王剛 孫守龍

摘 要：伴隨著我國社會經(jīng)濟以及科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，我國汽車制造行業(yè)也逐漸向智能化、數(shù)字化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以此來提升汽車行業(yè)的國際市場競爭能力。在汽車生產(chǎn)過程中，自動化技術(shù)能夠提高汽車生產(chǎn)效率，提升汽車生產(chǎn)質(zhì)量，解放勞動力。汽車企業(yè)想要在市場中占據(jù)更加有利的位置，就需要提升自身產(chǎn)品質(zhì)量。因此，需要汽車行業(yè)能夠具備先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本文首先介紹車門自動裝配技術(shù)在車身車間中的應(yīng)用優(yōu)勢，并深入探究車門自動裝配的關(guān)鍵技術(shù)， 為車身車間未來自動裝配技術(shù)提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：汽車生產(chǎn);車門自動裝配;機器人視覺;機器人擰緊

汽車焊裝車間車門裝配是一項極其繁重的工作，由于裝配過程中汽車配件生產(chǎn)的離散性，導(dǎo)致在車門裝配過程中出現(xiàn)諸多問題。在加上近年來汽車行業(yè)競爭越來越激烈，對汽車生產(chǎn)過程中質(zhì)量要求越來越高，對汽車的生產(chǎn)管理和質(zhì)量監(jiān)控造成了極大的困擾，因此亟需機器人自動裝配技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工裝配。本文探討了車門自動裝配的關(guān)鍵技術(shù)，為汽車裝配方式的改變提出了一種新的方式。

1 自動裝配技術(shù)整體介紹

車門智能裝配系統(tǒng)包含輸送定位系統(tǒng)、智能擰緊系統(tǒng)、質(zhì)量管控系統(tǒng)組成，采用成熟、穩(wěn)定可靠性高的螺栓供給方式，可實現(xiàn)螺栓、螺母智能化擰緊裝配，配合機器人視覺引導(dǎo)技術(shù)、NC系統(tǒng)、高速輸送系統(tǒng)、柔性夾具等智能技術(shù)，實現(xiàn)全自動化智能生產(chǎn)，對生產(chǎn)過程中裝配質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。

1.1 輸送系統(tǒng)介紹

螺栓與螺母均采用高精度振動盤式輸送系統(tǒng)，并設(shè)定有檢測開關(guān)，當(dāng)物料消耗到設(shè)定程度時可自動補充物料。集成了輸送、定位、檢測為一體的定位系統(tǒng)，可智能判別機器人取釘情況，取釘失敗時可自動進(jìn)行補給，可同時給機器人提供單個或多個螺釘。圖一為螺栓與螺母自動輸送系統(tǒng)。

1.2 智能擰緊系統(tǒng)介紹

機器人擰緊系統(tǒng)采用吸釘式智能擰緊槍、擰緊工具帶有浮動功能，可吸收零件一定范圍的精度波動，提高擰緊成功率。并且可對扭矩實施監(jiān)控與反饋，提供穩(wěn)定保障，保證擰緊質(zhì)量。機器人可同時取單顆或者多顆螺釘。圖2為智能擰緊系統(tǒng)。

1.3質(zhì)量管控系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)通過激光視覺系統(tǒng)對車身進(jìn)行掃描，實現(xiàn)對車身螺孔位置及車門與車身RPS孔的全方位的間隙及位置識別，判斷最佳車身與車門四周間隙一致的最佳位置匹配，再進(jìn)行最終車門的擰緊自動裝配，保障裝配質(zhì)量。圖3為質(zhì)量管控系統(tǒng)。

2 自動裝配技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

汽車制造行業(yè)運用自動化的裝配系統(tǒng)，不僅能夠符合我國內(nèi)部社會的發(fā)展要求，也能夠滿足人們對于汽車的總體需求，運用自動化裝配技術(shù)，也能夠減少相應(yīng)的人力勞動，保證生產(chǎn)效率，同時也能夠提升汽車生產(chǎn)的品質(zhì)和質(zhì)量，自動化裝配技術(shù)也可以避免人員操作所造成的誤差，使汽車在安全性和舒適性等方面都能夠獲得極大程度的提高。以下是幾點主要優(yōu)勢：

1）提高生產(chǎn)效率

汽車制造行業(yè)向自動化的方向發(fā)展后，在制造過程中，其操作流程以及操作細(xì)節(jié)都發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，許多原本由人力來完成的生產(chǎn)過程都可以交由機器來完成，不僅能夠達(dá)到預(yù)設(shè)的成果，也能夠減少失誤狀況的發(fā)生，有效提高車間生產(chǎn)的整體效率，無論是從時間還是成果和人力物力等方面，都有了較大改變，展現(xiàn)出汽車制造行業(yè)的新面貌。自動化裝配技術(shù)的應(yīng)用更減少了企業(yè)對于勞動力的主要資金投入，節(jié)省了相應(yīng)支出，能夠確保汽車制造行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

2）提升員工安全性

在傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)當(dāng)中，人力是完成汽車生產(chǎn)的主要方式之一，這也意味著一些危險系數(shù)較高的操作需要人工來完成，這使得車間員工在工作中都承受著一大部分安全隱患，這種安全隱患會對生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響，同時，工作人員自身的生命財產(chǎn)安全也會影響到企業(yè)自身的經(jīng)濟效益。若出現(xiàn)危險，不僅要賠償大量資金，也會對企業(yè)的形象造成一定程度的破壞，不利于企業(yè)未來的長遠(yuǎn)發(fā)展。自動化裝配技術(shù)的引用，能夠?qū)⑽ｋU系數(shù)較高的操作交由機器，車間的工作人員只負(fù)責(zé)監(jiān)督以及操作機器等，提升了車間員工自身的安全性，使得員工可以更加放心的進(jìn)行高效工作，也能夠樹立企業(yè)自身的正面形象，更有利于企業(yè)能夠廣泛吸納相應(yīng)技術(shù)人才，積極的發(fā)展自身。

3 車門智能裝配工藝

車門總成作為自車身的關(guān)鍵零部件，起著密封、承載等作用，因其外觀品質(zhì)要求高、用戶體驗感強，它的制造精度很大程度上決定著整車的質(zhì)量和觀感效果。車門總成在經(jīng)過沖壓、輯壓、焊接、涂膠、包邊及裝配等多道工序后，需具備承載大量功能件和抗側(cè)面沖擊的能力，所以車門總成要有一定的剛度和強度。同時，車門總成又是一個外觀件和活動裝配件，除了滿足氣密性、安全性的功能要求外還需滿足覆蓋件的外觀品質(zhì)要求，型面精度的控制和間隙公差的保證是整個車門調(diào)試過程中的重點和難點。

3.1 車門裝配工藝

汽車車門一般由左前門，左后門，右前門，右后門組成，汽車車門裝配流程如圖4所示。

3.2 車門匹配技術(shù)要求

車門裝配完成后，需要對裝配質(zhì)量進(jìn)行判斷，裝配技術(shù)指標(biāo)主要包含車門與汽車側(cè)圍裝配面差，車門與翼子板裝配面差，前后門裝配面差。具體技術(shù)指標(biāo)見表1。

3.3 車門連接形式

車門連接主要靠門鉸鏈連接，前門與車身通過 車門鉸鏈連接， 鉸鏈需先整體安裝在車門上，匹配后從車身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實現(xiàn)連接。如圖5為前門鉸鏈。后門與車身通過車門鉸鏈連接，鉸鏈需先整體安裝在車門上，匹配后從車身內(nèi)側(cè)各擰入螺栓實現(xiàn)連接，圖6為后門鉸鏈形式。

當(dāng)前汽車車門裝配中，鉸鏈形式為分體式鉸鏈和一體式鉸鏈，這兩種鉸鏈對比見表2。

當(dāng)前車身四門處所采用的的鉸鏈形式為分體式鉸鏈（需內(nèi)外側(cè)擰入螺栓），自動裝配時容易產(chǎn)生車身沉降不一致的問題，從而導(dǎo)致Z向間隙超差。

4 車門自動裝配關(guān)鍵技術(shù)

4.1 車門自動裝配關(guān)鍵點

后門裝配重點關(guān)注1和2處的間隙及面差，1和3處后門與側(cè)圍及門檻的高度差，見圖7所示，前門裝配重點關(guān)注1和2處的間隙及面差，1處前門與后門的高度差，見圖8。

4.2 車門自動裝配流程

車門自動裝配流程如下：車身到位，車門抓取→車身與車門測量→最佳匹配→螺栓測量→機器人擰緊→視覺評價。

1）車身與車門測量

1、匹配機器人帶抓手先運動至一處固定位置對車身鉸鏈平面進(jìn)行測量，然后再運動至另一處固定位置對門及車身進(jìn)行測量。

2、偏差值發(fā)給匹配機器人用于修正匹配位置。

2）螺栓測量

1、擰緊機器人移動1次。

2、偏差值發(fā)給擰緊機器人用于修正擰緊位置。

3）視覺評價

測量間隙面差。

5 總結(jié)

伴隨著社會科技的不斷發(fā)展，自動化裝配技術(shù)在汽車制造企業(yè)的應(yīng)用會越發(fā)廣泛，也會越來越受到相關(guān)人員的重視，其主要原因是自動化裝配技術(shù)可以降低企業(yè)自身的制造成本，也能夠提升制造的效率。除此以外，自動化裝配技術(shù)也能夠減少出錯率，這有利于提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量，提升汽車制造行業(yè)的競爭能力，確保其未來的發(fā)展能夠更加穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]白治新.汽車發(fā)動機缸蓋自動裝配生產(chǎn)線設(shè)計[J].機械工程師，2020（10）：81-83.

[2]高丹，田超.基于智能識別的汽車離合器壓盤自動裝配生產(chǎn)線的設(shè)計[J].機床與液壓，2020，48（07）：103-109.