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汽车顶棚模块化装配工艺研究

2019-09-17郭称勇肖康宝GuoChengyongXiaoKangbao

北京汽车 2019年4期
关键词:顶棚卡扣人机

郭称勇,肖康宝 Guo Chengyong,Xiao Kangbao

汽车顶棚模块化装配工艺研究

郭称勇,肖康宝
Guo Chengyong,Xiao Kangbao

(广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院,广东 广州 511434)

汽车顶棚装配过程中,出现装配工人经常抱怨人机性差、顶棚装配品质不良的问题。通过对现有非集成顶棚设计及装配工艺进行分析研究,采用人机仿真的方法,提出采用顶棚模块化设计解决方案,可彻底解决装配工艺性差及装配品质不良的问题。介绍了顶棚模块化设计及模块化装配工艺,分析顶棚模块化产品设计及工艺设计过程关键因素。研究表明,汽车顶棚采用模块化设计方法,可有效解决非集成顶棚装配人机性差、装配品质差、现场管理复杂等问题。在前期产品设计过程中,实施对产品设计及工艺设计约束,可提升顶棚装配工艺性及装配品质。

汽车;顶棚;模块化;装配;工艺设计

0 引 言

随着现代汽车工业的迅速发展,市场竞争日趋激烈,如何提高装配效率、装配质量成为汽车厂家赢得市场竞争的关键。而顶棚的装配品质一直是汽车行业内重点、难点,顶棚的装配工艺性直接决定顶棚装配品质。在总装车间生产过程,经常会遇到工人反馈装配工艺性差及装配品质难保证的问题,严重影响整车质量,增加工人抱怨及客户投拆,降低客户满意度。为解决顶棚装配工艺性差及装配品质不稳定的问题,提出顶棚模块化设计及模块化装配的解决方案。

1 顶棚非集成装配

1.1 非集成装配工艺流程

顶棚非集成装配工艺采用串联装配,装配顺序依次按顶棚线束、顶棚、遮阳板、乘客拉手、前阅读灯、后阅读灯等依次装配至车身,如图1所示,操作均需要在车内进行。顶棚投入采用人工投入,需要多人同时配合操作完成顶棚装配。

图1 顶棚非集成装配工艺流程

1.2 非集成装配问题

1)装配人机性差。顶棚附件及顶棚装配至车身,工人频繁进出蹲坐车内,易造成腰肌劳损等职业病。仿真分析人机评价得分为7分(很不舒服,需要立即改善),如图2所示。

(a)装配频繁进出车内(b)装配蹲座在车内 (c)人体模型仿真分析(d)劳动强度分析结果为7分

2)人工装配顶棚品质差。顶棚在人工投入车身过程中边沿易出现褶皱质量问题,人员频繁进出车内,易出现踩踏伤到地板线束、控制器、车身钣金等风险,如图3所示。

3)主线工时较长,现场管理复杂,不利于节拍提升,非集成装配与模块化装配工时对比情况如图4所示。

(a)车内踩踏现象(b)人工投入装配

图4 装配工时对比结果

2 顶棚模块化装配

2.1 模块化装配工艺流程

顶棚模块化装配工艺采用并联装配,依次按顶棚线束、遮阳板、乘客拉手、前阅读灯、后阅读灯等装配至顶棚上,避免在车内作业,如图5所示。顶棚模块总成装配至车身通常采用助力臂投入。

图5 顶棚模块化装配流程

2.2 顶棚模块化装配优势

1)模块化装配操作人机性好。顶棚线束、遮阳板、乘客拉手、前阅读灯、后阅读灯等顶棚附件线下分装至顶棚,避免车内下蹲和仰头操作,避免造成腰肌劳损职业病,如图6所示,仿真分析人机评价得分为3分(较为舒适,无需改善)。

2)模块化装配品质有保证。顶棚附件线下分装至顶棚,无需在车内作业,避免踩踏车内线束、控制器、钣金等零件。顶棚模块化装配通常采用助力臂装配,避免出现人工投入时顶棚易褶皱的质量问题,如图7所示。

(a)人体模型仿真分析(顶棚附件线下分装至顶棚)(b)劳动强度分析结果为3分

(a)顶棚附件线下分装(b)顶棚模块助力臂装配

3)顶棚模块化装配,主线工时较短,现场管理简单,效率提升,利于节拍提升及现场生产调整。

3 顶棚模块化设计

从顶棚装配工艺及装配品质考虑,建议采用顶棚模块化设计。通常是在顶棚厂家进行顶棚附件装配,包括顶棚线束、遮阳板、乘客拉手、前阅读灯、后阅读灯、缓冲垫块等,再以总成状态提供到整车厂进行装配,顶棚模块固定至车身采用金属卡扣的形式。在产品设计阶段,提出产品设计约束以及合理工艺规划设计,保证量产时顶棚的装配工艺性及装配质量。

3.1 顶棚线束

顶棚线束与顶棚固定通常采用贴片粘接固定方式和热熔胶固定方式,如图8所示。顶棚需要设计顶棚线束走向标志,采用贴片粘接固定,需要在顶棚上设计贴片粘贴位置标志线;采用热熔胶固定,需要设计热熔胶线。

(a)贴片粘接固定线束(b)热熔胶固定线束

3.2 乘客拉手

乘客拉手通过过渡支架线下固定至顶棚,采用金属卡扣的装配形式卡接至车身,如图9所示。金属卡扣精度要求较高,拉手装配需要设计安装定位工装。

(a)乘客拉手装配流程(b)乘客拉手装配结构

3.3 遮阳板

遮阳板通过过渡支架线下装配至顶棚,采用金属卡扣的装配形式卡接至车身,如图10所示。金属卡扣精度要求较高,遮阳板装配需要设计安装定位工装。

(a)遮阳板装配流程(b)遮阳板装配结构

3.4 前、后阅读灯

阅读灯通过过渡支架线下装配至顶棚,采用金属卡扣结构固定至车身,如图11所示,金属卡扣精度要求较高,卡扣装配需要设计安装定位工装。

(a)阅读灯装配流程(b)阅读灯装配结构

3.5 其他零件

洗涤水管通常通过热熔胶粘贴至顶棚,如图12所示。麦克风通常采用卡接结构固定至顶棚,如图13所示。

图12 洗涤水管固定图13 麦克风固定

4 总 结

通过对传统顶棚非集成装配与顶棚模块化装配工艺对比分析,通过人机仿真分析的方法,从顶棚装配工艺性及顶棚装配品质角度考虑,得出采用顶棚模块化设计的结论。在前期产品设计之初,对顶棚及顶棚附件提出产品设计约束,满足顶棚模块化工艺设计要求,从而提高顶棚的装配工艺性以及装配品质。

2019-05-13

U463.81.06

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2019.04.012

1002-4581(2019)04-0044-03

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