产线柔性化的基础。
钢铁生产涉及多个环节，包括炼铁、炼钢、轧钢等，每个环节都需要高性能的设备支持。
例如，采用具有高度自动化和智能化的炼钢炉，可以根据不同的钢种和质量要求，精确控制温度、成分和冶炼时间。
在轧钢环节，配备能够快速更换轧辊和调整轧制参数的轧机，有助于实现不同规格钢材的高效生产。
同时，信息化技术的应用也至关重要。
通过建立完善的生产管理系统，实时收集和分析生产线上的各种数据，如设备运行状态、生产进度、质量指标等，企业能够及时发现问题并做出调整。
例如，利用物联网技术，将设备连接到网络，实现远程监控和故障诊断，减少设备停机时间，提高生产效率。
此外，基于大数据分析，可以预测市场需求的变化，提前做好生产计划的调整，以更好地满足客户需求。
优化生产流程是实现生产线柔性化的重要手段。
传统的钢铁生产流程往往较为固定和僵化，导致生产切换时间长、成本高。
通过对生产流程进行重新设计和优化，可以减少不必要的中间环节，提高生产的连贯性和灵活性。
比如，采用连续铸轧工艺，将炼钢和轧钢过程直接连接起来，减少了钢坯的冷却和再加热过程，不仅节约了能源，还提高了生产效率和产品质量。
另外，培养高素质的员工队伍也是必不可少的。
员工是生产线的直接操作者和管理者，他们的技能水平和应变能力直接影响到生产线的柔性化程度。
企业应加强员工培训，提高他们的操作技能和问题解决能力，使他们能够熟练掌握先进设备和技术的应用，快速适应生产线上的各种变化。
自动化生产线如何实现柔性生产在当今竞争激烈的制造业环境中，市场需求的快速变化和多样化使得企业对于生产的灵活性和适应性有了更高的要求。
自动化生产线作为现代制造业的重要组成部分，如何实现柔性生产已成为企业关注的焦点。
柔性生产，简单来说，就是能够快速、高效地应对市场需求的变化，生产出不同种类、不同规格的产品，同时保持较低的成本和较高的质量。
要在自动化生产线上实现这一目标，需要从多个方面进行考虑和改进。
首先，设备的通用性和可重构性是关键。
传统的自动化生产线往往是为特定的产品或工艺设计的，一旦产品发生变化，生产线可能就需要进行大规模的改造甚至重建，这不仅费时费力，还增加了成本。
为了实现柔性生产，生产线中的设备应具备较高的通用性，能够适应不同产品的生产需求。
例如，采用模块化的设计理念，将设备分解为多个功能模块，根据生产任务的不同，灵活组合这些模块，从而快速构建出适应新需求的生产线。
同时，设备应具备方便的调整和重构能力，如可调节的工作参数、易于更换的工装夹具等。
其次，控制系统的智能化是实现柔性生产的重要保障。
一个强大的控制系统能够实时监测生产线上的各种数据，包括设备运行状态、产品质量参数、物料供应情况等，并根据这些数据进行智能决策和调整。
通过先进的传感器技术和数据采集系统，将生产线上的信息及时准确地传递给控制系统。
控制系统利用这些信息，结合预设的算法和规则，对设备进行精确的控制和调度。
例如，当产品规格发生变化时，控制系统能够自动调整设备的运行参数，确保生产的顺利进行；当某个设备出现故障时，控制系统能够迅速重新规划生产流程，将生产任务分配到其他可用设备上，减少生产中断的时间。
再者，生产流程的优化也是实现柔性生产的重要环节。
传统的生产流程往往是固定的、线性的，缺乏灵活性。
为了实现柔性生产，需要对生产流程进行重新设计和优化，使其更加灵活和高效。
可以采用并行生产、交叉作业等方式，减少生产过程中的等待时间和空闲时间。
同时，建立敏捷的供应链体系，确保原材料和零部件的及时供应，也是提高生产柔性的重要因素。
如何提高工厂的生产线柔性与适应性随着市场需求的日益多样化和竞争的激烈程度不断加剧，工厂需要具备更高的生产线柔性与适应性，以满足不同订单的要求并实现有效运作。
本文将探讨如何提高工厂的生产线柔性与适应性，以应对不断变化的市场环境。
一、生产线布局的灵活性生产线布局是影响生产线柔性与适应性的关键因素之一。
为了提高生产线的柔性和适应性，工厂可以采取以下几个策略：1. 采用模块化布局：将生产线划分为多个模块，每个模块可独立运作，这样可以根据订单的需求进行灵活组合和调整。
2. 实施可调整的工作站：将工作站设计为可调整高度、宽度和角度等参数的类型，以适应不同产品的生产需求。
这样可以降低更换生产线布局所需的时间和成本。
3. 灵活使用设备：选择具有多功能和可调整性的设备，能够适应不同产品的生产要求。
同时，鼓励工人接受培训，以提高他们操作不同设备的能力。
二、采用先进的生产技术为了增强生产线的柔性和适应性，工厂需要引进先进的生产技术。
以下是一些可以提高生产线柔性与适应性的技术：1. 自动化设备：引入自动化设备和机器人，可以加快生产速度，提高生产效率，并且能够适用于不同类型和规模的产品。
2. 物联网技术：通过将设备互联，实现生产线的自动化和信息化，可以对整个生产过程进行监控和控制，从而提高生产线的柔性和适应性。
3. 3D打印技术：3D打印技术可以快速制造出各种复杂形状的产品，适应性强。
通过使用3D打印技术，工厂能够根据客户的具体要求定制产品，并且能够灵活调整生产线。
三、实施灵活的人力资源管理工厂的生产线柔性与适应性不仅依赖于设备和技术，还需要合理管理人力资源。
以下是一些人力资源管理方面的策略：1. 培养多技能工人：鼓励工人学习和掌握多种技能，使他们能够在不同的岗位上灵活运用，并且能够适应生产线的变化。
2. 建立有效的沟通机制：建立跨部门和跨功能的沟通机制，确保信息流通畅，各部门之间能够及时协调和合作。
3. 引入柔性用工制度：引入灵活的用工制度，如零时工、兼职工等，以满足不同时间段和生产需求的变化。
浅析汽车焊装车间柔性化生产线的应用摘要：目前针对焊接设备、输送系统、定位工装等研究正处于不断深入的阶段，人们越逐步重视新型的柔性化生产线的使用。
实际应用表明这种柔性焊接生产线能够逐渐提高焊装车间焊接生产线的效率并有效缩短新型焊接生产线的生产周期，同时降低开发成本，使用范围较为广泛。
关键词：柔性化；输送系统；定位工装1柔性化焊装生产线概述柔性焊接生产线具有如下众多优点，其使用范围广泛、产品适配度较高、设备利用率较高、产品性能较好，所以柔性焊接生产这一新兴方式正逐步广泛应用于国内汽车行业，相比于其他焊接生产线，柔性焊接生产线存在众多优点，下面我们来一一展开详述。
1.投入产出比例最大化。
焊接过程主要分为四个阶段，冲压、焊接、喷漆以及总装，在这四个过程当中，焊接过程对不同汽车型号之间的敏感程度很高，也就是说不同型号的汽车需要对应不同的工艺以及工装设备。
头型焊接生产线则可以达到此要求，他可以通过利用工装、设备、人员及场地等等外部条件，在一条焊接生产线上实现多种型号的焊接，从而最大限度的底稿焊接生产线的利用率，从而提高投入和产出比例。
1.适配度较高。
由于焊接过程对不同汽车型号之间的敏感程度极高，焊接生产线生产的型号必须与营销系统中的需求相匹配，柔性化生产线则可以满足多种型号同时混产的要求，一天当中营销系统中的需求可能会需要多个不同型号的混合生产，柔性焊接生产线可以满足单个生产班次不同型号的灵活切换需求，使更好地将生产系统与销售终端进行匹配。
1.适应快速升级的需求。
伴随着人们物质生活水平的不断提高，汽车成为越来越多人生活中的必需品，消费者对汽车需求有所增加，尤其是个性化需求方面。
汽车市场围绕定制的新产品的激烈竞争不断升级，为了汽车行业的生存和发展，企业必须不断开发和生产与市场需求相匹配的产品。
由于需要生产新机型，故企业需要简历新的焊接生产线以及将原有的焊接生产线进行更新改造。
一条成功的柔性焊接生产线可以缩短生产线的建设时间，充分发挥转化的潜力，为企业节省成本，提高工作效率。
自动化生产线如何实现柔性化生产在当今竞争激烈的制造业环境中，企业面临着多样化的市场需求和不断缩短的产品生命周期。
为了适应这种变化，实现柔性化生产成为了自动化生产线发展的关键。
柔性化生产，简单来说，就是能够快速、高效地调整生产过程，以适应不同产品的生产需求，无论是在产品种类、产量还是生产工艺上的变化。
那么，自动化生产线是如何实现这一目标的呢？首先，先进的控制系统是实现柔性化生产的核心。
传统的自动化生产线往往依赖于固定的程序和预设的参数进行生产，而柔性化的生产线则需要更加智能和灵活的控制系统。
这种控制系统能够实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、速度等，并根据预设的规则和算法进行调整。
例如，当生产的产品规格发生变化时，控制系统可以自动调整设备的运行参数，以确保生产的顺利进行。
同时，模块化的设计理念在自动化生产线的柔性化中起着重要作用。
将生产线划分为多个独立的模块，每个模块都具有特定的功能。
这样，在需要调整生产流程时，可以方便地更换或组合不同的模块，从而快速适应新的生产需求。
比如，在生产一种新产品时，如果需要增加某个加工工序，只需要将相应的模块添加到生产线中即可，而无需对整个生产线进行大规模的改造。
另外，机器人技术的应用也为自动化生产线的柔性化提供了有力支持。
机器人具有高度的灵活性和可编程性，可以完成各种复杂的任务。
通过编程，机器人可以适应不同的工作场景和操作要求。
而且，多机器人协作系统能够实现更加复杂的生产操作，提高生产效率和质量。
例如，在汽车装配线上，多个机器人可以协同工作，完成车身焊接、零部件安装等任务，并且能够根据不同车型的要求进行快速调整。
数据采集与分析也是实现柔性化生产不可或缺的环节。
通过在生产线上安装各种传感器，收集大量的生产数据，然后运用数据分析技术，企业可以深入了解生产过程中的各种情况，发现潜在的问题和优化的空间。
基于这些分析结果，企业可以及时做出调整和改进，提高生产的效率和质量，更好地适应市场的变化。
