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开启跨区域产能联动布局 探秘上海大众南京工厂

  车身车间:机械化国际化的舞台

  经过冲压后的零件将进入车身车间。车身工艺指白车身的焊装工艺,是将冲压好的各种车身零件通过焊接工艺连接在一起的过程。打个通俗的比喻,如果说冲压工艺是将布料裁减成合适的片,那么车身工艺就是将这些布缝制成衣服,而衣服质量如何,还是要取决于缝制的针脚是否精细。

  为了保证车身焊接工艺的精确性,车身车间大量采用了自动化的生产线,可实现多种车型的混线生产。南京工厂车身车间是目前上海大众机器人数量最多、自动化率最高的车身车间之一,共有528台机器人,自动化率超过70%。通过大量使用机器人自动焊接,确保了生产工艺和焊接的精度,生产的效率也更高。

  这些机器人很好地将人从繁重的搬运中解放出来,同时机械手搬运也使传递变得更为快捷、稳定、有保障。这些机械手具备还ISRA视觉定位系统(也称机器人之眼),用摄像头对定位孔拍照,计算出零件在空间的实际位置,虽然是机器取件,但如同给机器安装上了眼睛,确保零件的装配效率及精度。

  此外,在车身车间的这些"机械帮手"的灵活度也非常高、非常"尽职尽责"。在多个重要的定位焊工位中,配置了德国大众全新的自适应焊接控制器,可自动调整焊接时间和电流,实现了对板材间隙、表面质量、材料变化等扰动因素的自动补偿,与中频焊枪配合使用,可大大提高焊点的质量和稳定性。此外,分布于车身主线的在线测量技术,在全车间的四个在线测量工位,采用激光、视觉传感器、图像处理以及计算机控制等技术实现物体空间尺寸的精密测量通过14台测量机器人监控802个点,对白车身的重要尺寸实行100%监控。

  最后还不得不提一提激光焊接工艺。在整个车身车间中,国际先进的激光焊接技术被普遍采用。激光焊接可以使不同钢板之间的连接处达到了分子结合的状态。这样的焊接工艺可以将整个车身的钢性结构提高30%。目前在车顶、侧围、四门两盖等部位广泛采用了激光焊接工艺,不仅提高了车身的强度,也确保连接工艺焊缝的美观度和光洁度。与此同时,在车身的前后纵梁和前底板区域全面应用激光拼焊板,将两块厚度不一的钢板通过激光焊接合为一体。在发生碰撞时,较薄的钢板先发生变形,充分吸收碰撞能量,从而确保驾乘人员的安全。

  除了激光焊接外,为了避免传统点焊在制造过程中都会或多或少产生热变形,上海大众从德国引进的冲铆工艺,采用了机器人冷塑性变形连接技术,可以避免普通点焊工艺中的热变形和焊点难控制的问题。冲铆工艺的原理有点类似于衣服上的铆扣,简单理解就是在需要连接的部位产生冷塑性凹变形,当扣上衣服时只需将凸变形与凹变形的铆口铆上即可。在冲铆过程中,通过计算机编程对每个冲铆点进行过程智能控制及监控,通过机器人实现全自动作业,气动控制,简便可靠。以帕萨特为例,在天窗、车门和翼子板区域都用冲铆工艺代替了传统的点焊连接,提高了连接点的可靠性,也让车身表面更加规则和美观。

  此外,南京工厂车身车间还采用了许多其他精益的制造工艺。例如德国大众最新的康采恩框架技术,通过高精度变频技术实现焊接零部件Y和Z两方向的可控移动,同时利用精密钢结构将集成夹具准确定位,从而保证在对不同车型的车身进行焊接时,夹具能够准确定位并固定不同尺寸车身。这一技术不仅可以实现最多4种车型的柔性切换,也有效提升了车身一致性,保证了整车车身质量。

  油漆车间:高效环保的生产工艺

  总拼完成后,白车身将被送入油漆车间进行涂装。南京工厂油漆车间的主要工艺过程由预处理电泳、PVC密封、无中涂面漆、整理报交、空腔注腊等几个重要的工艺。

  车间采用大众汽车集团全球领先的2010工艺,通过先进的水溶性油漆、无中涂技术以及全自动喷涂和检测等新材料、新技术的应用,在保证产品质量的同时,大幅提高了油漆利用率,在生产工艺、设备自动化程度、节能环保等方面均处于世界领先水平。而且较传统的喷涂工艺,新工艺可以有效地节约能源,减少废气排放,VOC(有机溶剂)排放仅为传统工艺的37%,在国内外均处于行业领先地位。此外,新工艺采用了干式漆雾吸收系统,通过循环空气及石灰石吸收漆雾,取消了水循环系统,避免自来水的损耗和废水的产生,其空气循环使用的比例高达95%。

  对于车身油漆的作用,也许大家各有各的理解,但其中最核心的两点不言而喻,美观和车身防腐防锈保护。完成焊接的白车身首先要进入电泳环节,在车身上披上一层电泳漆膜。南京工厂采用了先进的车身翻转(RoDip)技术,车身进入电泳槽后完成360度旋转,可以有效提高电泳涂装的质量,杜绝了电泳死角的产生,保证外表内腔电泳膜厚厚度均匀,确保车身防腐性能。同时,南京工厂的电泳采用无铅无锡阴极电泳技术,利用正负电荷相吸的原理,通过槽内的阳极板使漆带有正电荷,吸附在作为阴极的车身上。这种技术在达到电泳底漆所需的各种性能的同时,去离子水用量和废水排放量也较传统技术减少了30%。

  完成电泳后,车身将交由大量机器人完成面漆的全自动喷涂以及PVC自动喷涂密封,确保喷涂质量稳定,漆面均匀美观,以及保证车身的密封性和防锈性。

  在涂面漆环节,首先由剑形刷机器人对车身表面进行全面清洁,随后由全自动喷涂机器人对内外表面进行机器人高仿性全自动静电喷涂。面漆生产线采用全自动喷涂机器人,使油漆涂层质量更加可靠稳定。

  最后进入空腔注腊防腐工艺环节。针对车身空腔部分,为了防止水分残留在车身空腔中,影响车身内部防腐蚀,上海大众在国内率先引入空腔注蜡技术,这种技术是用120公斤蜡注入车身空腔,经过一定时间,最后残留在车内的两公斤蜡在空腔表面形成均匀的保护膜,从而保证车辆良好的防腐蚀性能。

  均匀的色漆膜厚度可以充分保证车身油漆的保色、耐腐蚀、耐污染、抗紫外线等特性。为了保证整个喷涂工艺的质量,在喷漆过程中,上海大众通过机器人在线自动检测湿膜厚度,能在90秒的时间内对每台车身的50个点自动检测,确保油漆膜厚的均匀性和漆膜厚度要求。

  总装车间:高效运转的机械化空间

  经过喷漆后,最后进入总装环节。目前,上海大众在总装车间都采用了科学合理的模块化装配工艺布置,将总装分为驾驶舱、前围、底盘和车门四大模块,使物料输送更趋合理,加强装配过程监测,提高整车装配质量。模块化的装配方式更加符合人体工程学的要求,将传统在线安装过程中,工序复杂的工艺提前单列出来进行安装,无需担心工位冲突。

  以总装环节中最为复杂的底盘与车身合装线为例,这一工位主要负责将预装好的底盘模块和车身进行合装,因此也被称为marriage工位。在这里,模块化生产的有时可以明显体现出来。它将复杂的底盘合装工作分解到10个合装工位进行,通过2个自动拧紧工位和14根自动定位高精度拧紧轴,对预装好的底盘进行自动定位和拧紧工序,严格控制拧紧扭矩,减少了人工操作可能存在的误差和缺陷,提高了底盘安装的稳定性和一致性。

  同时,在南京工厂的总装生产线,整车吊架可以在离地10cm到4.5m的范围内进行升降控制,安排工艺时可以不受车身高度的限制,在人机工程学方面也可以做到尽善尽美。

  南京总装车间还引入了AGV物流系统,配备了7辆高29cm的智能型自动牵引小车进行装配物料的输送。每辆小车的拖带负载能力可达1.5吨,满载最大行驶速度达到40m/min。这些小车可以通过地面上的磁条导航,并通过红外障碍物传感器及安全触边开关,有效避免运行时可能发生的碰撞,并在低电量时自动回站充电。通过AGV物流系统,实现从卸货道口上线至流水线工位的全程自动化流转,不仅减少了铲车的数量,也降低了装配人工的体能消耗,同时也更加高效。

  除了高效之外,在总装环节对"高精度"的要求和对"精益"的跟踪也非常严格。车间广泛使用了高精度枪,对打紧的螺栓扭矩值可以进行实时监控和预警,确保重要螺栓的扭矩值稳定可靠。针对重要螺栓的拧紧扭矩数据,将实时保存至服务器,保证了重要信息可追溯15年时间。

  驾驶舱总装模块,则采用了驾驶舱与车身一体化工艺,在驾驶舱模块的前围板与车身增加了一道一体化密封链接工艺,整个工艺由机器人完成,提高整车的刚度和密封性、安全性,减少了行车过程中的噪音,也保证了工艺的可靠性和稳定性。

  仪表盘激光对中技术,使用激光对中的机械手装配仪表板可确保仪表板的装配精度控制在2mm偏差之内。此外,在生产过程中,每台车子都有自动充电随行小车,迅速对车辆初始电瓶进行充电,确保下线的每部车子蓄电池都处于完全充满状态。

  最后,每辆从总装车间走出的车辆都必须经过严格的下线监测才能最终到达消费者的手中。每辆下线车辆都需经过四轮定位和灯光检测,然后进入到转鼓试验房内,在行驶状态下对整车进行一系列动态模拟检测,包括制动力测试、动态ABS系统测试、最高时速、怠速、排放、车速校检等检测。

  测试合格后的车辆将由专职人员针对每一辆车的动态行驶性能和声学状态,在道路测试场进行9种不同路况的路试检测。路试检测完成后再对车辆进行雨淋密封性检测。在雨淋房,车辆需经历6分钟全方位360°模拟暴雨极端天气情况的喷淋,当车辆顺利完成所有严格的检测后,这部同时也完成了外观清洁的合格车辆才可以进行最终的报交,走下生产线。

  从零件冲压到车身焊接,从车漆喷涂到产品总装,南京工厂的每一个生产环节都凝聚着上海大众的精良工艺和质量领先的生产理念,这也是上海大众30年来交付千百万车主不变的承诺。随着南京、仪征、宁波、乌鲁木齐、长沙等多地标准化工厂的相继建成投产,上海大众在全国建立起了多处标准化、高质量的生产基地,所有的工厂都严格参照德国大众标准化的制造流程与生产工艺。未来将会有越来越多卓越的产品从这些工厂中下线,进入千千万万国内消费者的汽车生活中。