Automobile Technology & Material
大众标准工厂底盘合装线自动拧紧工位65JPH方案浅析
（一汽-大众汽车有限公司，长春130000） 摘要：以一汽-大众新建标准化工厂青岛工厂为例，从合理的设备布局、最优化的拧紧数据 传输方案、严苛的拧紧质量监控等方面进行深入分析，给出最优化的底盘合装线自动拧紧方案。在大众青岛工厂生产线多款燃油车、电动车并行生产的基础上，实现底盘合装线自动拧紧 65JPH,以支撑60JPH 工位达到 节拍工厂，乃至为后续提产预留空间。 关键词：底盘自动拧紧 节拍工厂 拧紧数据传输 中图分类号：U466 文献标识码：B Doi：10.19710/j.cnki.100
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合理的设备布局
3 3螺栓紧固。后部 根拧紧轴为一组，共进行 个循环，进行油箱吊带螺栓及尾消隔热板螺栓紧固。
合装线后续并入一款纯电动车型，两款长、短轴距车型，根据新车型新增拧紧点以及拧紧点位置的变化，如何在原拧紧塔设备的匹配过程中新增最少的拧紧轴，同时将拧紧循环总体时间控制在合装线节拍内，成为方案设计的关键。
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图 为新增纯电动车型的拧紧点排布情况，相
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较启动车型，新增 处拧紧点。拧紧点的位置坐标同启动车型也不同。
根据新增的拧紧点排布与当前工位的拧紧轴行走轨迹覆盖情况，对拧紧轴的排布方案设计如
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下，如图 所示。前部新增 根拧紧轴，用于拧紧
2
新增的纯电动车底盘拧紧点。后部新增 根拧紧
轴，用于匹配新的拧紧位置。同原拧紧轴共用该
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工位的 组拧紧塔，根据车型调整拧紧轴坐标位置，最大化利用最少的拧紧轴实现最多数量的螺栓紧固。3
最优化的拧紧数据传输
大众青岛工厂的总装底盘合装线拧紧系统控
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制方案如下，如图 所示。
A.FIS FIS Tims
服务器发送 车辆订单到 服务
Master
器，服务器生成车辆工艺，并将订单下发到
PC；
b.master PC
对车辆订单进行解析，生成对应的工艺和车序；
PLC
c.当车辆进入工位，底盘设备的 发送车辆
KENN Master PC；
到位和 码到
d.master PC
根据接收到的条码调用相应的
PDM
图；
e.手持的会自动下发拧紧任务给控制器，自动
拧紧轴需要等待机械化给出轴的正确位置信号
后，Master PC
会发送任务给拧紧轴并开始拧紧；
f.当拧紧完成后，控制器返回拧紧数据和曲线
Master PC；
给
g.master PC
对收到的数据进行解析并发送拧
PLC；
紧合格或不合格信号给底盘设备
PLC
h.底盘设备 收到信号将拧紧轴复位，当拧
紧全部完成，Master PC PC
会发送 完成信号给底盘
PLC，底盘设备的PLC
设备 做放行确认；
i.master PC
收到拧紧数据后会同时发送到返
PC
修 和拧紧服务器；
j.拧紧服务器对数据进行解析保存并发送
Eqs-code FIS
给 服务器。为验证方案的可行性，根据拧紧塔的动作次序和可以打钉的范围，进行时序仿真分析。理论
8s
的每个螺钉的完整拧紧时间为 ，线体的工位输
12s 51.5 s，如图7
送时间为 。总的节拍理论时间
57s
所示，满足 的节拍要求。但是在纯电动车并入爬产阶段后，该工位纯
51.5 s，并超过
电动车型的自动拧紧时间大于理论
57s。
了节拍要求的
经分析，方案前期对拧紧轴的自动拧紧及数据传输时间评估过于理想，未充分考虑到不同的拧紧数据传输方案对拧紧时间产生的影响。拧紧轴在拧紧动作完成后不会马上降下进行下一组动作，有延迟现象。分析后判断是拧紧控制器在拧紧完成后需要内部处理拧紧数据和曲线数据以及
个别拧紧策略复杂，导致拧紧控制器的拧紧数据发送有延迟。针对上述的拧紧超时问题，在不更改整体拧紧网络控制传输框架基础上，对拧紧数据的传输
OP
添加 协议，拧紧轴在拧紧完成后拧紧控制器会
OP
将拧紧完成的信号通过 协议实时发送，不需要
XML
将拧紧数据一起发送，并行使用 协议接收拧
紧数据及结果。这样拧紧任务完成后，MPC
不需要等待完整的拧紧数据，即可将完成拧紧指令告
PLC，指引拧紧轴进行下步拧紧动作，进而
知线体
OP
缩短总体的工位拧紧动作时间。如 协议未将
MPC，当MPC XML
拧紧完成信号发送给 通过 协议收到拧紧数据及结果后也会发送拧紧完成信号给
MPC。改进前后的拧紧传输方案如图8
所示。经上述拧紧传输程序优化后，单次拧紧循环
1.5 s，共3 4.5 s，
时间可优化 次循环累积优化时间实现了纯电动车在该工位的节拍内自动拧紧。同时，针对每条拧紧过程，在记录是否合格的2
同时，能够短期保存 个月的拧紧数据，形成曲线4
拧紧质量监控
底盘合装线的大部分拧紧，都是通过自动拧紧轴对底盘托盘上的拧紧传动轴施加力矩和转角，进而实现通过螺栓或螺母将底盘件固定连接
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至车身。单一车型平均近 个拧紧点，如何确保
65JPH
高拧紧合格率以支撑合装线 生产，拧紧质量监控和优化成为关键。
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大众青岛工厂的拧紧查询系统，如图 所示，可以记录所有车型的拧紧数据信息，并可以做到对数据进行有针对性的分析和筛查。图，便于分析和优化拧紧程序，针对不合格的拧紧过程，通过拧紧曲线也能够提供原因分析佐证，如
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图 所示。