CN110322163B - 一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法及其结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，包括以下具体步骤：步骤一：设定区域块，步骤二：设计与生产专用子模，步骤三：形成工装方案数据库，步骤四：个性化选择工装方案，步骤五：焊接和搭建侧围骨架工装。同时还披露了一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法制得的客车侧围骨架结构。本发明采用区域块组合的方法，将整体工装需求拆分为数个小的区域块，相较于整体大型工装，子区域块工装不易变形且有利于工装的收储，减少场地占用，同时以指数级增长的组合数满足因个性化定制导致的多状态需求，提升设备的稼动率，降低设备闲置导致的资源浪费，提高了生产线响应能力。
Description
技术领域
本发明涉及的是客车焊接工装生产技术领域，更具体地说是一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法及其结构。
背景技术
客车为典型的订单驱动生产型制造行业，产品生命周期中将销售环节前置，即在产品设计是以客户的个性化需求为目标导向的。与乘用车相比，个性化定制导致客车产品的造型、结构、配置等都呈现了较多的变化，而生产设备的加工能力却无法跟随产品设计同步快速地进行扩展。目前大部分客车制造厂仍采用传统的工艺方法生产，先进的智能设备如工业焊接机器人等无法大规模应用，只能在部分零部件总成上小范围应用，生产整体智能化水平较低。
以客车侧围骨架焊接为例，目前大部分生产企业仍然采用整体母胎+整体子模的方式进行焊接加工，该生产模式存在以下问题：1、工装设计制作周期长、投入大，2、工装复用率低，3、生产场地占用大，换模周期长，4、先进的智能设备如工业焊接机器人等无法大规模应用，严重制约了客车生产效率和效益的提升，是一项急需改进的关键瓶颈。
发明内容
本发明公开的是一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法及其结构，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，所述焊接工装的搭建方法包括以下具体步骤：
步骤一：设定区域块，依据结构共性将客车的侧围骨架分为六个区域块，分别为：行李仓区、车窗区、安全门区、后窗区、后保区以及中间区，并界定上述各个区块工装的覆盖范围；
步骤二：设计与生产专用子模，依据步骤一界定的区域块工装范围，对每个区域块内的专用子模进行设计和生产，并将生产出的专用子模归入工装库；
步骤三：形成工装方案数据库，应用排列组合方式将上述设计生产出的不同区域块内的各个专用子模的焊接工装方案进行排列组合，形成指数级的焊接工装方案数据库；
步骤四：个性化选择工装方案，依据客户的个性化需要，从焊接工装方案数据库中选择各个区域块内的专用子模所相对应的焊接工装方案，并将其按区域块组合文件要求进行顺序组合，最后形成用于客车侧围骨架整体定位的焊接工装组合文件；
步骤五：焊接和搭建侧围骨架工装，依据步骤四形成的焊接工装组合文件，在工装库中找寻到各个区域块的专用子模，然后分别按序吊运该专用子模至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定，最终形成用于客车侧围骨架的整体定位工装，完成客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建。
更进一步，所述步骤四的各个区域块的专用子模的搭建顺序为：中间区子模工装、车窗区子模工装、行李区子模工装、安全门区子模工装、后窗区子模工装以及后保区子模工装。
更进一步，所述步骤五包括以下具体步骤：
1)依据焊接工装组合文件要求，在工装库中找寻所需的中间区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
2）完成第一个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的车窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
3）完成第二个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的行李区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
4）完成第三个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的安全门区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
5）完成第四个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
6）完成第五个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后保区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置。
更进一步，所述步骤五中的标准母胎采用灰口铸铁（HT300），该标准母胎每隔100mm均布设圆孔,该圆孔的孔径为φ28mm±0.03mm。
更进一步，所述步骤五中各个区域块的专用子模的基板为Q345碳钢，板厚为10mm。
更进一步，每个区域块内的所述专用子模有7种。
更进一步，所述客车侧围骨架的焊接作业采用工业机器人自动定位焊接作业。
一种采用客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法制得的客车侧围骨架结构。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用区域块组合的方法，共性结构的工装子区块可以在多个状态下应用，避免了共性结构的工装的重复设计制造，减少了资源投入，有利于提高工装复用率、降低单车生产成本。
2、本发明采用区块组合的方法，以指数级增长的组合数满足因个性化定制导致的多状态需求，提升设备的稼动率，降低设备闲置导致的资源浪费，提高了生产线响应能力。
3、本发明方案采用区域块组合的方法，将整体工装需求拆分为数个小的区域块，相较于整体大型工装，子区域块工装不易变形且有利于工装的收储，减少场地占用。
4、本发明的工装区域块尺寸小型化，降低了工装的设计制造难度，缩减了生产应用周期。
5、本发明专用子模的专用设计，各定位块固定、定位精准，可满足机器人自动焊的定位精度要求，为焊接机器人等智能设备在客车制造中大规模应用提供了可能，提升客车产品质量，有利于加快客车制造的智能化转型升级，提高整体制造水平。
附图说明
图1是本发明的客车侧围骨架分区结构示意图。
图2是本发明的客车侧围骨架个性化焊接工装搭建结构示意图。
图3是本发明的标准母胎的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2和图3所示，一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，所述焊接工装的搭建方法包括以下具体步骤：
步骤一：如图1所示，设定区域块，依据结构共性将客车的侧围骨架分为六个区域块，分别为：行李仓区1、车窗区2、安全门区3、后窗区4、后保区5以及中间区6，并界定上述各个区块工装的覆盖范围；
步骤二：设计与生产专用子模，依据步骤一界定的区域块工装范围，对每个区域块内的专用子模进行设计和生产，并将生产出的专用子模归入工装库；
步骤三：形成工装方案数据库，应用排列组合方式将上述设计生产出的不同区域块内的各个专用子模的焊接工装方案进行排列组合，形成指数级的焊接工装方案数据库；
步骤四：个性化选择工装方案，依据客户的个性化需要，从焊接工装方案数据库中选择各个区域块内的专用子模所相对应的焊接工装方案，并将其按区域块组合文件要求进行顺序组合，最后形成用于客车侧围骨架整体定位的焊接工装组合文件；
步骤五：焊接和搭建侧围骨架工装，依据步骤四形成的焊接工装组合文件，在工装库中找寻到各个区域块的专用子模，然后分别按序吊运该专用子模至标准母胎7（如图3所示）上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定，最终形成用于客车侧围骨架的整体定位工装，完成客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建。
更进一步，所述步骤四的各个区域块的专用子模的搭建顺序为：中间区子模工装、车窗区子模工装、行李区子模工装、安全门区子模工装、后窗区子模工装以及后保区子模工装。
更进一步，所述步骤五包括以下具体步骤：
1)依据焊接工装组合文件要求，在工装库中找寻所需的中间区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
2）完成第一个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的车窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
3）完成第二个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的行李区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
4）完成第三个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的安全门区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
5）完成第四个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
6）完成第五个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后保区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置。
更进一步，如图3所示，所述步骤五中的标准母胎7采用灰口铸铁（HT300），该标准母胎每隔100mm均布设圆孔71,该圆孔71的孔径为φ28mm±0.03mm。
更进一步，所述步骤五中各个区域块的专用子模的基板为Q345碳钢，板厚为10mm。
更进一步，如图2所示，每个区域块内的所述专用子模有7种，通过6个区域块总计42个专用子模的排列组合，可实现117649种结构的焊接工装方案。
更进一步，所述客车侧围骨架的焊接作业采用工业机器人自动定位焊接作业。
一种采用客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法制得的客车侧围骨架结构。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用区域块组合的方法，共性结构的工装子区块可以在多个状态下应用，避免了共性结构的工装的重复设计制造，减少了资源投入，有利于提高工装复用率、降低单车生产成本。
2、本发明采用区块组合的方法，以指数级增长的组合数满足因个性化定制导致的多状态需求，提升设备的稼动率，降低设备闲置导致的资源浪费，提高了生产线响应能力。
3、本发明方案采用区域块组合的方法，将整体工装需求拆分为数个小的区域块，相较于整体大型工装，子区域块工装不易变形且有利于工装的收储，减少场地占用。
4、本发明的工装区域块尺寸小型化，降低了工装的设计制造难度，缩减了生产应用周期。
5、本发明专用子模的专用设计，各定位块固定、定位精准，可满足机器人自动焊的定位精度要求，为焊接机器人等智能设备在客车制造中大规模应用提供了可能，提升客车产品质量，有利于加快客车制造的智能化转型升级，提高整体制造水平。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (8)
1.一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述焊接工装的搭建方法包括以下具体步骤：
步骤一：设定区域块，依据结构共性将客车的侧围骨架分为六个区域块，分别为：行李仓区、车窗区、安全门区、后窗区、后保区以及中间区，并界定各个区块工装的覆盖范围；
步骤二：设计与生产专用子模，依据步骤一界定的区域块工装范围，对每个区域块内的专用子模进行设计和生产，并将生产出的专用子模归入工装库；
步骤三：形成工装方案数据库，应用排列组合方式将设计生产出的不同区域块内的各个专用子模的焊接工装方案进行排列组合，形成指数级的焊接工装方案数据库；
步骤四：个性化选择工装方案，依据客户的个性化需要，从焊接工装方案数据库中选择各个区域块内的专用子模所相对应的焊接工装方案，并将其按区域块组合文件要求进行顺序组合，最后形成用于客车侧围骨架整体定位的焊接工装组合文件；
步骤五：焊接和搭建侧围骨架工装，依据步骤四形成的焊接工装组合文件，在工装库中找寻到各个区域块的专用子模，然后分别按序吊运该专用子模至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定，最终形成用于客车侧围骨架的整体定位工装，完成客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建。
2.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述步骤四的各个区域块的专用子模的搭建顺序为：中间区子模工装、车窗区子模工装、行李区子模工装、安全门区子模工装、后窗区子模工装以及后保区子模工装。
3.根据权利要求2所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述步骤五包括以下具体步骤：
1)依据焊接工装组合文件要求，在工装库中找寻所需的中间区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
2）完成第一个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的车窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
3）完成第二个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的行李区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
4）完成第三个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的安全门区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
5）完成第四个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后窗区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置；
6）完成第五个工装区域的固定后，查阅焊接工装组合文件，在工装库中找寻所需的后保区专用子模工装，并将其吊运至标准母胎上，采用通用定位块通过标准孔与标准母胎进行固定设置。
4.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述步骤五中的标准母胎采用灰口铸铁，该标准母胎每隔100mm均布设圆孔,该圆孔的孔径为φ28mm±0.03mm。
5.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述步骤五中各个区域块的专用子模的基板为Q345碳钢，板厚为10mm。
6.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：每个区域块内的所述专用子模有7种。
7.根据权利要求1所述的一种客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法，其特征在于：所述客车侧围骨架的焊接作业采用工业机器人自动定位焊接作业。
8.一种采用上述1-7中任一项权利要求所述的客车侧围骨架个性化焊接工装的搭建方法制得的客车侧围骨架结构。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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