【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相鄰零件型面的貼合來(lái)定位。第三節(jié) 車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)（production line of welding），是指必須經(jīng)過(guò)焊接工藝才能完成完整產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)線(xiàn)，它包括專(zhuān)用焊接設(shè)備、輔助工藝設(shè)備以及各種傳輸設(shè)備等。一． 車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展過(guò)程汽車(chē)車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展過(guò)程大體可分為三個(gè)階段：1． 固定式單工位焊裝臺(tái)的小型焊接方式這種在發(fā)達(dá)國(guó)家50年代以前全靠手工操作組焊車(chē)身的方式，在國(guó)內(nèi)的小汽車(chē)廠(chǎng)家中應(yīng)用較多。它是各工位獨(dú)立操作，被焊接車(chē)身零件主要依靠人工搬運(yùn)，它的生產(chǎn)能力只能依靠工人操作的熟練程度，對(duì)設(shè)備自動(dòng)化程度的要求幾乎沒(méi)有。由于單靠工人的熟練程度而提高生產(chǎn)能力是有限制的，所以以提高生產(chǎn)能力為目標(biāo)進(jìn)行了傳送裝置及專(zhuān)用焊接設(shè)備的開(kāi)發(fā)研究工作。這樣很快滿(mǎn)足了提高生產(chǎn)能力的要求。但這種設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足混流車(chē)型的生產(chǎn)。2． 剛性焊接生產(chǎn)階段1965年左右開(kāi)發(fā)出利用機(jī)械控制系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足2－3種車(chē)型的生產(chǎn)。剛性焊接生產(chǎn)線(xiàn)屬于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，它具有以下特點(diǎn)：（1） 通常把作業(yè)劃分為較多個(gè)簡(jiǎn)單工序；（2） 按分批投入的方式，順序完成各簡(jiǎn)單工序；（3） 完成工序時(shí)間很短；（4） 單個(gè)工序自動(dòng)化。目前這種剛性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)仍然有一定的應(yīng)用，但隨著先進(jìn)制造技術(shù)的蓬勃發(fā)展，這類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)正在面臨著技術(shù)改造的艱巨任務(wù)，處于淘汰之中，在轎車(chē)生產(chǎn)中所占份額正急劇減少。處于這個(gè)階段的我國(guó)汽車(chē)焊裝線(xiàn)以一汽大眾汽車(chē)有限公司捷達(dá)轎車(chē)車(chē)身焊裝設(shè)備與上海大眾汽車(chē)公司車(chē)身焊裝線(xiàn)為代表，前者總成工位及車(chē)身主焊線(xiàn)采用焊裝自動(dòng)線(xiàn)，廣泛采用各種類(lèi)型的多點(diǎn)焊機(jī)和焊接機(jī)器人，工藝先進(jìn)，自動(dòng)化程度高；后者由于采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，工藝先進(jìn)，但自動(dòng)化程度較前者低，采用懸掛式點(diǎn)焊機(jī)等設(shè)備，手工焊接仍占較大比例。3． 柔性焊裝生產(chǎn)階段世界汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)是由大批量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，為了滿(mǎn)足汽車(chē)消費(fèi)者廣泛而多樣化的需求，適應(yīng)汽車(chē)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，必須不斷縮短車(chē)型變換周期、加快車(chē)型的更新，柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)就是適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)而設(shè)計(jì)制造的。由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展以及控制領(lǐng)域的技術(shù)提高、機(jī)器人的發(fā)展、工具的柔性化，1975年正式開(kāi)始了汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化研究，且研究出為滿(mǎn)足消費(fèi)者多樣化需求的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的特征是大量使用工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控焊鉗、可快速更換的工裝設(shè)備和非同步輸送帶、可編程控制的自導(dǎo)車(chē)，它能方便地適應(yīng)幾個(gè)基本車(chē)型及若干變型車(chē)的同時(shí)生產(chǎn)并易于適應(yīng)以后的改型。柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)屬于柔性制造系統(tǒng)（FMS），F(xiàn)MS的柔性是指對(duì)產(chǎn)品的柔性，即系統(tǒng)為不同的產(chǎn)品和產(chǎn)品變化而進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到高的設(shè)備利用率，減少制造過(guò)程中零件的中間存儲(chǔ)，對(duì)于顧客需求具有快速響應(yīng)的能力。與剛性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)相比，柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)主要特點(diǎn)為：（1） 把作業(yè)僅分為幾個(gè)工序；（2） 不同批次的不同工序可以重疊投入；（3） 完成工序加工時(shí)間快和不變；（4） 全部加工工序自動(dòng)化；（5） 產(chǎn)品的焊接主要由焊接柔性制造系統(tǒng)完成。在德國(guó)的大眾、寶瑪格、日本的本田、瑞典的沃爾沃、美國(guó)的卡特比勒等公司均大量使用車(chē)身柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)。德國(guó)Benz的Sindelfingen工廠(chǎng)布置有三條車(chē)身焊接總裝線(xiàn)，三條地板總成線(xiàn)及相應(yīng)的中地板、前后地板線(xiàn)等，共有焊接機(jī)器人1000余臺(tái)，自動(dòng)化率為95％，生產(chǎn)約10個(gè)車(chē)型，二班制時(shí)日產(chǎn)1600～1700輛。在車(chē)身制造中，選擇哪種型式的車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)和需要多少焊裝設(shè)備，取決于生產(chǎn)批量的大小，車(chē)身質(zhì)量的要求以及工廠(chǎng)的場(chǎng)地和投資情況。在我國(guó)，經(jīng)過(guò)近15年的大力發(fā)展，汽車(chē)制造業(yè)取得了很大進(jìn)步，從國(guó)外引進(jìn)了輕型車(chē)、面包車(chē)、轎車(chē)等各種類(lèi)型的汽車(chē)，各主要汽車(chē)廠(chǎng)家形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，基本上具備了一整套較為完善的生產(chǎn)、管理及技術(shù)保證體系。但車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)還是主要依賴(lài)從國(guó)外全套引進(jìn)，缺乏自主獨(dú)立開(kāi)發(fā)能力。引進(jìn)的焊裝生產(chǎn)線(xiàn)大都是國(guó)外80年代的產(chǎn)品，屬于剛性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)，自動(dòng)化水平不高。二． 車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的組成車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)是轎車(chē)、微型客車(chē)等車(chē)型生產(chǎn)過(guò)程中的幾個(gè)主要生產(chǎn)線(xiàn)之一，其空間作業(yè)內(nèi)容復(fù)雜且自動(dòng)化程度較高。車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)是汽車(chē)白車(chē)身（BODY IN WHITE）全部成型工位的總稱(chēng)，它由車(chē)身總成線(xiàn)和許多分總成線(xiàn)組成，每一條總成線(xiàn)或分總成線(xiàn)又由許多工位組成。線(xiàn)間、工位間通過(guò)搬送機(jī)、機(jī)器人等搬送設(shè)備實(shí)現(xiàn)上下料和零部件的傳送，以保證生產(chǎn)線(xiàn)內(nèi)各工位工作的連貫性。分總成線(xiàn)又包括許多獨(dú)立的組件焊裝工位，每個(gè)工位由許多定位夾緊夾具、自動(dòng)焊接裝置及檢測(cè)裝置等設(shè)備以及供電供氣供水裝置組成。1． 車(chē)身完成線(xiàn)（SLAT LINE）車(chē)身完成線(xiàn)是一條車(chē)身裝配生產(chǎn)線(xiàn)，它通過(guò)鉸鏈連接方式分別將焊裝好的前后車(chē)門(mén)，翼子板，發(fā)動(dòng)機(jī)罩，行李廂蓋或背門(mén)與車(chē)身本體連接裝配，形成白車(chē)身（Body In White），同時(shí)對(duì)車(chē)身焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和修磨。如圖4－所示為一條車(chē)身完成線(xiàn)的組成。圖4－ 車(chē)身完成線(xiàn)示意圖車(chē)身完成線(xiàn)的特點(diǎn)是整條生產(chǎn)線(xiàn)不需要焊接，是機(jī)械鉸鏈連接，屬于可拆卸連接，無(wú)任何焊接設(shè)備；基本上是手工作業(yè)；是整個(gè)車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的最后一道工序，完成后的產(chǎn)品即為白車(chē)身，將輸送到涂裝車(chē)間進(jìn)行表面處理。2． 主焊線(xiàn)（MAIN LINE）主焊線(xiàn)是車(chē)身焊裝車(chē)間最重要的一條焊裝生產(chǎn)線(xiàn)，它完成車(chē)身六大分總成（地板，左右側(cè)圍，頂蓋，通風(fēng)罩及儀表板，后行李臺(tái)）的焊接，有時(shí)也叫車(chē)身總成生產(chǎn)線(xiàn)。車(chē)身總成工位是主焊線(xiàn)上的一個(gè)核心工位，在這個(gè)工位上，實(shí)現(xiàn)六大總成的裝配。其中地板總成的上料是通過(guò)地板傳送機(jī)構(gòu)（UNDER SHUTTLE）直接傳送到總成工位；側(cè)圍總成的自動(dòng)上料方式有移動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式、移動(dòng)翻轉(zhuǎn)式和2－4位翻轉(zhuǎn)基座式；頂蓋、通風(fēng)罩、后行李臺(tái)是利用自動(dòng)輸送機(jī)械（AUTO FEEDING MACHINE）上料。在主焊線(xiàn)上一般還設(shè)置有若干個(gè)補(bǔ)焊工位，完成車(chē)身本體的補(bǔ)焊（RESPOT WELDING）。從主焊線(xiàn)上生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品通過(guò)升降機(jī)設(shè)備傳送到車(chē)身完成線(xiàn)上。如圖4－為一條典型主焊線(xiàn)的組成示意圖。圖4－ 車(chē)身主焊線(xiàn)示意圖3． 地板總成線(xiàn)（UNDER BODY LINE）地板總成線(xiàn)完成發(fā)動(dòng)機(jī)室、前地板和后地板的裝配焊接。地板是車(chē)身結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度相對(duì)較大的部分，常常需要布置有二氧化碳焊機(jī)進(jìn)行補(bǔ)焊。根據(jù)自動(dòng)化程度不同，地板總成線(xiàn)上設(shè)置有工位間傳送機(jī)構(gòu)，焊裝夾具，機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)，涂膠設(shè)備，升降機(jī)等等。4． 側(cè)圍總成線(xiàn)（SIDE FRAME LINE）側(cè)圍總成線(xiàn)完成側(cè)圍內(nèi)外板的結(jié)合，一般它有左右對(duì)稱(chēng)布置的兩條生產(chǎn)線(xiàn)。在側(cè)圍總成線(xiàn)上布置有工位間傳送機(jī)構(gòu)，焊裝夾具，機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)，涂膠設(shè)備，自動(dòng)輸送機(jī)械等等。如圖為典型側(cè)圍總成線(xiàn)布置示意圖。圖 側(cè)圍總成線(xiàn)示意圖5． 移動(dòng)線(xiàn)（MOVING LINE）移動(dòng)線(xiàn)主要是指車(chē)門(mén)焊裝線(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)罩amp。行李廂蓋焊裝線(xiàn)，翼子板焊裝線(xiàn)。車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李廂蓋焊裝線(xiàn)都是經(jīng)過(guò)涂膠、折邊、焊接、完成等工序?qū)崿F(xiàn)內(nèi)外板的結(jié)合。它的主要設(shè)備有內(nèi)外板焊裝夾具，折邊機(jī)，轉(zhuǎn)換壓模，輸入輸出設(shè)備，涂膠設(shè)備，鉸鏈裝配夾具，二氧化碳焊機(jī)等等。如圖為一條車(chē)門(mén)總成線(xiàn)布置示意圖。6． 子線(xiàn)（SUB LINE）子線(xiàn)主要是指車(chē)身中的一些組合件、分總成件的簡(jiǎn)單小型焊裝線(xiàn)，如頂蓋焊裝線(xiàn)，通風(fēng)罩焊裝線(xiàn)，后行李臺(tái)焊裝線(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)室焊裝線(xiàn)，前地板焊裝線(xiàn)，后地板焊裝線(xiàn)，前立柱焊裝線(xiàn)，中立柱焊裝線(xiàn)等等。根據(jù)自動(dòng)化程度不同，子線(xiàn)可以設(shè)計(jì)成單工位獨(dú)立操作形式，也可以設(shè)計(jì)成幾個(gè)工位流水線(xiàn)操作方式；被焊零件在各工位之間可以應(yīng)用手工或者自動(dòng)傳送。三． 柔性焊裝線(xiàn)上的組成單元柔性焊裝生產(chǎn)線(xiàn)是為了適應(yīng)用戶(hù)不同產(chǎn)量、不同生產(chǎn)率、不同自動(dòng)化程度、不同工廠(chǎng)環(huán)境的要求而設(shè)計(jì)的。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是車(chē)身焊裝線(xiàn)的全球發(fā)展趨勢(shì)。柔性組成單元主要包括：柔性焊裝夾具，自動(dòng)焊接裝置，點(diǎn)焊設(shè)備，車(chē)身總成工位，自動(dòng)輸送機(jī)械，傳送機(jī)構(gòu)，升降機(jī)，折邊機(jī)，機(jī)器人系統(tǒng)，電控系統(tǒng)，其它機(jī)構(gòu)等等。1． 柔性焊裝夾具 （JIG）為了適應(yīng)不同車(chē)型，柔性?shī)A具一般采用兩種結(jié)構(gòu)型式：一是固定式，它設(shè)置在各種車(chē)型斷面相同或相似的位置；二是切換式，在不同車(chē)型斷面相差很大的情況下，利用切換式夾具分別適應(yīng)不同車(chē)型的定位夾緊，有旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)兩種方式。如圖所示。 圖4－ 柔性焊裝夾具2． 自動(dòng)焊接裝置（AUTO GUN）由于手工焊接勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，且焊接質(zhì)量難以保證。隨著焊裝生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化程度的提高，它逐漸被自動(dòng)焊接裝置所代替。自動(dòng)焊接裝置是由自動(dòng)焊鉗及其附屬設(shè)備組成，相比焊接機(jī)器人而言，它的投資少且焊接接近性好，是我國(guó)汽車(chē)車(chē)身焊接的發(fā)展方向。根據(jù)沖壓件上要求焊接的焊點(diǎn)數(shù)目和位置不同，其自動(dòng)焊鉗的布置方式也不相同。當(dāng)只需要焊接一個(gè)點(diǎn)且焊鉗與焊件之間不會(huì)發(fā)生干涉時(shí)，可將焊鉗簡(jiǎn)單布置成固定形式，但在大多數(shù)場(chǎng)合下為了避免焊鉗與焊件的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，需將它設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)動(dòng)式或平移式，而且平移式的自動(dòng)焊接裝置還適用于焊接一條直線(xiàn)上的多個(gè)焊點(diǎn)。如圖 所示。a. 固定式 b. 旋轉(zhuǎn)式 c. 平移式 圖4 自動(dòng)焊接裝置3．點(diǎn)焊設(shè)備（SPOT WELDER）為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求，根據(jù)成本以及焊接自動(dòng)化程度的不同，可以選擇不同的焊接方式，主要有手工點(diǎn)焊PSW（Portable Spot Welding），自動(dòng)點(diǎn)焊ASW（Auto Spot Welding），機(jī)器人點(diǎn)焊RSW（Robot Spot Welding）。如圖4 所示.4．車(chē)身總成工位（MAIN BUCK）車(chē)身總成工位是主焊線(xiàn)上的核心工位，它是將地板總成、左右側(cè)圍總成、頂蓋總成、通風(fēng)罩及儀表板和后行李臺(tái)總裝焊接，形成車(chē)身焊接本體。其側(cè)圍上料方式主要有移動(dòng)式，旋轉(zhuǎn)式，移動(dòng)翻轉(zhuǎn)式，2－4位翻轉(zhuǎn)基座式。a. 手工點(diǎn)焊 圖4 點(diǎn) 焊 設(shè) 備如圖 所示。它的特點(diǎn)是利用伺服電機(jī)和齒輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，而移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)一般依靠氣缸或液壓缸提供動(dòng)力。a. 移動(dòng)式 b. 旋轉(zhuǎn)式c. 移動(dòng)翻轉(zhuǎn)式d. 4位翻轉(zhuǎn)基座式圖4 車(chē)身總成工位5．自動(dòng)輸送機(jī)械（AUTO FEEDING MACHINE）自動(dòng)輸送機(jī)械主要用于被焊零件在線(xiàn)與線(xiàn)或工位與工位之間的移動(dòng)。它主要有兩種結(jié)構(gòu)型式：連桿型和氣缸型。連桿型結(jié)構(gòu)是以電葫蘆作為驅(qū)動(dòng)力，伸縮連桿用鉸支銷(xiāo)連接，它可用于比較大的行程要求，而且安裝時(shí)高度空間占用少。如圖－a