1、白車身柔性總拼焊接系統介紹背景簡述隨著汽車工業及汽車裝備制造業的深入發展，智能、柔性、高效、高精、自動化已成為汽車裝備業發展的主流方向。同時，隨著我國汽車生產規模的快速發展，市場競爭全球化，顧客和市場需求多樣化、個性化發展，汽車業由傳統的單品種、大批量生產方式向多品種、中小批量及“變種變量”的生產方式過渡，以生產者為主導的生產方式逐步向以消費者為主導的生產方式轉變，因此各整車企業與集成商均在積極開發和推廣能夠大幅降低投資成本，提高生產效率的柔性生產解決方案。白車身柔性總拼焊接系統其主要功能是實現多種不同白車身產品的地板總成、左/右側圍總成及頂蓋總成等主要車身總成零部件的組合焊接，是實現白車身柔

2、性生產的核心裝備。目前國內各大主流合資品牌汽車廠均已基本實現多種車型共線柔性生產的生產模式，并擁有其標準模式的柔性總拼系統或固定的供應商合作伙伴。如豐田、本田、日產及大眾、現代等主流跨國企業都擁有自主開發的全球標準柔性總拼系統。其他主要外資汽車公司如通用、標致、菲亞特等也擁有比較固定的總拼系統裝備供應商。自主品牌汽車企業由于產品競爭激烈，單一車型產品銷量有限，需要多產品競爭，更需要綜合考慮投資與效率，其在生產模式上也逐漸向柔性化制造方向發展。然而，由于國內汽車裝備企業起步較晚，缺少自主的核心開發與設計企業，主要在中低端市場領域競爭，目前國內應用的白車身柔性總拼焊接系統及激光焊接系統、核心輸送系

3、統等高端裝備都是由外資主流集成商提供，基于上述現狀，廣州明珞汽車裝備有限公司(以下簡稱“明珞裝備”)開發了完全具有自主知識產權的國際領先水平的白車身柔性總拼焊接系統。最優的白車身柔性總拼焊接系統的定義綜合當前各主要柔性總拼焊接系統的綜合因素及汽車白車身柔性制造的需要，最優的柔性總拼焊接系統應包括以下特點：滿足從單一車型到多車型共線生產(4車型、6車型或者更多車型)滿足從單一平臺到多平臺車型共線生產(2平臺、4平臺或者更多平臺)滿足從A0級車型到C級、D級車型共線生產，對車型產品沒有特殊限制滿足批量生產、隨機生產等各種生產方式能適應低生產節拍到高生產節拍(60JPH)的需要高的生產效率(系統有效

4、生產工作時間多，傳輸切換等輔助時間少)模塊化設計，可靠性高，故障率低，便于維修保養新車型投入方便，系統擴展性好高的質量保證(盡可能的多完成定位點焊接、設備剛性高、精度好)盡量小的占地空間，并且對場地沒有特殊限制(高度、地坑等)設備投資成本低，或綜合成本低明珞裝備的白車身柔性總拼焊接系統綜合考慮了以上各因素，相對當前各外資主流集成商的總拼焊接系統，具有明顯的綜合優勢。明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統的構成與關鍵技術參數如圖1所示，本系統由以下九大子系統組成：1) 車身合拼子系統2) 地板高速臺車輸送子系統3) 柔性定位單元子系統4) 車型切換子系統5) 工裝存儲子系統6) 各車型定位工裝7) 機器

5、人自動化焊接子系統8) 電氣控制、檢測及安全子系統9) 外圍輔助設備圖1  MINO白車身柔性總拼焊接系統明珞裝備柔性總拼焊接系統關鍵技術指標如附表1：序號技術指標參數1生產節拍60JPH2共線車型最多 7種（隨機生產）3焊接機器人數量14臺（最多16臺）4單工位焊點數量100120點5車型切換時間18S6終端定位精度±0.20mm7占地空間18m×12m附表1  MINO柔性總拼系統性能參數表明珞裝備柔性總拼系統技術特點:1、可以根據客戶不同的產品規劃及生產方式，分階段投入，盡可能的降低客戶投資(詳見附表2);2、批量生產方式下，無需建立車型返回切換裝

6、置，可節省投資;3、新車型投入簡單,采用臨時裝置,半小時內可以完成新車型安裝，不需要起重等特殊設備;4、四車型以上共線隨機生產時，為當前空間最節省的解決方案; 階段隨機生產方式批量生產方式投入硬件設備名稱數量投入硬件設備名稱數量第1車型左/右合拼裝置1左/右合拼裝置1第2車型左/右車型切換裝置1左/右車型切換裝置1/2第3車型左/右車型存儲系統2左/右車型存儲系統1第4車型左/右車型返回切換裝置1無需增加設備 第5車型無需增加設備 左/右車型切換裝置1/2第6車型無需增加設備 左/右車型存儲系統1第7車型無需增加設備 無需增加設備 第

7、8車型無法實現 無需增加設備，可實現更多車型 附表2  不同生產方式和車型數量條件下MINO柔性總拼焊接系統的設備投入情況明珞裝備白車身柔性總拼系統主要子系統介紹1、車身合拼子系統圖2 車身合拼子系統示意圖圖3 車身Frame合拼局部示意圖如右圖2所示，車身合拼子系統由合拼滑臺總成、FRAME總成、及FRAME定位總成3大總成構成。其中合拼滑臺總成采用主流的解決方式設計，為滿足FRAME合拼時的精度及動力性能，在傳動方式上放棄了齒輪齒條傳動形式，而改用曲柄滑塊結構驅動，該方式的最顯著特點是保證整個開合過程中FRAME的運動速度是正弦函數關系，加減速過程非常平穩，降

8、低控制難度，同時該方式的控制精度比相同條件下齒輪齒條傳動的精度高5到6倍。關于合拼方式，形式上與現有主流總拼焊接系統中一種應用最廣的柔性系統方式相似，但為了提高合拼精度及穩定性，在結構上做了較大的改進及創新。(圖3為與主要競爭產品比較改進后的FRAME合拼局部示意圖)2、高速臺車輸送子系統(如圖4所示)高速臺車系統是區別于傳統往復桿輸送系統及滾床輸送系統的新技術，同傳統輸送方式一樣，該子系統用于地板及車身的工位間傳輸，其傳輸速度直接影響生產線的效率和設備投資。在高節拍生產模式下，采用高速臺車輸送系統的地板或主焊接線，由于大大增加有效工作時間，整個生產線投資能較傳統輸送系統節省15%以上;圖4

9、MINO高速臺車輸送子系統示意圖明珞裝備自主開發的高速臺車輸送系統結合了日本和歐洲先進的技術并融合創新，現已完成關鍵技術指標的權威測試，并成功獲得國家科技部創新基金支持。高速臺車輸送子系統關鍵技術參數如下：1) 輸送節拍：5.5S2) 輸送距離：6000mm3) 負載能力：1300Kg4) 電氣定位：±0.4mm (應用于補焊工位)5) 機械定位：±0.15mm(應用于定位焊工位)6) 共線車型：48款(明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統也可以根據客戶要求開發或使用其他的輸送方式)3、地板柔性定位單元子系統該子系統由8個NC Locator單元并列構成，用于地板定位、固定車身總

10、成或地板總成，并實現多車型共線的生產解決方案。每個獨立的NC Locator單元有3軸或5軸不同配置(根據實際生產情況需要進行配置)。采用本系統的優點是：地板定位單元結構簡單，理論上適用于任何車型的地板定位，新車型導入時，地板工位不需要增加新的設備，因此極大地降低了新車型導入的成本、縮短了新車型導入的設備周期，降低了新車型導入的難度。圖5、圖6分別是地板智能柔性定位系統的構成示意圖及白車身定位示意圖。圖5 地板智能柔性定位系統示意圖圖6 白車身定位示意圖圖7為明珞裝備自主開發的柔性定位單元，其主要技術性能如下：圖7 測試中的MINO柔性定位單元1) 能實現5自由度運動，其中2個直線自由度，3個

11、旋轉自由度，可根據不同使用工況，選擇任意軸的組合，可實現單軸、2軸、3軸、4軸、5軸;2) 行程范圍： 450×300×300(可根據客戶需求定制)，3軸條件可滿足相同定位孔徑的幾種不同車型的切換，5軸條件下可滿足不同定位孔徑的車型切換;3) 全伺服控制，可通過PLC或示教器控制及定位，重復定位精度控制在±0.05mm;4) 高剛性設計，最大負載180Kg;5) 全密封式結構，防塵效果好，所有驅動部件均隱藏于機構當中，占用空間小。(除上述獨立式柔性定位單元外，明珞裝備白車身柔性總拼焊接系統也可以根據客戶要求開發或使用其他的柔性定位方式，圖8為明珞裝備為某日系整車客

12、戶開發的一體式柔性定位單元)圖8 MINO一體式柔性定位單元4、車型切換子系統圖9 車型切換子系統示意圖多車型隨機生產方式下，車型切換子系統是由4個夾具切換小車和若干條軌道組成的封閉軌道系統構成。其主要功能是根據不同的車型進行夾具切換，系統采用雙軌道切換設計，包括夾具切換輸送軌道和夾具返回軌道，當需要切換車型時，本系統將當前工作位的車型夾具切換到四面體存儲單元中，同時從另一個四面體存儲單元中將即將生產的車型夾具切換到當前工作位。夾具切換完成后，系統可通過夾具返回軌道適時調整兩個存儲單元的夾具數量，保證每次切換時都能做到實時的切換，不占用生產時間(如圖9所示)。5、工裝存儲系統傳統柔性總拼系統工裝存儲方式均是采用平面陣列式布置存儲方式，這種方式優點是結圖10 工裝存儲子系統結構示意圖構簡單，實現容易，缺點是設備較多，占地面積比較大。針對這種情況，本系統采用的方式是立體式空間陣列存儲，這樣大大減小了工裝存儲的空間，尤其車型越多時，優勢越明顯。本系統主體結構是一個回轉半徑2000mm的大型四面體翻轉臺，該翻轉臺可承載15噸負載，共有4個存儲位，單邊存儲系統有2個翻轉臺，有8個存儲位，最多可存儲7種不同車型的夾具，通過該夾具存儲系統，可以實現多達7種不同平臺車型的柔性共線生產。具