一汽 - 大众轿车三厂奠基,填补西部高品质轿车生产空白

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概述

2009年5月8日,一汽-大众轿车三厂举行了奠基仪式,并计划分三个阶段逐步完工。其中,第一阶段和第二阶段的总占地面积达到了81万平方米,并且其设计年产量目标为35万辆。该厂具备生产A级、A0级、B级轿车,以及混合动力和四轮驱动车型的能力。工厂配备了冲压、焊装、涂装、总装等车间,以及整车停车场、技术中心和IT中心。此外,在工厂周边5公里范围内,还设有发动机厂、零部件园区和物流园区。这一项目的落成,为中国西部地区高品质轿车的大规模生产提供了新的契机,同时也为该地区的产业布局带来了新的生机。

一汽-大众在西南地区设立的这个全新现代化制造基地,即轿车三厂,其建设严格遵循德国大众集团最高级的工厂建设规范和最科学的完美工厂建设理念。同时,该厂还借鉴了长春轿车二厂和奥迪全数字化总装车间的建设成功经验。因此,在项目管理、建设进度以及工艺技术等方面,轿车三厂已位居国内乃至全球轿车制造业的领先地位。

冲压车间

冲压车间面积达64,791平方米,自2009年底动工建设,分三期逐步推进。目前,一、二期的厂房已经落成,三期的厂房也已完工封顶。在轿车生产的四大工艺流程中,冲压工艺占据着首位的地位,优质轿车正是从这一环节起步。这一工艺流程涉及将原材料板料通过模具进行冲压,最终形成汽车表面的覆盖部件。在冲压生产环节,压力机的技术水平以及压力等级、模具设计的合理性及精确度、板材的性能与清洁度、以及员工的技术水平与操作熟练度,这些因素共同影响着冲压成品的质量。

工艺、技术及设备亮点

该车间配备了四条压力机生产线,其中一条承载能力为6000吨,其余三条均为8100吨。每条生产线由6台Müller Weingarten品牌的机械压力机构成,并配备了上下气垫结构。首台大型四点多重曲线曲柄压力机还配备了8点液压底座拉伸垫。整条生产线能够实现每分钟8至13次的连续冲程。此外,生产线采用全封闭、全自动化的设计。该序号的压机生产线采用了更为精良的工艺布局,为汽车模具的生产带来了显著提升;同时,配备的大吨位压机能够生产出外观更加赏心悦目的汽车表面覆盖件。

KUKA四轴拆垛机器人安置在生产线起始端。该机器人依靠程序指令操作,负责从料垛小车中取走板料并将其放置于节拍皮带上。机器人能够在左右两个料垛之间灵活移动,上料过程中不会导致生产线停顿,从而保障了整条生产线的自动化作业顺畅进行。料垛小车上装有分层磁铁,利用同极相斥的原理,确保每次KUKA机器人仅能抓取一张板料。

SpeedBar高速自动化送料机械手,借助电子凸轮开关进行操控,能够在两台相邻的压力机之间,实现准确且快速的运行。它配备的12个伺服电机,能够操控高速臂进行摆动、倾斜以及横向移动等多种动作,从而精确地将零件放置于下一道工序。此外,它拥有3条不同的曲线,能够满足不同高度模具零件放置的需求。SpeedBar的水平移动速度达到每秒6米,加速度则为每秒15米平方,这样的性能确保了上下相邻零件的精准定位,并且助力于实现快速自动化生产,从而显著提升了生产效率。

液压式多级曲线调整型压力机总共有四台,它们各自与一条压力生产线相匹配,型号包括1200吨和2100吨两种。这类调试压力机的主要用途是对新车型模具进行调试,以及模具的日常维修和检查,同时有助于减轻生产线上压力机的负荷压力,确保生产效率得到保障。采用四个高速储能器作为动力,结合多点可调节结构的拉深垫技术,通过调试压力机的多重曲线系统,可以精确地模拟机械大型压力机的运动过程;其半开放式的结构设计,使得员工在调试和维修方面更加便捷。

冲压车间得以稳固其硬件设施,得益于先进设备的配备,而卓越的过程质量控制则提供了完善的软件支持。在生产线上,班组设立了两组质量检查团队:专门的检查员和抽样检查员。专门的检查员对每一件产品进行全面的100%检查,而抽样检查员则按照一定比例进行更广泛的检查,确保实现全方位、立体的监控。若将生产线上员工的检查视为主动性的检查,那么AUDIT所执行的是一种被动的检查。单独的AUDIT评审,则是质量保证部门对冲压车间进行的品质审核。每日每批次的制件中,需抽取一件进行表面质量检测,并依据AUDIT标准进行评分;同时,质保部的测量间每周使用三坐标测量仪等高端设备,对制件的尺寸精度进行精确测量,以此实现对制件表面质量和尺寸精度的全方位监控,确保产品质量无懈可击。

一汽-大众轿车三厂的冲压车间,凭借其世界领先的先进设备,以及卓越的过程质量控制体系,成功生产出高质量的表面覆盖件,同时,该车间也成为了亚洲地区最为先进的冲压车间之一。

焊装车间

焊装车间面积达到5.4万平方米,运用了半导体激光焊接、等离子钎焊、铆接技术,地板柔性夹紧置换系统,以及激光在线检测等前沿技术手段。这些技术使得车间拥有了更高的生产灵活性和更强大的质量控制能力。该生产线的规划产能为每小时50台,并且具备扩展至每小时60台的实力,还能支持四种车型的并行生产;它代表了我国焊接生产线在节拍速度、产能规模以及工艺技术方面的顶尖水平。

焊装车间配备了国内领先的LDF激光焊接设备,该设备中的LDF激光发射器具有较长的使用寿命,且结构紧凑、体积小巧、重量轻盈,焊接效果优异。此外,车间还装备了先进的TOX冲铆链接设备,该设备在连接板材时不会损害连接点处的表面镀层,也不会削弱其抗腐蚀性能,同时,其工作效率更高,节能效果显著,堪称当前汽车工业中最为先进的冷焊接技术之一。

工艺、技术和设备亮点

焊装车间目前装备了674套一体化焊钳,240台自动焊接机器人,无论是设备数量还是技术水平,均位居国内领先地位。车间运用机器人点焊、激光焊接、螺柱焊接、MIG焊接、MAG焊接、自动涂胶以及TOX铆接等先进工艺,确保了所有大众车型白车身的精确度、可靠性和安全性。

热成型钢板在侧围B柱及顶部横梁部分,选用了全球知名汽车零部件制造商海斯坦普公司供应的产品。这种钢板具有卓越的拉伸强度,高达1500Mpa,屈服强度亦达1200Mpa。其硬度仅次于陶瓷,同时兼具钢材的韧性。因此,它不仅为驾驶者和乘客带来了前所未有的安全保障,而且轻松满足了U-NCAP碰撞测试的5星级标准要求。在增强车身稳固性的同时,降低了车辆的整体重量,有效降低了燃油使用量,实现了驾驶性能与环保效益的双重提升。

一体化焊钳在汽车制造中的应用至关重要:它是车身制造中的关键设备,焊装车间中应用最为广泛且不可或缺,遍布整个车间,工艺应用覆盖率达到百分之百。这种一体式焊钳具备高效节能的显著特点,结构设计紧凑,便于维护,体积小巧、重量轻盈,显著减轻了工人的劳动强度,并在很大程度上节省了能源消耗。节电效果达到72.3%,不仅焊接效率显著提升,而且焊接过程中加热迅速,热量集中,避免了电弧、火花飞溅、焊渣产生以及熔焊堆积,同时焊件也未出现热变形。因此,焊件外观更加美观,整体质量也更为优良。

中频焊接技术在车间底部及侧面等对高强度、厚板材焊接要求较高的区域得到了广泛的应用。这种技术的优势在于,中频焊接变压器体积紧凑却能够输出强大的能量。在汽车工业中,一体式变压器速焊钳的应用更是凸显了其卓越的性能。其卓越性能得益于焊接变压器频率从原来的50/60Hz升级到1000Hz,显著减轻了铁芯材料的重量;同时,变压器次级回路中的整流二极管将电能转换为直流电源,用于焊接。这种设备非常适合焊接多层板、厚工件以及高导电性的金属,例如铝以及各种镀锌钢板。

TOX冲铆技术,它运用了TOX品牌的气液增力缸式冲压装置和专有的连接模具。在这一过程中,板材通过自身的挤压和塑性变形,于挤压部位形成了一个相互嵌套的圆形连接点,进而实现了两块板材的牢固连接。相较于传统点焊,TOX技术的诸多优点包括:噪音较低,无飞溅现象,质量保持稳定,生产效率高,设备使用寿命延长,且能节省成本;此外,该技术不会损害连接点处板件的表面镀层,也不会削弱其抗锈和抗腐蚀性能。它能有效防止因板件热变形导致的连接点应力集中,进而减少连接点的动态疲劳,提升连接强度。冷成形工艺使得连接部位的材料在冷却过程中发生硬化,从而提升了其机械性能。实验结果显示,TOX技术的动态疲劳连接强度大约是点焊的两到三倍;此外,与点焊设备,尤其是多点焊接设备相比,TOX技术的连接成本大约仅为点焊的40%至70%;而且,在相同功能需求下,与传统的冲压设备和大型气缸相比,TOX技术最高能实现90%的节能效果。

汽车外覆盖件冲压工艺及模具设计_一汽-大众轿车三厂冲压车间技术_一汽-大众焊装车间先进设备

德国大众PTA所采用的康采恩框架,作为一种创新的生产技术,已经在大众集团中广泛应用。这种框架利用快速、灵活的合成夹具设计,实现了不同车型在同一生产线上的混合生产。目前,车间内已实现四种车型的混线生产。值得一提的是,康采恩框架的应用不仅有助于节省生产空间,还能有效降低投资成本。同时,该系统能够确保白车身骨架总成基准定位焊点的精确度,并且对车身各功能尺寸实施有效管控。

涂装车间

涂装车间的整体面积达到了63,000平方米,其设计年产量可达35万辆。在经过焊装车间后,钣金件被组装成车身,随后进入涂装车间进行涂装处理。该车间引入了全球领先的环保友好型设计——干式水幕漆水分离技术,这在我国尚属首次应用。干式水幕漆水分离技术通过石灰粉的吸附作用去除漆雾,无需借助水和漆雾处理剂,实现了清洁环保的效果,节水率可达到90%以上;同时,使用过的石灰粉还可作为水泥生产的重要原料,有效避免了资源的浪费。滚浸输送技术、干式水幕系统、新型线性换色阀、全新密封直通式烘干炉等国际领先的新技术和设备,不仅显著降低了设备所需的占地面积和投资成本,而且极大地提升了车间的自动化水平。

工艺、技术及设备亮点

RO-DIP3电泳前处理系统:此系统由ABB公司所研发,其中白车身可在槽体内部实现全方位的360°旋转,确保车身内外表面的各个部分都能均匀地接触到浸涂液。此外,由于传送链设置在槽体的两侧,从而有效避免了传动杆或链条在运行过程中对槽液及车身的污染。该系统具备以下优势:首先,能有效降低槽液中的空气泡,确保车身内部缝隙的涂装效果;其次,实现360度翻转,使车身外部电泳涂层均匀;再者,消除输送链对车身的干扰,从而提升涂层质量。

PVC密封机器人应用于涂装车间,负责车身底板的涂胶及粗密封作业,整个过程实现自动化喷涂。该生产线配备了6台机器人。同时,还引入了摄像系统,用于车身定位。机器人能够依据不同车型的轮廓特点,编制出相应的涂胶仿型,确保对焊缝进行精确的密封处理。机器人操作能够精确地为车身焊缝涂抹密封胶,确保底板防护涂胶分布均匀,不仅有效防止车身出现渗水现象,还对车身底部提供抗石击的防护,同时还能显著减少车辆行驶时产生的噪音。

焊缝检测机器人,装备了先进的智能传感器SmartRay6600,该传感器由高速摄像头、红外线发射器和智能评估单元组成。它能够精准地识别焊缝中的砂眼、穿孔以及焊缝脱落等瑕疵。其显著特点包括:对车身顶盖两侧的焊缝条进行全面100%的检测;有效防止车身出现漏雨现象;确保焊缝表面平滑,视觉效果优良。

擦净机器人主要负责对汽车外部进行清洁作业。在清洁过程中,它会自动将清洗剂喷洒到十字形刷子上,以此来吸附车身表面的尘埃和纤维等杂质。同时,通过齿轮和滚珠的配合以及吸尘器的辅助,对刷子进行彻底的清洁,确保每一辆车的清洁效果都达到规定标准。擦净机器人能够针对各类车型调整其清洁路径,其配备的十字刷采用塑料材质,耐用性极佳,与车身接触时不会造成划痕或纤维脱落。此外,该机器人能有效降低车身面漆后的污点、纤维和细小颗粒数量,从而缩短车辆返修所需的时间。

自动喷涂机器人在涂装车间面漆线的内外表面进行全面的喷涂作业。该生产线上的单线配置了23台喷涂机器人,12台开关门机器人,以及4台负责开关前后盖的机器人。这些机器人的喷涂能力十分出色,借助软件的辅助,能够根据不同的车型和部件精确设定喷涂路径,同时还能精确调节漆量和雾化空气量等关键喷涂参数。自动喷涂机器人确保车身漆膜的厚度分布均匀,同时提升了漆膜的表面质量,包括减少了桔皮现象,增强了光泽度,以及提高了鲜映性。

涂装车间的油漆生产原料主要可划分为两类:首先,底色漆采用的是双组分的水性漆;其次,这种水性油漆中含有的有毒有害以及易燃易爆的有机溶剂(例如苯、二甲苯等化学物质)的比例相对较低;因此,这有助于降低对人体健康的损害以及火灾风险。在生产环节中,对空气和水源等环境的影响较小;同时,所使用的罩光漆为双组份溶剂型漆,与传统的单组份油漆相比,其漆膜性能得到了显著提升;附着力和抗石击能力均有所增强;耐酸、耐碱性能以及抗腐蚀性能也得到显著提高;不仅能够确保车身在3年内不生锈、12年内不出现腐蚀穿孔;此外,2K罩光漆膜还具有自我修复细小划痕的能力。

干式漆雾处理设备运作原理:借助喷漆室内部循环风的推动,能够有效收集喷涂作业中产生的多余漆雾,并将其导入集料罐内。同时,这些漆雾还能与悬浮的石灰粉颗粒发生吸附作用。与传统的使用水帘进行漆雾分离的系统相比,干式漆雾分离系统在喷房结构设计、环保性能以及空气质量提升等方面均展现出更为优越的表现。干式漆雾处理技术无需使用水及化学物质,此举有效降低了水和漆雾处理剂的使用量;同时,该技术能源消耗较低,显著减少了废漆和废水的排放;此外,它还运用了石灰石粉末来吸附漆雾,处理后的石灰石粉末还可作为水泥生产的原料,进一步减少资源浪费。

空腔灌蜡系统,它运用全自动热灌蜡工艺和人工常温注蜡技术,在汽车内部空间内构建了一层分布均匀的蜡质保护层。该系统所采用的全自动热灌蜡工艺,是在120℃的高温条件下,将固态蜡转化为液态蜡进行操作。一汽-大众作为国内首个引入空腔灌蜡技术的汽车制造商,其产品通过这一系统在车内空间形成蜡膜,有效抵御水分侵蚀,从而显著提升了车身的耐用性。

总装车间

总装车间面积达8.9万平方米,其生产线采用了先进的H型布局设计,这不仅缩短了物料运输的路径,还使得生产线的扩展变得更加便捷。车间引进了国际领先的电磁驱动式自行悬挂吊具和自适应可升降滑橇技术,这些技术与自动整车合装及拧紧技术相结合,使得车间能够实现多平台和多模块的灵活生产。该检测过程运用了激光三维车轮定位技术、动态高速转毂试验以及UPS整车电器检测等多项尖端工艺,旨在保证每一辆在此地生产的汽车都能展现出卓越的品质。

总装车间主要负责将动力总成以及其他零部件安装至车身之上,其中网络技术的应用尤为显著。位于一汽-大众轿车三厂的总装车间,其设计产能达到了每小时可组装60辆汽车。车间内部主要划分为装配、检测以及加注和返修三大主要设备类别;其中,总装设备种类极为丰富,涵盖了从加注工序到激光打号,从整车机械调整到整车电器检测,从网络拧紧系统到网络数据传输,从数据计算机到设备计算机控制等多个方面,网络技术几乎全面渗透到了所有设备控制领域。

工艺、技术及设备亮点

仪表液压泵的涂胶工艺运用了德国KUKA品牌的六轴驱动机器人,该机器人可依据既定工艺路径自动识别不同车型并实施涂胶作业,有效促进仪表板与车身无缝对接;机器人操作稳定可靠,涂胶效果均匀且美观,实现全自动化作业,作业效率高,劳动生产率显著提升;涂胶路径精准,转角处理圆滑,具备良好的抗震和减震性能,密封性优异,从而保障了整车的质量并提升了乘坐的舒适性。

动力总成线采用自动导航小车(AGV)与模块化托盘,将发动机与变速箱装载其中,随后安装汽车半轴、悬挂等部件并完成拧紧操作;此过程结合精确控制,能够实现多种发动机与传动器配置的柔性化并线生产,从而提升生产效率;系统会自动根据动力配置调整拧紧参数,而汽车的每一个拧紧数据都将被保存在数据库中长达15年,这不仅提升了汽车质量,还确保了汽车安全具有可追溯性。

摩擦输送线在一汽-大众总装车间首次应用,该技术用于车身、车门、仪表、前端和底盘的输送,并实现全程数据采集;各生产区域间对接无障碍,运行时噪音较低,输送效率高;设计符合人机工程学原理,操作简便;故障发生率低,模块化设计便于维护;工位布局合理,操作者取件方便,行走距离短,便于实施车身防护措施,显著减少了操作过程中车身划伤等风险。

四轮定位与大灯调整检测设备:依托德国DURR品牌的整车试验平台,对车辆的前束角和侧倾角进行精确测量与调整,并对大灯的安装位置及照明强度进行细致的检验与优化;运用3D激光成像技术,检测精度卓越,数据传输通过千兆以太网进行,响应速度极快;对车辆的前束角和侧倾角进行精确调校,确保了车辆行驶过程中的安全性与稳定性。对大灯精准的调整,保证了夜间行车的安全性。