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百bai餘yu年nian來lai,整zheng車che組zu裝zhuang一yi直zhi由you傳chuan統tong的de機ji械xie接jie合he技ji術shu唱chang主zhu角jiao。隨sui著zhe現xian代dai汽qi車che工gong業ye不bu斷duan引yin入ru各ge類lei新xin型xing製zhi造zao材cai料liao,零ling部bu件jian與yu金jin屬shu底di盤pan的de接jie合he工gong藝yi也ye日ri趨qu多duo樣yang化hua。
下文摘編自Ruari McCallion首發於《汽車製造解決方案》11/12月號的一篇文章
百餘年來,整車組裝的零部件接合工藝主要依賴焊接、螺栓螺母緊固等傳統機械手段,而膠合、縫(feng)合(he)等(deng)技(ji)術(shu)僅(jin)限(xian)於(yu)內(nei)飾(shi)裝(zhuang)配(pei)等(deng)少(shao)數(shu)幾(ji)個(ge)環(huan)節(jie)。隨(sui)著(zhe)熱(re)塑(su)性(xing)材(cai)料(liao)等(deng)各(ge)類(lei)新(xin)材(cai)料(liao)在(zai)現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)逐(zhu)漸(jian)普(pu)及(ji),零(ling)部(bu)件(jian)與(yu)金(jin)屬(shu)底(di)盤(pan)的(de)接(jie)合(he)工(gong)藝(yi)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)演(yan)進(jin)。
“一開始,新型的、替代性的接合技術在應用上有比較大的局限性,短期內不見得能取代傳統工藝——比如點焊——的地位,因為今後10年,也就是到2020年左右,汽車設計已經基本定型。”ABB機器人部汽車機器人係統分部技術經理Srinivas Nidamarthi博士預測道。該分部專為航天和汽車企業提供包含鉚接、焊接、壓接、滾邊、粘合等一係列作業環節在內的“交鑰匙”組裝線。

典型的ABB白車身點焊係統
他指出,現代的白車身組裝涉及15~20種接合技術,其中最常見的3種自動化工藝是點焊(占30%~60%)、弧焊和膠合。
其他次要技術包括鉚接(以鋁合金車身為主)、壓接和滾邊等。Nidamarthi認為,滾邊雖是一種傳統工藝,但在當今的汽車組裝環節中依然不可或缺。
“冷美學”
“車門等外露區域采用滾邊加工,更具有美感,還能提高安全性。”Nidamarthi說,“尾門、後備箱蓋、輪罩這些地方也需要滾邊。”gunbianyuyajieleisi,shuyulengchengxinggongyi。gunbianxuyaoduijinshubianyuanhuofalanshiyiqiangliwanqu,zhenggeliuchengbaohansanzhisidaogongxu。yajiejishuzeliyongjinshubancaidesuxingbianxingtexing,tongguochongyafawanchengbujianjiehe。zheliangzhongjishujunshujixiexingjinsuo,zhiyaobushejicuixingcailiao,doukeshixianduocengjiehe。erzhegongyixiangduijiandan,zaoshengxiao,nenghaodi,buxianghanjiexuyaogaoyadianzhichi。

ABB滾邊係統
滾邊技術也有其局限性:一是非扁平材料不能發揮最佳效果;二是材料需要帶法蘭邊,導致重量增加。不過總體而言,還是利大於弊。“金屬卷邊很難點焊,由此催生了激光焊、銅焊等一批接近無法蘭接合的技術。”ABB正是這些新型技術的提供商之一。
“我們將壓接、鉚接和滾邊歸為一類,稱為冷壓力應用技術。”Nidarmarthi繼續介紹說,“不bu同tong的de技ji術shu都dou有you各ge自zi的de優you缺que點dian。究jiu竟jing選xuan擇ze哪na一yi項xiang技ji術shu,取qu決jue於yu具ju體ti的de材cai料liao組zu合he和he車che輛liang約yue束shu條tiao件jian。冷leng壓ya力li技ji術shu需xu要yao使shi用yong重zhong型xing衝chong壓ya機ji,因yin此ci,壓ya接jie和he滾gun邊bian的de理li想xiang對dui象xiang是shi延yan展zhan性xing材cai料liao。至zhi於yu脆cui性xing材cai料liao,比bi如ru雪xue佛fo蘭lanCorvette使用的鎂合金,就不適合這兩種工藝了,而應該有針對性地選用其他接合技術。”對於該車型,Nidamarthi傾向於粘合工藝,這種技術更清潔,無需施加強壓力,而且能一次加工完成。不過,壓接和滾邊也自有其優勢。
“在一個表麵塗覆粘合劑時,另一個表麵不會自動同時到位。”他解釋說,“壓接和滾邊卻能準確無誤地自動完成接合,不用操心對位問題。”大部分自動化工序都存在一定的錯位率,粘合也不例外,采用視覺係統和高精度計算技術(如機器人控製膠槍)可以克服這一點。陶氏化學的一項相關研究顯示,僅用0.5千克粘合劑最多可為車輛減重23千克。
一方麵,激光焊等先進技術的投資和運營成本居高不下,使一批潛在用戶望而卻步;而另一方麵,這些技術又因其柔性優勢而獲得青睞。除新興的膠槍粘合技術之外,由機器人控製的焊機及壓接/滾邊設備也可在車身裝配車間自由移位,從而使接合環節的成本效益達到最大化。
各顯其能
麵對不斷出現的新材料,OEM廠商必須做出決策,是對現有接合工藝實施適應性改造,還是直接采用相匹配的新工藝。新型焊接技術、強適應性的壓接/滾邊技術、以yi及ji對dui連lian接jie不bu同tong金jin屬shu極ji富fu靈ling活huo性xing的de緊jin固gu技ji術shu,都dou將jiang在zai接jie合he領ling域yu中zhong占zhan有you一yi席xi之zhi地di。與yu此ci同tong時shi,隨sui著zhe車che體ti輕qing量liang化hua需xu求qiu的de上shang升sheng,接jie合he強qiang度du標biao準zhun的de提ti高gao,粘zhan合he技ji術shu的de市shi場chang份fen額e很hen可ke能neng持chi續xu擴kuo大da,但dan固gu化hua時shi間jian長chang、投資成本大的劣勢又會延緩其普及速度。
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