汽车总拼质量控制体系开发及应用

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随着中国汽车市场的竞争不断白热化,汽车行业的生产厂家积极寻求各种手段来提高自身竞争力。汽车制造过程中总拼是焊装生产线上最重要的一个环节,总拼质量问题一方面会增加车辆的报废率和制造成本,同时,质量问题的分析过程中停线检查也会造成产能损失,增加设备检测的相关费用。因此基于产品设计,从总拼工艺到夹具定位一直到在线生产过程中的质量监控,建立全过程的总拼质量控制体系,是整车制造过程中降低制造成本提升竞争力的迫切需要。

本文从总拼工艺、总拼定位工装及总拼质量监控等方面入手,探讨了总拼质量控制的方法,定义总拼工艺及总拼系统夹具设计标准化,建立车身车间外总拼工位多车型共用的总拼监控系案,制定汽车总拼质量控制体系,从而为研究车身总拼质量控制提供参考。

白车身总拼制造工艺标准化

总拼是车身底板零件和侧围零件及车顶横梁、车顶等零件通过焊接拼装在一起,形成白车身架构。根据产品设计分为两厢车和三厢车,其零件构成有所不同,而总拼质量依赖于车身制造规划中总拼工位定位焊点的选择。总拼集成工位优先选择对质量敏感的定位焊点在总拼工位焊接,而对质量影响较小的焊点可在总拼工位之后的补焊工位进行焊接。同时需要对总拼工位工装的定位点选择进行评估,在满足定位的同时,确保不与焊枪干涉。对于不同项目,由不同的工程师负责,由于经验和能力限制,选择的定位点差异,容易导致后期总拼工位焊接质量的差异性。另一方面,不同项目工程师在进行工艺制定时也会由于经验差异花费大量时间进行定位点研究比较,加长总拼工艺规划时间。因此针对不同车型,对白车身总拼制造的工艺进行标准化,有利于总拼质量的一致性及节约工艺规划工时。

基于以上总拼定位焊点需求,对侧围总成和底板总成连接位置及尺寸控制方向进行研究,定义标准的总拼工位两厢及三厢车侧围、车顶横梁和底板总成等零件连接的GEO焊点位置及数量,如下图所示。新项目工艺开发时可直接参考总拼工位的GEO焊点模板进行焊点分配和布置,提高工艺开发效率,确保总拼工位白车身质量。

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白车身总拼工装定位模块化

1.总拼系统分析

总拼系统夹具是白车身制造非常重要的辅助工具,夹具设计的合理性不但影响加工位置的精确性及焊接质量。同时,总拼夹具的设计理念也影响到工作效率和生产成本。现有的汽车生产企业设计理念各不相同,如柯马、库卡和日产等车身总拼系统(见下图)。对于夹具采用从车体侧面从外向内夹持车体进行定位焊接的系统,外部夹具对车体侧围有很好的夹持作用,可实现准确定位。从柔性化角度看,在车型增加时,柯马总拼系统和库卡总拼系统可通过增加夹具组的数量来满足多车型生产的需求,并通过优化侧围夹具移至总拼台的方式,减少夹具切换时间。而日产智能化车身组装系统只需改变数控定位器的相关参数即可实现多车型生产,并可在车身设计完成之前通过计算机模拟解决装配的相关问题。

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2. 制定定位策略

白车身零部件的正确定位是保证车身制造精度和质量的重要因素。总拼作为焊装生产线上最重要的工位,如何保证零件的定位是关键。对侧围总成结构和车顶横梁进行研究,根据零件尺寸定义了零件定位孔的位置、定位面的方向及夹紧数量(见下图),确保零件在总拼工位能够良好的定位,避免定位点少侧围或向内向外趴开的质量问题,同时也避免零件定位点增加过多的夹头气缸等采购成本。

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3. 总拼可靠性控制

根据总拼工位和总拼补焊工位的不同,制作不同工位的工艺潜在失效模式和后果分析(PFMEA),用来分析工艺生产制造过程中引起的潜在失效模式,以及这些失效模式发生后,对产品质量及性能的影响,从而有针对性地制定出预防措施,以降低总拼工艺整体风险和失效模式发生的可能性,以达到控制和提升产品质量的目的。

制造过程中白车身总拼质量监控

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