基于海湾地区汽车生产的VIN码伺服柔性双打刻工艺方案

基于海湾地区汽车生产的VIN码伺服柔性双打刻工艺方案

黄荣方,张玉良

(捷途品牌事业部，安徽芜湖，241000)

摘要：随着汽车生产模式朝着个性化、定制化发展，“柔性、高效、精益”的理念成为生产线规划的必然选择。VIN 打印工艺策划对其打印质量起着决定性作用，本文针对VIN码的法规和工艺要求，创新性地制定柔性双打刻工艺方案，为同类型设计提供了参考。

关键词：VIN码；伺服；柔性；双打刻

中图分类号：U466      文献标识码：A

VIN code servo flexible double punch engraving process scheme based on automobile production in Gulf region

Huang Rongfang

（Chery commercial vehicle (Anhui) Co.,Ltd.,Wuhu,Anhui,241000）

Abstract：With the development of automobile production mode towards personalization and customization, the concept of "flexible, efficient and lean" has become the inevitable choice of production line planning. VIN printing process planning plays a decisive role in its printing quality. According to the regulations and process requirements of VIN code, this paper creatively formulates the flexible double printing process scheme, which provides a reference for the same type of design.

Key words: Vin code; Servo ;Flexibility; Doubles carving

前言

近年来，随着汽车行业的发展，以及消费者对于汽车产品个性化、定制化需求，传统的单一车型批量生产已经不满足消费市场的需求，各个企业都在寻找新的创新点和突破点，因此各个企业在产品制造过程中越来越多地引入智能化制造模式，采用自动化、信息化、数字化等先进的制造技术来进一步提升产品的竞争力。

1 VIN码及法规要求

VIN（Vehicle Identification Number）车辆识别代码，相当于车辆的身份证代码，是每辆汽车的唯一识别代码，由17位数字或字母组成，俗称“十七位编码”。它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身形式、发动机及组装地点等信息，是整台车辆标识中最重要的车辆识别信息。

VIN 是国家的强制性规范要求，此规范对车身打刻区域的位置、字体大小及深度都有相应的技术要求。由于其重要性，主机厂要求VIN 码打印为一次打印，不允许打磨掉重新打印。为避免与数字1，0 混淆，英文字母“I”“O”“Q”均不会被使用。同时，为确保代码的唯一性，VIN码打刻在车身能防止替换的结构件上。

2 车身VIN码打印原理及工艺技术要求

考虑到汽车制造过程中柔性化和生产效率，通常汽车制造中VIN码的刻划，主要选用伺服刻划式或浮动点针式等打号设备来实现，尤其是气动伺服刻划式被广泛应用。

2.1 VIN码伺服刻划原理

伺服刻划的原理类似刨床的“刨销原理”。体现这种刻划原理的伺服刻划式打号机的主要构成：工控机、控制器、打标头、定位机构等部分。

其打刻的过程为：先将打标头夹具夹持固定在打刻件上，在工控机中手动或自动输入VIN码信息；启动打刻，在接收到标记指令后，打标针头在气压压力的作用下压到待打刻的工件表面，同时工控机控制伺服电机按输入的VIN码信息轨迹进行打标头空间X-Y轴方向运动，带动打标针刻划工件。在打刻完成后，打标针头先提升后脱离已打刻好的工件，且伺服电机控制打标头自动回复到原点位置，等待下一个打刻循环开始。

2.2 VIN码打刻工艺技术要求

鉴于VIN码打印质量直接关系到车辆能否上牌，其工艺技术要求和生产过程控制能够提高VIN码打刻一致性，确保整车法规符合性。其工艺技术要求如下：

1）VIN 码打刻区域必须是平面或者单独凸出面，原则上不考虑在凹槽内，VIIN 码打刻平面不得出现裂纹、变形、坑包、毛刺、拉毛、压痕、划伤、氧化层、焊点、飞溅等质量缺陷。

2）打刻区域尽量不选择拉延材料流动面，避免表面出现走料拉毛/ 变形及拉延痕等质量缺陷；没有合适的面，在打刻平面设计凸台，改善打刻平面表面质量。

3）打VIN 码区冲击痕检查标准（流水槽或前风挡横梁），如图2 所示，L直=L1*（1+5%～10%）-L弧≥12mm（L直是VIN 码打刻区域，12 是VIN 码的字高）。

图1 冲击痕示意

4）打 VIN 码区域上下棱线要求光顺，R 角均匀，不要有凸台、凹槽、筋等。

5）打刻区域板件的厚度推荐不得小于1.0mm，如果料厚0.8mm，产品结构必须满足单件打刻，在二级总成工位上件。

6）打刻区域钣件材料硬度要求，屈服强度在340 MPa以下，包括340MPa 打刻板件材料不能选用热轧板，避免打刻字深达不到要求。

7）考虑打标设备定位及可夹持，提高装配操作性，降低打号工装的尺寸大小，保证打号位置的一致性，打号位置区域内设计2 个定位孔，定位孔最佳直径为φ10mm；两定位销间距不小于220mm；两定位销孔与打刻字体方面上下偏差不超过50mm，且定位销间区域范围为平面，不得存在弧面。

8）打刻区域范围内不得存在干涉件，必须留有打号机及针腔头运行的空间；考虑到设备的稳定性，喉深方向钣金件打印区域中心与钣金件边缘最大不得超过300mm；考虑与打标机头干涉性，边缘不得有高出打刻平面的60mm的折边。

9）优先采用单件打刻工艺，如为总成件打刻，必须能实现打刻区域背面可夹持支撑，并且结构件要充分考虑夹具的可夹持性和夹爪运行空间。

10）打刻结构件应实现统一，建议总成件打刻在前围上流水槽或前风挡下横梁等结构件上；如果不能实现统一，可根据各车型的结构差异打刻在易见且易于拓印的任一位置，如选择座椅框架横梁，则必须考虑到工装夹具的可夹持性；不推荐在轮罩总成上或其他位置上打VIN 码。

11）VIN 码打刻工序要求：为了便于自动化程度比较高的生产线生产排序，VIN 码打号零、部件应在二级总成（如发舱总成工位，前底板总成大工位）工位上件，另外，VIN 码打刻件不建议外委外协生产。

3 基于海湾地区汽车生产的VIN码柔性双打刻工艺方案

基于传统的VIN码打刻工艺设计，我司根据实际法规及工艺要求，探索了一种VIN码柔性双打刻设计，并运用在某生产线上。

3.1海湾地区汽车VIN码法规要求

要求在前地板座椅横梁及后地板上打刻VIN码。

3.2伺服柔性双打刻工艺方案

图2 柔性双打刻机构布置图

图3 柔性双打刻机构作业示意图

为满足海湾地区VIN码相关的法规和工艺技术要求，经过设计并验证，采用的方案是：一种柔性化在线双打刻机构，主要包括打刻机构A、打刻机构B等是车身VIN码打刻的主要机构。

打刻机构安装在生产线体内，分别位于车身运输线的两侧。车身下部总成由上一序焊接完成后自动输送至本工位并下降后，左右两侧打刻机接收到车辆到位信号后，通过电控气缸分别推进两侧打刻机构滑移至打刻准备位，位于打刻机构立柱上的支撑机构通过气缸行程推进向Y向移动到位并上升至与车身接触贴合，同时打刻机通过气缸向Z向移动至两侧感应器感应到位后，打刻机开始打刻VIN码，从而实现两侧同时精准定位打刻的目的。

3.3工艺实施方式

图4 柔性双打刻机构A机构示意图

图5 柔性双打刻机构B机构示意图

柔性双打刻机构的具体实施方式为：

3.3.1车身下部总成由上一序焊接完成自动输送至本工位并下降后，左右两侧打刻机通过PLC车型信息传送并接收到车辆到位信号；

3.3.2位于打刻机构A上的立柱2通过底部电控气缸3分别沿着滑轨4滑移至打刻准备位，位于打刻机构A上的支撑机构5通过气缸6推进向Y向移动到位并上升至与车身接触贴合，打刻机7通过气缸8沿Z项下降至位于其上的定位销9进入地板定位孔进行定位，位于打刻机5上的感应器10感应到板件后，打刻机5开始打刻VIN码；

3.3.3同时位于打刻机构B上的立柱11通过底部电控气缸12分别沿着滑轨13滑移至打刻准备位，位于打刻机构B上的打刻机14通过气缸15沿Z项下降至位于其上的定位销16进入座椅横梁定位孔进行定位，位于打刻机14上的感应器17感应到板件后，打刻机14开始打刻VIN码；

3.3.4两侧打刻机构打印完成后，分别向后自动退至打刻准备位；

3.3.5此时位于线体内的夹具18接收到打刻完成信号后全部打开，车身下部总成通过滑撬19上升至输送准备位。

3.4应用优点

此柔性双打刻工艺方案已成熟应用于我司某生产线，总结其优点：

1）打刻机构由电气程序控制，自动化程度高，柔性化较好，可实现两车型柔性切换打刻；

2）定位精准、打刻质量稳定，一致性较好，避免因打刻不良而导致车身返工返修，减少浪费工时和零部件报废的风险；

3）两侧打刻机构可同时打码，效率高；

4）柔性化程度高，适应同平台多车型打刻VIN码；

5）适用性强，便于普及应用。

4结束语

随着国家智能制造战略的提出，以及汽车制造企业对产品迈高端的要求，多品种、个性化定制车型，细分化市场逐渐替代了大批量单一品种的生产模式，这要求我们在今后工艺方案的确定过程中，不但要提高产品装配的一致性以及防错的需求，并且也要适用于满足多品种的柔性生产，同时对制造过程进行实时的数据采集和分析，保证制造过程可控、质量可控。智能化制造的工艺规划方案将会占据越来越大的比重。该VIN码智能化打印改进方案对后期我们进行其他工艺规划也提供了很大程度的参考。

参考文献
[1] 《现代零部件》 2013年 第1期作者：刘道东汪江薛盛智

[2]《装备制造技术》 2015年 第2期作者：郭军红

作者：黄荣方 张玉良

工作单位：捷途品牌事业部

地址：安徽省芜湖市弋江区峨山路17号

联系电话：13675533370

邮箱：huangrongfang@mychery.com

主要研究方向：焊装规划、焊接新技术