安徽江淮专用汽车有限公司 周庸 代家明 韦朝坤

为了扩产能、提效率，同时提高轿运车产品的质量，某公司拟对焊接生产线各工位进行优化，通过工序调整、工装配置、工艺路线调整等方式，综合分析并优化了挂车生产线上的产品制作流水线及生产线平衡，提高了生产线效率及产品质量。

1 前言

在我国挂车领域，以往的轿运车是一种十分特殊的车型。合规的轿运车在这个行业里凤毛麟角，道路上主流的车型均超过20m。随着交通运输部重点治理轿运车市场以及9·21治超新政的严格实施和推进，原有商品轿运车市场普遍采用单排超长半挂轿运车、双排跳等违规行为已经快速根除，整个轿运行业也将向规范化方向发展。根据新GB 1589规定，中置轴商品轿运车产品长度不得超过12m，列车长度不得超过22m，宽度不得超过2.55m，高度不得超过4.2m，主车加挂车最多可装载8～11辆轿车[1]。因此，中置轴轿运车运输车安全性高、装载量大、通过性好等优势，可有效替换市场上现有超标轿运车，以减少视线盲区，提高车辆通过性，从而降低事故发生率，降低运输过程中所运输商品的磕碰，保证单品价值较高的商品车运输安全[2]。

在这样的大背景下，某公司着手研发轿运车，但当前日产1台的产能短板严重制约了轿运车的飞速发展，急需扩产能、提效率，同时还需提高产品的质量。针对上述问题，现拟对焊接生产线各工位进行优化，通过工序调整、工装配置、工艺路线调整等方式，综合分析挂车生产线上的产品制作流水线及平衡生产线，以提高生产线效率及进一步提升产品质量[3-4]。

2 生产线简介

某公司现主要生产车型有3种：单胎半挂车、双胎半挂车和中置轴轿运车。本文以双胎轿运车在生产线上的工艺路线为例，对生产线现状进行描述，包括布局、生产方式等。挂车车间现有一条生产线，包括焊接、装配、调试作业。工艺流程路线如图1所示。

2.1 焊接作业工位

焊接作业可分为9个工位，分别为：纵梁点固、纵梁焊接、纵梁校正、后平台焊接、上前平台/分总成焊接、纵梁拼焊、下平台拼焊、下平台上方满焊、铺多孔板/钢丝网/下平台下方焊接。焊接作业需严格执行轿运车焊接作业指导书要求。焊接作业完成后，将各总成转涂装，根据《涂装工艺守则》要求进行涂装后，再将各总成流转至生产线上存放区。

2.2 装配作业工位

装配作业可分为6个工位，分别为：桥预装、桥装配、桁架装配、上平台装配、液压装配、制动/电器装配。装配作业需严格执行轿运车装配作业指导书要求。

2.3 调试作业工位

调试作业设置1个工位，该工位可并列放置两台车，同时进行调试作业。调试工作包括液压动作调试、各灯具工作调试及制动调试。

经过平衡率分析，如图2所示，计算可知生产线平衡率为68.45%，瓶颈工序集中于各焊接工位，接下来对各焊接工位进行工序优化。

图1 工艺流程路线

3 各工位优化

3.1 纵梁点固工位

纵梁总成可分为三段（中置轴挂车）及四段（轿运半挂车）拼焊而成，各段小纵梁均在纵梁点固工位点固。对于直段小纵梁，在现有气缸压紧装置上较易完成，保留现有工艺不做变化；由于原工装上油缸间距较大且位置固定，对于弯曲段小纵梁难以处理，如图3所示，且处理后缝隙达5mm，不符合技术要求。新纵梁点固工装采用限位块模式，如图4所示，在现有焊接平台上按照纵梁外轮廓确定限位板位置。工装使用时，先定位纵梁上翼面，再采用梯形块成型，可较好地保证纵梁上、下翼面与腹板贴合（缝隙≤1mm），且腹板与翼板之间垂直度可实时测量进行调整。经测算，使用新纵梁点固工装后，纵梁点固工位可减少作业人员1名，工位节拍不变。

图3 弯曲段纵梁

图4 新纵梁点固工装

3.2 上平台焊接工位

前/后上平台焊接工位节拍分别为112.5min及126min，相比节拍最长工位下平台焊接工位(149.4 min），该工位时间较为富余，现将表1中零部件调至前/后上平台焊接工位。工序调整后，生产线平衡率下降3.4%。

表1 各总成工时

3.3 下平台焊接工位

下平台总成作为整车受力点集合处，且桥、制动、油路等诸多关键零部件附着其上，该工位制作及关键特性控制尤其重要。现就其几个主要关键零部件的优化作业及工装保证加以介绍。

3.3.1 前后主横梁焊接

为保证该处诸多焊缝质量，特制作焊缝划线靠模，对关键连接需焊接处先用靠模、石笔划线，确定焊缝位置、长度（两端起焊，焊缝长100mm，焊缝间距100 mm，焊缝高3mm），再调整焊接参数（焊接电流140～160 A，22～24 V）。通过该手段保证前后主横梁焊缝质量及连接可靠性，也避免拉卷尺划线出现错误的隐患。图5为焊缝划线靠模及使用靠模后焊缝。

图5 焊缝划线靠模

图6 纵梁夹紧装置

3.3.2 纵梁压紧定位

纵梁总成作为下平台主要受力零部件，其作用是重中之重，因此其组对及位置确定也异常重要。为保证两根纵梁受力均衡，及下平台焊接过程中不发生扭曲、翘起、及歪斜状况，在纵梁吊至焊接平台确定相对位置后，需对纵梁进行夹紧。

为保证夹紧，特设计制作纵梁间距装置，如图6所示。对单侧纵梁设置四处夹紧，间距2500mm，纵梁夹紧装置通过竖向压紧保证纵梁垂直度，及不发生翘起；横向夹紧保证纵梁定位尺寸及不发生扭曲。通过纵梁夹紧装置可良好控制纵梁定位尺寸，及下平台总成焊接过程变形，最终保证下平台对角线误差≤10 mm。

3.3.3 悬架焊接

悬架作为整车与轮胎之间的连接处，是整车关键零部件，其定位尺寸、相互之间尺寸及与牵引销之间的尺寸误差均是重点尺寸需进行控制。前期悬架定位仅通过卷尺拉尺寸，石笔划线确定，经对前期制作车辆进行测量，悬架定位尺寸误差均超出工艺要求。

为保证悬架焊接尺寸，特制作悬架焊接工装，如图7所示。将悬架焊接工装吊至下平台悬架对应焊接处，现用工装前后横梁上左右挡块及中间横梁上前后挡块进行粗定位，再利用中间横梁上两个定位基准点量取到牵引销中心点的距离，进行终定位。工装定位完成后，用工装上锁紧螺栓将工装与下平台之间锁紧，保证其相对位置不发生偏移。再将三组悬架（前悬架、中间悬架及后悬架）分别放置在对应位置，利用各自横梁及工装上限位块定位，将各组悬架点固。

经测量，使用悬架工装后，各组悬架支架对角线误差≤2mm，中间悬架与牵引销中心间距误差≤5mm，符合图纸及工艺要求。

下平台焊接工位使用的工装均为保证焊接质量，下平台焊接工位共8名员工，增加工时10min，因该工序为节拍最长工位，导致生产线平衡率下降3.5%。后续对生产线的持续优化中，该工位将作为重点进行分析。

4 桁架焊接工位

桁架焊接工位所涉及的零部件外形尺寸较大（单件最长达4 500 mm），质量较大（单件最重达90 kg），操作不便。在前期作业中，需进行多次吊装，高空吊装及组焊，难度大、效率低。

针对该问题，经过分析，可对桁架总成先进行组件在地面拼焊完成后，如图8所示，再分片整体吊装，并制作分片拼焊工装。该工序通过工艺路线的优化，减少该工位工时1 2 0 min，且减少80%的高空组焊作业，极大地提升了效率，降低了安全隐患。

鉴于该工位工时的减少，将下平台焊接工位的所有小件制作（纵梁加强盒、提升踏板支撑座、旋转铰链等）调至桁架拼焊工位。经计算后，生产线平衡率提升2.3%。

图7 悬架焊接工装

图8 桁架拼焊组件

5 结语

运用“5W1H”提问技术及ECRS四大原则，对某公司的挂车生产线进行优化，在工艺路线调整及工装配置两方面提出新的方案。新方案内容主要包括：a. 对上平台焊接工位进行工序调整，桁架拼焊工位进行分片上装；b. 对纵梁点固、下平台焊接难度较大工位配备新的工装及装置，保证焊接质量。本文提出的挂车生产线优化的思路及方法，对生产过程进行分析优化，提升生产线平衡率至84.3%，并将该公司挂车产能由1台/天提升至2.5台/天，同时实现了提高各工序产品质量的目的。