自动涂胶设备在焊装车间的成本控制方案

陆浩升 张展鸿 邓汝炬

摘 要：文章从多维度讲述自动涂胶设备导入在焊装车间中的成本控制方案。合理的设备选型是成本控制的基础。在选型合理的基础上，设备方案优化可实现进一步的技术降本。在项目管控过程中做好规划阶段的模拟仿真分析，统一设备规格以减少备件数量以及爬产阶段落实低产量对应措施均可以进一步削减设备导入的成本。

关键词：自动涂胶;焊装车间;成本控制;设备导入;选型

Abstract： In this paper， the cost control scheme of the automatic gluing equipment introduced into the welding workshop is described from multi-dimensional. Reasonable equipment selection is the basis of cost control. On the basis of reasonable selection， the optimization of equipment scheme can achieve further cost reduction. In the process of project management and control， it is required to do a good job of simulation analysis in the planning stage， unify the equipment specifications to reduce the number of spare parts and implement the corresponding measures of low production in the creepage stage， which can further reduce the cost of equipment import.

1 前言

企业生存，在于产生效益，效益产生，始于成本控制。优胜劣汰，适者生存，时下汽车行业的竞争愈发激烈，企业的竞争就是成本的竞争，成本的控制是企业的生死之地，必查之域[1]。在焊装车间中，根据造车工艺、产能以及自动化率的规划要求，一般需要导入较多的自动涂胶设备系统。在项目规划前期，合理选型和优化设备规格与工艺方案是实现技术降本的重要举措，是控制企业成本的重要一环。

2 合理选型控制成本

涂胶工艺就是根据产品涂胶设计要求，在产品指定的位置涂抹对应胶的过程[2]。自动涂胶设备是实现自动涂胶的工具，主要由胶泵（含加热系统）、定量机、定量机控制器、自动涂胶枪、胶管等组成。

自動涂胶系统是目前已成熟配套系统[3]，但自动涂胶设备的选型需要满足工艺要求，这是最基本的。即不能选型错误，导致后期改造的成本浪费;也不能选的规格过高，使设备导入成本过高。

下面以顶盖普通天窗的涂胶设备选型为例，讲述涂胶设备选型的核算过程。普通天窗版顶盖使用的是直径8mm圆形胶条的减震胶，一共34段，涂胶总长度约为2500mm。

2.1 涂胶泵选型

自动线为了保证设备开动，一般选双泵自动切换。

涂胶泵在焊装车间一般使用5加仑与55加仑这两种规格，需结合工厂设计产能以及工位涂胶量综合分析。若一个工厂设计产能为20万/年，按焊装设备开动率86%计算，每天标准产量880台。结合下表计算，该顶盖工位适合选用55加仑的涂胶泵，每生产1351台车即大概每天更换一次胶桶，频率较为恰当。

2.2 定量机选型

定量机是自动涂胶设备的核心部件，是设备成本的主要组成部分。需根据工位要求的涂胶量以及节拍合理选型，既保留一定的节拍提升空间，又可以控制设备规格，降低项目成本。顶盖定量机选型计算过程如表2：

2.3 涂胶枪选型

涂胶枪的选择是由涂胶工艺决定的，不同工艺的涂胶枪成本差异较大。焊装车间常用的点焊胶、折边胶、减震胶、结构胶一般选用普通的挤胶枪就可以满足要求。涂胶直径小的高粘度结构胶适合高压喷胶枪。螺旋涂胶工艺需要选用螺旋胶枪。

胶枪选择的时候，需要关注胶枪枪嘴的选择，枪嘴直径一般比涂胶直径小1mm，比如涂8mm的减震胶，选用7mm的枪嘴就可以满足要求了。

2.4 环境的影响

材料方面：季节性气温变化时，胶体本身材质会变粘稠，在生产过程中增加辅助加热设备。工艺方面：施工环境温度过低，可通过增加辅助加热设备，例如带加热装置的涂胶泵、输送管、恒温箱等设备。[4]

环境的影响主要体现加热系统配置的不同选择上。自动涂胶设备的加热可以选择无加热，半程加热以及全程加热三种。加热配置的选择需要综合考虑胶水性能、地域环境温度以及设备的维修保养需要。如高粘度的结构胶，为了预防胶水在管道和定量机固化，需配置全程加热系统;在华南地区，温度常年不低于10°C，自动涂胶系统配置半程加热就可以了;在北方地区，则需配置全程加热系统。

3 优化设备方案实现技术降本

3.1 优先采用胶泵一拖二定量机配置

自动涂胶设备的工作可分为两个阶段，胶泵先给定量机填充胶，定量机再去涂胶，两者分开进行。因此，胶泵可以检讨一拖二配置，即一台胶泵在节拍内同时给两个定量机供胶，且不影响定量机的涂胶工作。

因此，在工艺规划以及工艺评审阶段，把涂胶工位尽可能放置在相近工位，让胶泵可以同时给两个工位供胶，实现胶泵共用，减少胶泵的数量。

3.2 部分工位检讨使用定量机一拖二胶枪配置

部分工位在胶泵一拖二定量机的基础上，可以继续检讨定量机一拖二胶枪配置的设备方案。该方案定量机上的两把胶枪，一把胶枪固定，另一把胶枪可以通过伺服移动轴调整涂胶位置。此方案适合使用在单工位涂胶量大，胶条密集，且胶条对称分布或者平衡分布的工位，如顶盖涂胶工位，或者前盖涂胶工位。

3.3 优先采用固定式涂胶，减少设备数量

机器人在涂胶工艺中的应用和改进使得涂胶效率和涂胶质量均大幅提升，其自动控制还大幅降低了人力使用成本;机器人涂胶均匀稳定，返修率低，降低了用胶成本。由于机器人涂胶的各种优势明显，在各主机厂的涂胶工艺中将广泛应用[5]。

机器人涂胶的定量机的安装方式有移动式和固定式。移动式是指工件固定在涂胶专用夹具上，涂胶机器人带着涂胶枪进行涂胶。固定式是指涂胶枪安装在固定支架上，抓件机器人抓着工件进行涂胶。采用固定式涂胶，可以节省涂胶专用机器人和涂胶专用夹具。

因此，在工艺规划以及工艺评审阶段，尽量把涂胶工位设置在线体抓件机器人下件位置，在节拍与工艺布局允许的条件下，让下件机器人抓件去固定涂胶机涂胶。

3.4 涂胶视觉检测系统的必要性分析

采用机器人自动涂胶，为了保证涂胶质量以及防止不良流出，需要设置检查环节。配备涂胶视觉检测系统可以实时检测涂胶质量并报警提示异常，保证涂胶稳定。但视觉检测系统成本较高，不建议全部涂胶系统均配置，仅在人工无法检查或者无法脱批的工位配置视觉检测系统。可以设计检查脱批口;或者在节拍盈余的工位，工件涂胶完成后，机器人抓着工件朝着上件口，以方便员工抽检。具体对策需要在规划前期具体分析。

4 从管理上的降本

4.1 模拟仿真

在生产制造前，要求集成商利用PDPS等软件进行仿真分析。仿真布局除了考虑可行性，还要满足安全性、人机工程和维护操作性，还要保证和现场布局的一致性、完整性，机器人管线包、涂胶台、控制柜、安全光栅、安全围栏、抓手放置台、线槽桥架等的具体位置都要体现在布局中，验证其干涉、工艺流程、节拍等[6]。通过充分的仿真分析，提前发现问题，记录问题并落实对策，可以避免后期不必要的改造成本。

4.2 设备规格一致性

在車间选型清单有个初步的列表之后，需要进一步评审分析，在满足使用的前提下，尽量保证设备规格的一致性。使定量机、胶枪、枪嘴、胶管等设备部件的规格种类尽可能少，有利于减少车间备机备件的数量与成本。若车间只有一台160cm3规格的定量机，其余大部分都是250cm3规格的，那就把该台定量机升级为250cm3规格。

4.3 低产量的对应方案

自动涂胶设备安装调试结束后，新车型调试以及产量爬升会有较长的一段时间，需要制定合理的设备保养方案，保证设备使用寿命和避免设备使用不当而造成的维修成本损失。

如每天至少排胶2次，每次至少300ml，防止胶水硬化;如果设备确认长时间不使用，则应当关闭加热柜，并且打开排胶口释放管路内的压力。

低产量阶段，根据焊装车间直材实际需求情况，可以定制？桶或者？桶的胶水，以减少耗材的采购成本，同时避免胶水变质。

5 结束语

以上为实际项目跟进的经验总结，详细讲述了在设备合理选型、设备方案优化以及项目导入管理三个方面的降本对策，对于焊装车间其他设备导入同样具有参考借鉴价值。好的项目好的结果是策划出来的。在项目规划前期，给自己定一个明确的降本目标，提前准备体系化的设备导入检证体系以及标准流程，组织技术骨干评审以及多去调研考察，不断总结提炼，就能发现更多的降本对策，就可以实现设备导入的QCD最优化。

参考文献

[1] 冯玉涛，田金波，李永强，等.小产量车型工艺设计中的成本控制_以某品牌汽车焊装门盖线工艺方案为例[J].汽车工业研究，2015（7）： 28.

[2] 马德旻.B公司新生产线涂胶工序质量改进研究[D].北京：北京工业大学，2016.

[3] 戴力.汽车涂胶工艺应用研究[J].研究与开发，2017（8）：74.

[4] 王仁宏，于超.结构胶在车身骨架上的应用[J].汽车工艺师.2018（3）： 48.

[5] 娄洁，戴龙泉.机器人技术在轿车车身涂胶工艺中的应用[J].绥化学院学报，2017（2）：150.

[6] 朱云娟，胡瑞.汽车前门自动化涂胶生产线规划[J].装备维修技术， 2017（3/4）：54.