对称式发盖和尾门内板总成柔性焊接岛设计开发
摘要:对称式发盖和尾门内板总成柔性焊接岛,创造性的将两车型的发盖和尾门拼台夹具分列在机器人两侧,机器人在一侧焊接,对侧同时进行人工装件,达到单位节拍内完成两个车型的发盖和尾门内板总成的生产目标,该布局可柔性生产不同车型的发盖和尾门内板总成。
关键词:发盖/尾门内板总成对称式布局柔性焊接岛装焊同步
为响应国家智能制造要求,同时在多样化的客户需求与劳动力市场多变的大环境下,通过打造智能化生产线,提高自动化装备应用,提升生产线的柔性化和自动化生产能力,提升自动化设备的生产效率。通过对比发现:国内外所有车门自动焊接生产线几乎都由零件定位拼台与补焊拼台组成,自动输送方式有十字滑台及机器人抓取。结合公司少人化战略需求,集我司十余年车门线开发经验教训总结于一体,以创新思维打破原有布局模式,专攻并以解决痛点难点问题为首要任务,颠覆创新“智造”,自主研发设计对称式发盖/尾门内板总成柔性焊接岛生产线,本生产线采用自主创新的对称布局、工艺路线及首次采用发盖尾门共线,全面提升制造及柔性水平和焊接质量,系统集成多项技术,勇于创新,创造性地进行开发应用,致力于打造高效高质量的少人化柔性车门焊装生产线。
2打破传统模式,开发新布局
当前我司现有的发盖尾门内板总成焊接线:手工线及机器人线,不能很好地满足公司发展需求,随着少人化、无人化、智能化等制造战略的向前推进,并结合国/内外产线布局特点,迫切需要开发出能解决当前痛点、难点问题的产线模式。
当前痛点、难点问题:①几乎都是手工线,人员多,各车型生产所需人员不均衡,造成人力资源浪费;②机器人线,焊接机器人及搬运机器人总体运行效率低、伺服焊钳柔性差、设备多、占地大等;③发盖或尾门内板总成焊接线都是专线,设备闲置率高;④手工线及机器人线的拼台夹具不能互柔互导。
2.1总体方案分析
分析国/内外发盖尾门内板总成焊接线布局,结合现状急需解决的问题,并对现有车型的发盖尾门结构进行对比:BOP差异对比、零件数量对比、焊点分布对比、钣金厚度对比、涂胶参数对比、时序分析等(见图2、图3),创造性地开发出对称式发盖尾门内板总成柔性焊接岛的新布局(见图1)。
新布局通过调整工艺路线:左侧焊接时,右侧装件,反之亦然,达到单位时间内(86s,单侧43s)产出2个相同或不同车门内板总成的生产目标,最大化的利用机器人焊接时间(37s,效率86%);人工仅为装/取件,降低了人工操作技能要求,辅工即可完成装/取件工作。
每个车门生产时间(单侧,s)=(总时间*效率/节拍)/2=(3600*95%/40)/2≈43s
机器人在单侧焊接时间=每个车门生产时间-机器人回home位时间=43-6=37s
对侧人工装件总时间=机器人在单侧焊接时间=37s
2.2工艺流程及创新布局
对称式发盖尾门内板总成焊接岛生产线工艺流程如图4所示,单侧由2个装件/定位焊+1个补焊工位组成,居中的6台机器人为共用焊接机器人,在HD10#与LG10#之间的2台机器人也是焊接机器人(单侧各1)。
装件/定位焊工位、补焊工位均通过原手工焊接拼台改造所得,R侧(R-HD10#、LG10#、LG20#)装件的同时L侧(L-HD10#、LG10#、LG20#)进行焊接,实现人机分离,装/焊独立工作;转运模式由无动力机构进行工位间传送:LG10#—LG20#;相比现有尾门机器人焊接线,减少工装、工艺设备及机器人投入,整条线相比现尾门内板机器人焊接线节省2套工装夹具、4套抓手、6把伺服焊钳,节省4台焊接机器人及2搬运机器人,同时优化生产布局空间,与传统尾门内板总成机器人焊接线相比,本对称式生产线用地减少约70%。
2.3首次设计发盖/尾门共线生产
首次设计发盖/尾门共线生产,根据布局(见图4),斜对角位置的工位同时焊接(L-LG10#、L-LG20#、R-HD10#),同时另一斜对角位置进行装件(R-LG10#、R-LG20#、L-HD10#),实行错位生产,避免操作工与机器人工作时人机交互,同时达到空间及时间的完美配合,在单位节拍内生产出2个车型的发盖内板总成及尾门内板总成。
根据焊点分配方案(见图6),不同焊接工位使用不同大小的伺服焊钳结构,全部是C型焊钳(见图5)。
1.4采用固定的标准拼台底座
新布局采用固定的标准拼台底座(见图7),所有车型的车门拼台夹具均通用此底座。
该产线具备柔性焊接所有车型的车门内板总成,通过人工切换不同车型的拼台夹具,进行不同车型车门内板总成的生产。
3解决关键痛点问题
3.1解决手工线操作工多且各线人员不平衡的痛点问题
原发盖或尾门内板总成手工焊接线,车型结构差异大,导致内板总成焊点总数差异大(见图2),各车型结构不一焊点不一,所需操作工就不一样,这样操作工配备只能按最多的班组人员进