一、焊装车间
1) 两条生产线的对比分析
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| | 老线 | 新线 |
| 自动化程度 | 半自动化生产线 | 全自动化生产线 |
| 日产量 | 15台/天 | 20台/天 |
| 车身材料 | 外部:镀锌合金 (防锈坚固) 内部:冷轧板(后续电泳涂防锈漆) | 里外均采用全镀锌合金钢板 |
| 材料策略 | 成本导向,内外材料差异化 | 品质导向,全车高规格材料 |
| 产品去向 | 常规生产 | 主要送往世界各地进行当地测试 |
| 工艺特点 | 人工点焊定位 + 多机械臂精焊结合 | 全自动焊接 |
老线与新线的差异体现了典型的"成本-品质"平衡策略。老线通过内外板材差异化来控制成本,同时依靠电泳涂装弥补内部冷轧板的防锈短板。新线则因定位较高,直接采用全镀锌合金,配合全自动线保证一致性和产能。
2) 焊接工艺
1.焊接方法
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| 焊接类型 | 原理与特点 | 应用场景 | 注意事项 |
| 电阻焊(点焊) | 电极接钢板两端通高电压,钢板高阻受热熔化后迅速水冷完成焊接 | 白车身主体拼接,是焊装车间最核心的焊接方式 | 高温金属火花不伤眼但接触会烫伤 熔核快速加压喷射产生火花,人工操作难以避免 |
| 螺栓焊 | 将螺栓直接焊接到板材上 | 需要螺丝固定的连接点 | 白车身虽以点焊粘连,但关键部位仍需螺丝固定 |
| 电弧焊(二保焊) | 采用二氧化碳隔绝氮气,防止熔融金属吸收氮气后在冷却时析出形成气孔 | 调整线车身加固、灵活填充焊缝 | 会产生弧焊光,需用红色玻璃过滤UV 气味较大,需佩戴95口罩 会带来车身尺寸毫米级漂移 |
2.质量检验
· 非破坏性检验:凿检(人工检查有无虚焊)、超声波检测
· 破坏性检验:根据质量合格率决定抽样周期
3.辅助工艺
· 焊后处理:焊瘤毛刺需用打磨机打磨,车间配有除尘设施吸走金属碎屑
· 卷边:国内采用30度→60度→90度的三冲程卷边,区别于国外的二冲程卷边,全部由机器人完成
· 涂胶:包括防水胶、填充胶、焊接胶三类,使用胶枪作业。其中隔音胶在焊装环节填充,在涂装环节完全填满缝隙
3) 产线流程
1.外围线
· 外围板焊装总成及C柱吸音橡胶安装
· 人工搬运外围板上架→固定插销调整间距→自动锁定→人工点焊
· 底下托轨随音乐响起抬升,托着外围板去下一工位后从底部下降复原
· 电阻焊火花源于熔核快速加压喷射,人工操作难以避免,仅宝马工厂的全机器焊可实现无火花
2.机舱线
· 散热器框架、左轮罩、右轮罩、前围板的焊接
· 焊接前金属板涂压板油,防止溅出的高温金属液体凝固在金属板上
3.主焊线
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| 工位 | 操作内容 | 技术要点 |
| 机舱、前后底板焊接 | 装门槛加固强度 | |
| 左右侧围焊接 | 先涂填充焊接胶→机器推入挤压→下方机器人焊接 | 机器人电阻焊电极帽定时切削除污,过短会报错、自动停水泵以便更换,更换需迅速,注意极帽下残留水冷喷出 |
| 后围板焊接 | ABB机械臂交替更换抓手和焊枪 | 机械臂报错时主焊线板亮红灯,所有机械臂暂停 |
| 车顶盖焊接 | 人站在安全区外启动设备,车门装在架子上 | 特殊力矩支架起堆栈作用,全部用完直接换架子 |
| 检修补焊 | 人工凿检,检查有无虚焊 | 最终质量确认 |
4.调整线
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| 工位 | 操作内容 | 技术要点 |
| 挂泳铰链安装 | 电动扳手固定力矩安装车前盖脚铰链 将通风内盖板和货箱内盖板用铁丝挂在车架内部,送涂装车间单独电泳 | 防止提前安装形成密闭腔体,造成电磁隔离和气泡 用锤子敲击检查车身焊接强度 |
| 二保焊工位 | 用CO₂弧焊对车身加固;焊瘤毛刺需打磨 | 红色玻璃隔绝弧焊光并过滤UV,方便外界直接观察 CO₂隔绝氮气防气孔 前置以点焊为主,此处弧焊灵活填充 |
| 车门安装 | 纯手动安装,用锤子和锥子敲击调整位置并释放应力 宽度尺测量缝隙 | 磁体吸附保持车门关闭状态 翼子板因全手工安装需提前借用前一车架上的零件 |
| 机盖安装 | 双人抬起机盖,机舱用棍子抵住,插入铰链打螺丝 前端放两颗大钉子支撑机盖完成调整 | |
| 车斗安装 | 机械抬起车斗装到车架后面,检查坑洼并打磨 | |
| 装调班 | 对机盖、翼子板、车门、车斗的螺栓再次检测,毛刺打磨 最终质量把关 | |
5.车身运送
· 采用上方路径传送
· 勾爪将抬升的车身和托架分离,抬升先高于勾爪一段,然后下落让勾爪承重,托架随平台下降接轨到另一条路
6.物料配送
· 工位物料用完形成空物料架时,人工推到一边等待运输
· 专人开小车将空货架拉走并补充新物料
4)分析改善
1. 人机协作的现实状态
在半自动化线上,人机协作流程中始终是"机器等人"。人质检太慢了班长会去催,这并非工人懈怠,而是人工操作本身的速度上限所致,也从侧面印证了全自动化线的必要性。
2. 外包策略的减负效果
工厂已将车门、车斗、翼子板的工序全部外包,减轻了本厂压力。顶盖特意加固两道横梁防止踩踏,车身内部也有加固梁,这些设计细节体现了对实际使用场景的考量。
3. 安全防护的多层设计
· 物理隔离:主焊线用PVC板隔离
· 电子防护:光栅检测人员进入即停机
· 光学防护:二保焊工位红色玻璃过滤弧光UV,兼顾防护与可视化监控
· 呼吸防护:弧焊气味大,需佩戴95口罩
4. 工艺细节中的工程智慧
· 挂泳铰链工位将盖板用铁丝挂在车架内部单独电泳,避免密闭腔体造成的电磁隔离和气泡
· 三冲程卷边(30°→60°→90°)比二冲程更渐进,对材料应力释放更友好
· 压板油的使用防止了高温金属液滴凝固污染,属于典型的预防性工艺措施
二、涂装车间
1)车间布局与环境控制
1. 三层立体布局
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| 楼层 | 功能 | 技术细节 |
| 一层 | 前处理线 | 车身清洗、磷化、电泳底漆 |
| 二层 | 喷涂区 | 密封胶、中涂、面漆喷涂 |
| 三层 | 送风设备 | 为车间提供洁净恒温空气 |
2. 环境控制系统
涂装车间对洁净度要求极高,采取了一系列措施:
全封闭微正压:隔绝外界扬尘、沙砾进入车间
风淋室:人员进入前吹除表面灰尘
恒温恒湿:面漆线严格控温控湿,防止橘皮、发白、颗粒、流挂等缺陷
滤网通风橱:每隔约10米底部设置,持续过滤空气
进入规范:脱鞋除静电后方可进入面漆线
3. 车间布局的不足
厕所茶水间仅在厂内设置,办公室设在厂外,人员往返不便------这是实际使用中的人性化设计短板。
2)完整工艺流程
涂装车间的完整工艺流程可概括为:前处理→电泳→PVC打胶→UBS喷涂→面漆喷涂→烘干强冷。
1. 前处理线
前处理的目的是去除车身杂质,为后续上漆提供洁净基底,实现防腐和美观。
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| 步骤 | 工序 | 目的 |
| 1 | 热水喷淋 | 初步清洗 |
| 2 | 化学药剂处理 | 洗脱油脂、镀膜磷化 |
| 3 | 水洗 | 去除残留药剂 |
冲压焊装工艺中为防腐润滑涂覆的压板油,必须在磷化前彻底去除。否则喷漆时会出现缩孔、鱼眼、附着力降低等问题。这体现了工序间的质量传递------上一工序的"保护"可能成为下一工序的"污染"。
2.PVC打胶工艺
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| 工序 | 内容 | 技术 |
| 粗密封 | 大缝隙初步填充 | 打胶、涂胶 |
| 细密封 | 精细部件密封 | 物理防水胶塞、热熔防水胶塞 |
| 阻尼材料安装 | 隔热隔音减震 | 热熔阻尼板、磁吸阻尼板 |
| PVC喷涂 | 底盘等部位防护喷涂 | PVC涂料 |
| 烘干 | 固化密封胶 | |
| UBS漆喷涂 | 底盘防锈减震隔音 | 黑色UBS漆,烘干后类似于弹性橡胶 |
全人工打胶,包括胶枪打胶、毛刷刷胶、刮板刮胶等技术。阻尼胶板用于隔热隔音减震。
3. 车身转运方式
车架子在轨道上移动,车身被勾爪吊起。勾爪只能水平移动及打开闭合夹具,因此变轨时需要接一个千斤顶抬升轨道,让车架抬升顶起车子后才能撤走勾爪,然后下降移动。这种机械式转运方式虽然可靠,但工序转换效率受到一定限制。
4. 面漆喷涂工艺
面漆线采用B1B2工艺(两道色漆),喷涂顺序遵循"先内后外,先难后易"原则,B1只喷涂外板。
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| 步骤 | 工序 | 说明 |
| 1 | 机器人吹净 | 清除表面浮尘 |
| 2 | 人工黏性抹布擦拭 | 进一步擦去污尘 |
| 3 | B1外板机器人喷涂 | 第一道色漆外板 |
| 4 | B2内板机器人喷涂 | 第二道色漆内板 |
| 5 | B2外板机器人喷涂 | 第二道色漆外板 |
| 6 | 人工色漆补喷 | 机器人难以覆盖的边角区域 |
| 7 | 流平 | 漆膜自然流平 |
| 8 | 水分预烘干 | 去除溶剂和水分 |
| 9 | 清漆内喷 | 机器人喷涂清漆内板 |
| 10 | 清漆外喷 | 机器人喷涂清漆外板 |
| 11 | 流平后烘干 | 高温固化 |
| 12 | 强冷 | 快速降温 |
采用B1B2分层工艺能显著降低能耗、减少缺陷、缩短耗时、提高产能。内外板颜色一致,但B1与B2颜色不一致(B1为底色,B2为主色漆)。色漆呈哑光效果,喷涂清漆后增加反光,提升外观质感。
5. 烘干过程的关键控制点
烘干过程需要严格监控传感器数值,防止以下问题:
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| 问题 | 原因 |
| 针孔 | 升温过快导致溶剂沸腾 |
| 漆膜未固化 | 保温时间过短 |
| 开裂 | 保温过程骤冷 |
| 溶剂残留 | 通风不足导致溶剂未完全挥发 |
6. 机器人喷涂系统
· 车型识别与跟踪:自动识别车型并跟踪其位置,喷涂设定颜色
· 运动控制与中央控制:协调多台机器人协同作业
· 安全性保障:机器臂开门喷涂,人员需站在安全区域
· 原料管理:供应商原漆、溶剂、流平助剂等需严格配比
3)整车图层体系
从金属基材到最终清漆,完整的图层体系包含六层结构:
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| 序号 | 图层 | 厚度 | 材料 | 功能 |
| 1 | 镀锌层 | 7~10μm | 锌离子 | 增强耐腐蚀性 |
| 2 | 磷化层 | 1~3μm | 磷酸铁、磷酸锌、磷酸锰 | 增强电泳附着力 |
| 3 | 电泳层 | 16~25μm | 树脂和颜料 | 形成致密保护层,隔绝水分和腐蚀性物质 |
| 4 | B1层 | 8~13μm | 树脂色浆 | 提高抗紫外线和防锈能力 |
| 5 | B2层 | 12~18μm | 树脂色浆 | 色漆,提供颜色 |
| 6 | CC | 40~60μm | 树脂色浆 | 清漆,提升外观效果,保护车身 |
这六层涂层构成了一个递进式的防护体系------从金属基材的防腐(镀锌层)到附着力的建立(磷化层),再到主防护层(电泳层),然后叠加色彩与紫外防护(B1+B2),最后以最厚的清漆层实现外观与物理保护的双重功能。清漆层厚度最大(40至60微米),体现了其作为最外层承担的防护与美观双重责任。
4)质量控制
1.工艺质量标准:
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| 质量指标 | 要求 |
| 电泳粗糙度 | 控制表面平整度 |
| 膜厚度 | 电泳膜厚,面漆膜厚均需达标 |
| VOC排放量 | 符合环保法规要求 |
2.化验室:
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| 仪器 | 检测项目 |
| 电动搅拌器 | 涂料 |
| 恒温水浴箱 | 温度控制 |
| PH仪、电导率仪 | 前处理液化学参数 |
| 光泽仪、图层测厚仪、橘皮仪 | 漆膜外观与厚度 |
| 转子粘度计 | 涂料粘度 |
| 色差仪 | 颜色一致性 |
| 摆杆硬度仪、杯突仪、漆膜冲击仪 | 漆膜机械性能 |
| 磷化渣检测 | 磷化液质量 |
| 通风橱、箱式电阻炉 | 实验室安全与固化测试 |
| 温湿度可程式控制器 | 环境模拟 |
5)工艺优化
1. 面漆效果优化
在面漆中添加铝粉和珠光粉以增强目视效果(金属闪光感),但会带来一系列影响:遮盖力下降、缺陷增多、施工难度增大。这是外观效果与工艺复杂度之间的典型权衡。
2. 机器人智能化升级
· 3D视觉系统:自动生成无碰撞路径,提高运动效率
· 自适应工艺算法:对雾化气压、流量、喷涂距离等喷枪参数自动寻优,减少人工调试时间
3. 数字化工具开发
· VR视觉对点工具:辅助机器人的初始定位校准
· 膜厚数据模型:通过数据建模预测和控制膜厚分布,减少实测频次
三、总装车间
1) 产线流程
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| 工序阶段 | 操作流程 | 技术细节 |
| 1. 车身转运与内外饰装配 | 涂装后的白车身由上层传送履带送入总装车间。在移动的履带上,工人随车完成仪表盘、座椅、安全气囊等内饰的装配。 | 人车协同:人与车在缓慢的履带上同步前进,保证了装配节拍。 工具管理:使用手动力矩扳手 和电动电枪,均有额定力矩 要求,需定期校验误差,确保装配精度。 辅助设备:使用反重力机械臂 (通气抵消重力,通过滑轮 实现轻松滑动)来抓取和安装前挡风玻璃,而车门玻璃则完全由手动安装。物料箱采用倾斜设计,滑轮间有档位卡死,防止重物滑落。 |
| 2. 底盘分装 | 在一条独立的线体上完成底盘总成的装配,流程为: ① 背面安装后悬挂系统 ② 安装塑料油箱 ③ 车身左侧刻下VIN码后,翻转180°至右侧 ④ 安装前悬挂的转向装置 ⑤ 将车轮安装至制动器 ⑥ 上方连接动力总成,下方安装电池组 | 翻转工艺:底盘翻转 装置仅由两条绑带固定前后悬挂端。理论上侧向翻转存在较大危险性和不可靠性,但在实际操作中已验证可行。 轮胎安装:采用气动机械臂配合人手的力反馈进行调节,能轻松完成轮胎的抓取与安装。 |
| 3. 车身与底盘合装 | 装配好内外饰的车身与装好轮胎的底盘进行结合。先拧紧连接螺丝,再进行线束对接。 | 平衡机制:车身抬升过程利用配重 进行杠杆平衡。配重块虽重,但堆叠设计保证了其稳定性,不会掉落。 操作观察:合装时师傅下放车身动作过快,甚至边下放边检查,这不符合"观测-调整-再观测-再调整"的闭环反馈逻辑。虽然采用了AI视觉进行多视角观测,但精度控制难度大。 异常处理:部分车身未安装"货物漏斗",原因是其VIN码对应的零件尚未产出,故先过线,后续由返修区处理。所有检验问题均记录在随车卡上,供返修工人查阅。 |
| 4.液体加注 | 车身通过AI图像识别检测车型,根据不同车型定量加注低电导率防冻液(分别用于发动机和电池)。 | 防错机制:若图像识别错误,加注会立即停止。加油枪本身不带传感器,采用定量加注 ,即便有微小误差,后续检测环节也能进行纠错。 输送细节:履带传动时锁住 汽车左边轮子,右边轮子从动。这种方式可能导致车身左右偏向,但得益于左侧锁止,最终仍能保持直线传输。 |
| 5. 整车检测与路试 | 车辆需经过一系列严苛的测试方可出厂: ① 快速通过陡峭减速带,释放 悬挂应力 ② 检查前后轮的从动效果 ③ 检查龙门架 位置 ④ 灯光测试 ⑤ 雨天淋雨测试 ⑥ 坡道及砂石地试驾 | 车轮测试:使用黄色液压机 下降,由双黑色防滑滚轮带动前后轮,分别进行慢速和高速测试。 最终检验:所有测试完成后,进行最终检测并出厂。 |
| 6. 厂内物流 | 物料运输依靠无人车和无人货架。 | 导航方式:分为有轨和无轨两种。 有轨 :通过轨道内镶嵌的芯片 进行通讯。 无轨 :通过地上粘贴的二维码 进行校验(二维码易破损,是潜在的失效点)。 共同特性:两种小车前端均具备障碍物 判断功能,目测为前 轮驱动,后轮从动。 |
2) 分析改善
1. 人机协作的优化空间
在轮胎安装工位,气动机械臂配合人力反馈的"力控随动"模式非常成功,工人操作轻松且效率高。然而,在车身与底盘合装这一高精度、高风险的工位,却仍然依赖师傅的经验和"边下放边检查"的粗放模式。建议将轮胎安装工位的力控随动技术推广至合装工位,通过机械臂感应并放大工人的推力,实现更精准、平稳的车身下落,既能降低操作风险,又能提高装配精度。
2. 潜在工艺风险的管控
底盘翻转仅靠两条绑带固定,虽已验证可行,但从安全工程角度看,其侧向失稳的风险不容忽视。建议增加辅助锁定机构或安全锁销,即使绑带失效也能提供二次保护,将"实际可行"的经验转化为"绝对可靠"的标准。
3. 物流系统的鲁棒性
无轨无人车依赖地面二维码导航,而二维码易破损,这直接威胁到物流的稳定性和节拍。建议可考虑升级为视觉SLAM或激光SLAM导航,减少对高维护成本的地面标识的依赖。同时,对现有二维码可采取加厚覆膜或嵌入金属保护框等防护措施。
4. 质量控制的闭环逻辑
合装师傅的操作方式不符合"观测-调整"的闭环逻辑,以及AI视觉在此场景下的精度难题。这恰好指出了自动化的难点:复杂的动态对接。建议除了引入力控技术,还可以在合装工位增设激光测距 或高精度位移传感器,提供实时数据反馈,将人的经验判断转化为数据驱动的精准决策,真正做到"观测(数据)-调整(微动)-再观测-确认"。
四、心得体会
第一周是在总装车间,完整了解到从涂装运输来的车间,师如何经过内外饰的安装后与安装好悬架的底盘结合在一起,之后进行检查、应力测试、防水测试和上路测试的。其中的一些机械臂稍有疑问但是问题不大,有一个基本的了解。实战中按师傅所述检查调整线上车的漆面问题,拍下vin码上报。
第二周在焊装车间,车间老师和负责人待人很好,我完整了解到侧围、机舱、主焊和调整线的整个流程,老师们也不厌其烦地回答我的疑问,包括但不限于气动装置、打胶工艺、焊接技巧等知识。
第三周在涂装车间,参观了前处理线、电泳线、面漆线和修磨线。见证了车身焊装车身进行镀锌、磷化、电泳、B1、B2面漆喷涂等一系列过程最终覆盖上了近0.1mm的涂层。
除此之外每个车间都进行了车间级和班组级的安全教育,试卷也写了一份又一份。
自我认知是学东西很快,收获很多,但是太耿直,眼里容不得沙子,懂不得那些弯弯绕绕,周报总结都是秉笔直书容易有心之人被曲解,但我确实只是在陈述自我视角下所见的事实,一字一句皆是发自肺腑,此次实习也是认真对待希望能学到东西,但是却被扣上乱写不认真的帽子,在我看来是十分冤枉的。
至此我已经彻底了解到整辆车的制造工艺,对汽车构造有了一个初步的了解。后续需要学习理论力学、工程力学、热力学、汽车通信、汽车热管理设计这方面的知识,毕竟电气控制、优化算法是我的强项,却要去做汽车热管理,新的领域需要有新的知识作为基础,然后就是跟着师傅出差学习汽车标定,我还是希望能和公司一起携手进步的。
我很欣赏咱们高层领导倡导的"务实"和"扁平化"的理念,可是实际执行过程中,不少中层管理人员充斥着"形式主义"和"官僚主义"。
以此次之行为例,本意是为了加强我们对整车制造的理解,生活条件艰苦我们可以克服,可以在与管理人员沟通的过程中,他们不仅拒绝沟通,而且通知我们的领导,倒打一耙给我们扣帽子,企图解决提出问题的人。此外,我们本来被告知日志不需要提交,但是总装车间的管理人员为了体现自身的权力,强制让我们提交其他车间不需要交的日志,并且说我们日志写的不合格,甚至违反纪律,并以遣返作为警告。
以上还只是作业留痕之外随意发挥的"形式主义"。至于"官僚主义",我本来是兢兢业业地按照师傅所说检查车调整线上漆面磨损的问题,同时发现一人员违规一边聊天一边靠在车斗后板门上随传送带一起动,我拍下发给师傅,谁知那人竞和群里的管理人员也看到了,立马上前质问我说"你个大学生怎么这么狂",我狂不狂我不知道,我只知道他确实官大一级,没办法我只能删掉照片,他说要找我师傅的领导谈话,我只能如实相告,原来就算领导有问题我也没资格指出。
