張 揚(yáng)，梁 翠，蒙慶根

（上汽通用五菱汽車股份有限公司重慶分公司，重慶 401120）

一臺白車身總成由上百個(gè)鈑金零件逐級焊接而成，焊點(diǎn)數(shù)量在3 000～5 000 點(diǎn)之間，電阻點(diǎn)焊和CO2保護(hù)焊是車身零件連接的主要方式，其中電阻點(diǎn)焊占總焊點(diǎn)數(shù)的90%。電阻點(diǎn)焊主要是利用電阻熱熔化金屬形成焊點(diǎn)，將2 種或者3 種零件焊接為一體[1-2]。由于共線生產(chǎn)白車身車型多、配置復(fù)雜、零件相似度高，容易在焊接的過程中出現(xiàn)零件漏焊、漏裝、錯(cuò)裝等風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致零件返修、報(bào)廢等，增加了產(chǎn)品制造成本。將防錯(cuò)思想融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)初期，可以避免由錯(cuò)漏裝而產(chǎn)生的費(fèi)用、周期和成本問題[3]。

防錯(cuò)技術(shù)是利用防錯(cuò)裝置減少缺陷的一種工程技術(shù)，現(xiàn)有的防錯(cuò)裝置大體上可以分為電磁感應(yīng)防錯(cuò)裝置、機(jī)械固定防錯(cuò)、設(shè)備提醒和人為提醒防錯(cuò)4 種類型[4-5]。對白車身制造部門來說，提前安裝和設(shè)計(jì)各種防錯(cuò)裝置，預(yù)防車身漏焊、錯(cuò)裝、漏裝缺陷，獲得良好的產(chǎn)品質(zhì)量，減少后續(xù)返修，降低制造成本是車身制造車間一直以來的課題。

1 白車身焊點(diǎn)焊接現(xiàn)狀

五菱品牌主要生產(chǎn)CN 系列和N 系列車型，白車身焊裝線上約50%的焊點(diǎn)采用人工電阻點(diǎn)焊的方式焊接。由于生產(chǎn)節(jié)奏快、人員置換頻繁，采用人工操作手工焊鉗焊接，側(cè)圍、車門等外觀件時(shí)，零件焊接過程中極易產(chǎn)生焊點(diǎn)扭曲、毛刺及凹凸等焊接缺陷，影響到鈑金外觀質(zhì)量。為改善這些質(zhì)量缺陷，車身車間廣泛采用增加焊接銅板來改善焊點(diǎn)表面質(zhì)量，如圖1 所示。

圖1 固定式焊接銅板展示圖

在工裝上增加銅板，讓銅板緊貼零件表面，使焊鉗的上下電極一端接觸銅板，另一端接觸零件內(nèi)板進(jìn)行焊接，保證了側(cè)圍、車門等外觀表面焊點(diǎn)質(zhì)量。雖然此焊接方式有效地降低了零件表面缺陷，但是還是會發(fā)生員工漏焊，一旦出現(xiàn)焊點(diǎn)漏焊，若不能及時(shí)進(jìn)行排查和追溯，漏焊車輛遺留到下一工序，將會造成不可估量的損失。

2 焊接防錯(cuò)裝置

2.1 焊接輔助限位裝置

在側(cè)圍、車門等表面焊點(diǎn)較多的區(qū)域，工段通過增加銅板降低焊點(diǎn)扭曲、凹凸等質(zhì)量缺陷，提升外露焊點(diǎn)表面質(zhì)量。而為了降低焊點(diǎn)漏焊，根據(jù)各工位實(shí)際情況，增加輔助限位裝置，將焊鉗限定在安全區(qū)域內(nèi)活動(dòng)，對焊點(diǎn)的位置起到了引導(dǎo)作用，避免焊鉗在非安全區(qū)域內(nèi)操作，這樣就防止了焊點(diǎn)出現(xiàn)在錯(cuò)誤的位置上，碰凹零件，導(dǎo)致返修。

員工在焊接下裙邊時(shí)由于無限位，導(dǎo)致焊鉗常常碰凹外板，造成返修浪費(fèi)，平均每月耗時(shí)6 h 進(jìn)行返修。在下裙邊焊接位置前用鐵片制作一個(gè)擋板在該處，防止焊鉗碰凹下裙邊外板，消除返修浪費(fèi)。如圖2 所示。

圖2 焊接輔助限位展示圖

焊接輔助限位都是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、焊點(diǎn)的位置實(shí)配制造出來的，結(jié)構(gòu)簡單，不影響車身焊接線上工裝的正常使用。實(shí)配實(shí)做，實(shí)用性強(qiáng)，工作效率高，效用明顯。通過這些輔助限位工裝結(jié)構(gòu)，基本解決了焊點(diǎn)焊接在錯(cuò)誤位置的問題。

2.2 感應(yīng)防漏裝置

白車身上很多區(qū)域均裝配小零件，這些零件個(gè)頭小、裝配位置零散，容易導(dǎo)致零件漏裝，這些區(qū)域均設(shè)置感應(yīng)防漏裝置。利用感應(yīng)探頭，探測是否裝配零件，并與夾具進(jìn)行關(guān)聯(lián)，若探測不到零件，則無法開關(guān)夾具，將漏裝缺陷控制在本工位。

翼子板支架防漏裝置：側(cè)圍工裝2#拼臺上設(shè)計(jì)翼子板支架防漏感應(yīng)裝置，自動(dòng)感應(yīng)是否有翼子板支架，如感應(yīng)開關(guān)未檢測到翼子板支架，則夾具無法打開，如圖3 所示。

圖3 翼子板支架防漏感應(yīng)器裝置

前門內(nèi)板鉚釘防漏裝置：在前門內(nèi)板鉚釘下方裝配氣壓閥，在沒裝配鉚釘情況下，氣壓閥上的定位銷頂起，與拼臺關(guān)夾的氣路不通，無法關(guān)夾；反之，當(dāng)內(nèi)板裝配鉚釘時(shí)，鉚釘下壓，氣壓閥上的定位銷收縮，與拼臺關(guān)夾的氣路通暢，可以正常關(guān)夾，說明防錯(cuò)正常有效，如圖4 所示。

圖4 前門內(nèi)板鉚釘防漏裝置

2.3 機(jī)械按鈕切換

針對白車身有不同的車型配置，因零件A 與零件B共用拼臺、夾具，總成件上局部零件存在差異，需要對差異零件做零件識別。CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體總成5/8 座與7座，安裝電控切換開關(guān)，進(jìn)行不同配置車型切換：生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型5/8 座，員工首先確認(rèn)首臺后部下車體為標(biāo)準(zhǔn)5/8 座狀態(tài)，然后將旋鈕開關(guān)切換到7 座檔，夾具無法夾緊操作，有報(bào)警聲提示。切換旋鈕到5/8 座檔，夾具正常關(guān)夾；生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型7 座，員工首先確認(rèn)首臺后部下車體為標(biāo)準(zhǔn)型7 座狀態(tài)，然后將旋鈕開關(guān)切換到5/8 座檔，夾具無法夾緊操作，有報(bào)警聲提示。切換旋鈕到7 座檔，夾具正常關(guān)夾。CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體防錯(cuò)裝置如圖5 和圖6 所示。

圖5 CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體總成

圖6 CN 系列標(biāo)準(zhǔn)型后車體切換面板

3 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置

3.1 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置的工作原理

針對人工焊接容易漏焊的情況，設(shè)計(jì)開發(fā)一種新型的氣動(dòng)防錯(cuò)裝置，以規(guī)避員工漏焊焊點(diǎn)，提高產(chǎn)品品質(zhì)的效果。氣動(dòng)防錯(cuò)裝置結(jié)構(gòu)示意圖和控制原理圖，如圖7、圖8 所示。防錯(cuò)裝置工作原理為：員工操作焊鉗焊接零件時(shí)，焊鉗上下兩極分別接觸零件上表面與3-焊接銅板，導(dǎo)致4-焊接銅板支架受力變形，帶動(dòng)1-檢測開關(guān)，檢測開關(guān)（1/7）通氣給8-單氣控閥信號，單氣控閥通氣，員工操作打開9-打開開關(guān)，夾具打開。如果8-單氣控閥不通氣，則9-打開開關(guān)不工作，夾具無法打開[6]。

圖7 氣動(dòng)防錯(cuò)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖8 防錯(cuò)裝置氣動(dòng)控制原理示意圖

3.2 新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置應(yīng)用

圖9 為氣動(dòng)防錯(cuò)裝置工作狀態(tài)及邏輯元件布置圖。現(xiàn)場使用此氣動(dòng)防錯(cuò)裝置進(jìn)行焊接時(shí)，工作示意如下：員工操作焊鉗焊接零件，而銅板與圖9（a）中1-鉸鏈板連接在一起，鉸鏈板受力變形。鉸鏈?zhǔn)芰合驁D9（b）2-檢測開關(guān)，檢測開關(guān)通氣給3-單氣控閥，單氣控制閥通氣后，員工打開操作開關(guān)，夾具開夾。如果單氣控閥不通氣，打開開關(guān)不工作，夾具無法打開。

新型氣動(dòng)防錯(cuò)裝置已經(jīng)在CN 系列車型中使用，根據(jù)現(xiàn)場使用情況進(jìn)行全破壞試驗(yàn)和超聲波測量發(fā)現(xiàn)，車身焊接焊點(diǎn)質(zhì)量合格率保持在99.8%以上，幾乎沒有發(fā)生漏焊、漏裝、錯(cuò)裝缺陷。對白車身進(jìn)行CMM 測量，底盤關(guān)鍵測點(diǎn)的合格率保持在97%，整車合格率在93%。

新增的防錯(cuò)機(jī)構(gòu)在原有工裝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行添加銅板、增加氣動(dòng)開關(guān)等線路小改造，防止員工漏焊焊點(diǎn)，避免焊接過程中產(chǎn)生焊點(diǎn)扭曲、毛刺、凹陷等焊接缺陷，使車身焊點(diǎn)漏焊率從0.2%下降到0.01%。

4 結(jié)論

在汽車制造過程中，防錯(cuò)裝置具有十分重要的作用，有利于減少風(fēng)險(xiǎn)和損失，提高產(chǎn)品可靠性。制造防錯(cuò)裝置需要技術(shù)和智慧，而一種新型的防錯(cuò)裝置應(yīng)用到現(xiàn)場更需要不斷的試驗(yàn)與驗(yàn)證。而本文闡述的防止焊點(diǎn)漏焊的氣動(dòng)防錯(cuò)裝置具有以下特點(diǎn)：該漏焊裝置工裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，日常保養(yǎng)和維修簡單方便；現(xiàn)場安裝調(diào)試非常方便；制造成本和運(yùn)行成本都低；生產(chǎn)穩(wěn)定性高，使用可靠。