汽車車身焊接工藝

1、汽車車身焊裝工藝汽車車身裝配主要采用焊接方式，在汽車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮零部件的裝配工藝性。焊裝工藝設(shè)計(jì) 與車身產(chǎn)品設(shè)計(jì)及沖壓工藝設(shè)計(jì)是互相聯(lián)系、互相制約的，必須進(jìn)行綜合考慮，它是影響車身制造質(zhì)量的重要因素。第一節(jié)焊裝工藝分析工藝性好壞的客觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就是在一定的生產(chǎn)條件和規(guī)模下，能否保證以最少的原材料和加工勞動量，最 經(jīng)濟(jì)地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。影響車身焊裝工藝性的主要因素有生產(chǎn)批量、車身產(chǎn)品分塊、焊接結(jié)構(gòu)、焊點(diǎn) 布置等。車身的焊裝工藝主要由生產(chǎn)批量的大小確定的。生產(chǎn)批量般來說， 批量越小， 夾具的數(shù)量越少， 自動化程度越低， 每臺夾具上所焊的車身產(chǎn)品件數(shù)量越多；反之，批量越大，焊裝工位越多，

2、夾具數(shù)量越多，自動化程度越高，每臺夾具上所焊的車身產(chǎn)品件數(shù)量越少。1生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算生產(chǎn)節(jié)拍是指設(shè)備正常運(yùn)行過程中，單位產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的時(shí)間。假設(shè)某車年生產(chǎn)綱領(lǐng)是 30000 輛份 / 年工作制：雙班， 250 個(gè)工作日，每個(gè)工作日時(shí)間為 8 小時(shí)設(shè)備開工率： 85則生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算為：2時(shí)序圖設(shè)計(jì)時(shí)序圖（TIME CHART是指一個(gè)工位從零部件上料到焊好后合件取料的整個(gè)過程中所有動作順序、時(shí)間分，夾具夾緊松開，自動焊槍到位、焊接、退配以及相互間互鎖關(guān)系，這些動作包括上下料（手動或自動） 回以及傳送裝置的運(yùn)動等。生產(chǎn)線上每個(gè)工位的時(shí)序圖設(shè)計(jì)總時(shí)間以滿足生產(chǎn)節(jié)拍為依據(jù)，同時(shí)時(shí)序圖也 是焊裝線電氣控制

3、設(shè)計(jì)的技術(shù)文件和依據(jù)，是機(jī)電的交互接口。如圖 41 所示為一張時(shí)序圖，它的內(nèi)容包括：1，焊接，車身零部件名稱等。1）設(shè)備名稱，它是以完成動作的單元來劃分。例如移動裝置，夾具單元其中車身零件名稱表示上料動作，組件名稱表示取料動作。2）相應(yīng)設(shè)備的動作名稱，它是以動力源的動作來劃分的。例如移動裝置是由氣缸驅(qū)動上下運(yùn)動和電機(jī)驅(qū)動工位間前后運(yùn)動組成，它的動作名稱分別為上升，下降，前進(jìn)，后退；再例如夾具是由夾緊氣缸驅(qū)動夾 緊，它的動作名稱分為夾緊，打開等。(3)各動作順序及時(shí)間分配，動作時(shí)間表分配是以坐標(biāo)網(wǎng)格的形式標(biāo)記,每格單位為5秒，一個(gè)循環(huán)總時(shí)間為生產(chǎn)節(jié)拍，各動作之間的前后順序關(guān)系圖用箭頭線標(biāo)識。一般

4、氣缸夾緊動作時(shí)間為 23秒；焊接時(shí)間與焊點(diǎn)的數(shù)量有關(guān)，常以一個(gè)焊點(diǎn)3秒的時(shí)間估算。合理分配調(diào)整各個(gè)動作的時(shí)間，滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求是車身焊裝工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。(4)行程開關(guān)(L/S)和電磁控制閥(V/V)編號，它標(biāo)明了各個(gè)動作之間的順序及互鎖關(guān)系，其編號與相應(yīng)氣路控制圖上的編號應(yīng)該一致。時(shí)序圖的設(shè)計(jì)在工藝方案總設(shè)計(jì)完成后就可以進(jìn)行，通過計(jì)算各動作的順序時(shí)間，可以得出本工位的時(shí)間節(jié)奏，比較能否滿足生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求，并作相應(yīng)調(diào)整，甚至改變工藝設(shè)計(jì)。由于每個(gè)車身裝焊的零部件數(shù)量一定，焊點(diǎn)數(shù)量一定，焊接時(shí)間一定，要達(dá)到一定生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)完成所有焊接，就必須將工序分開，分工位上料、焊接。二.車身產(chǎn)品分塊分塊

5、是將車身外殼體分成若干塊便于沖壓和焊裝的零部件、組合件、分總成和總成。合理的分塊不僅有利于形成良好的裝配質(zhì)量，并可有效地簡化和優(yōu)化制造工藝。汽車白車身是一個(gè)尺寸很大的復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件，設(shè)計(jì)制造時(shí)常常是將車身總成合理地劃分為若干個(gè)部件和組合件，分別進(jìn)行裝配焊接成分總成件，然后再裝配焊接成總成結(jié)構(gòu)，這樣化復(fù)雜為簡單，化大為小,可以大大提高勞動生產(chǎn)率，改善結(jié)構(gòu)的焊接工藝性。1.結(jié)構(gòu)分離面將白車身總成分解為若干個(gè)分總成，相鄰兩個(gè)分總成的結(jié)合面稱為分離面。分離面可以分為兩類:(1)設(shè)計(jì)分離面根據(jù)使用上和構(gòu)造上的特點(diǎn)，將汽車車身分成為可以單獨(dú)進(jìn)行裝配的分總成，如發(fā)動機(jī)罩、行李廂蓋、車 門、車身本體等，這些

6、分總成之間的結(jié)合面，稱為設(shè)計(jì)分離面。設(shè)計(jì)分離面一般采用可拆卸的連接，如鉸鏈連接，以便在使用和維修過程中迅速拆卸和重新安裝，而不損 壞整體結(jié)構(gòu)。(2)工藝分離面在生產(chǎn)制造過程中，為了適應(yīng)制造裝配的工藝要求，需要進(jìn)一步將上級分總成分解為下一級分總成，甚至車身本體總小組件，進(jìn)行單獨(dú)裝配焊接，這些下一級分總成或組件之間的結(jié)合面，稱為工藝分離面。例如成分解為前圍、后圍、地板、左/右側(cè)圍、頂蓋六大分總成，這六大分總成分別平行進(jìn)行單獨(dú)裝焊，而后 總裝在一起進(jìn)行焊接，這些分總成之間的結(jié)合面就是工藝分離面。工藝分離面一般采用不可拆卸的連接方法，如焊接、鉚接等。它們最終構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的剛性整體。2.裝配焊接方法根據(jù)

7、工藝分離面的劃分情況，將汽車車身裝配焊接方法分為兩類：1）集中裝配焊接法將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作集中在較少的工位上，使用較少的工裝夾具來完成裝焊工作，稱為集中裝配焊 接法稱為分散裝配焊接法。它分散的依2）分散裝配焊接法將車身產(chǎn)品的裝配焊接工作，分散在較多的工位和工裝夾具上來完成， 據(jù)是工藝分離面的確定。如表 41 為某一轎車車身側(cè)圍總成分散焊裝流程圖。3分散裝配焊接法的優(yōu)越性合理地劃分組合件， 分總成進(jìn)行裝配焊接，尺寸較小、形狀結(jié)構(gòu)簡單，容易保在車身制造中， 要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、 工廠的設(shè)備情況和技術(shù)水平， 這種方法有很多優(yōu)點(diǎn)：1）可以提高焊裝質(zhì)量，改善工人的勞動條件把整體車身結(jié)構(gòu)劃分成若干組合件

8、、分總成后，它們就變得重量較輕、 證焊裝精度。因?yàn)橛泻芏喑叽?、形狀和技術(shù)要求等在部件上保證比在整車上保證要容易的多。例如側(cè)圍窗 框尺寸及外輪廓曲線的形狀等都是在側(cè)圍總成的焊裝線上得到保證。從焊接角度來講，分散裝配焊接可以把一些需要全位置操作的工序改變?yōu)樵谡Ｎ恢玫牟僮?，使焊點(diǎn)盡量 處于有利于焊接的位置 ,可盡量避免立焊、仰焊、橫焊，這樣有利于提高裝配焊接質(zhì)量，改善勞動條件，也提高了勞動生產(chǎn)率。例如車身的頂蓋、側(cè)圍及前、后圍在整車總成焊裝中分別為仰焊和立焊，而在分總成 焊裝中可變成俯焊。隨著零件分散程度提高，操作工人分工更加細(xì)化和專一，更容易掌握操作技術(shù)和提高技術(shù)的熟練程度，從 而迅速提高勞動生

9、產(chǎn)率和焊裝質(zhì)量2）縮短產(chǎn)品的制造周期組合件、分總成的焊裝生產(chǎn)可以并行進(jìn)行，擴(kuò)大了工作面，增加了同時(shí)工作的人數(shù)，避免各工序之間的相 互影響和等待。有的組合件或分總成具有相同或相似的形狀和尺寸，可以組織連續(xù)性流水作業(yè)以縮短制造 時(shí)間。例如車身左右側(cè)圍焊裝線的布置。3）容易控制和減少焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形與焊縫在結(jié)構(gòu)中所處的位置及數(shù)量有著密切的關(guān)系。在劃分組合件時(shí)，要充分地考慮 到將組合件的焊接應(yīng)力與焊接變形控制到最小，使總成裝配時(shí)的焊接量減少到最小，以減少可能引起的焊 接變形。而且，在組合件焊裝時(shí)，結(jié)構(gòu)剛性降低，可以比較容易地采用夾具或其他措施來防止變形。即使已經(jīng)產(chǎn)生了較大的變形，也

10、比較容易修整和矯正。4）可以降低焊裝夾具的成本分組件裝配焊接法以后可以大大簡化焊裝夾具的復(fù)雜程度，有利于夾具的設(shè)計(jì)和制造，從而使焊裝夾具的 成本降低。5）可以提高生產(chǎn)面積的利用率分組件裝配焊接可以減少和簡化總裝時(shí)的工位數(shù)，增加平行進(jìn)行作業(yè)的地點(diǎn)，大大擴(kuò)大了裝配焊接的工作面，提高了生產(chǎn)面積的利用率。4工藝分離面確定原則工藝分離面的合理確定是發(fā)揮上述優(yōu)越性的關(guān)鍵。劃分組件進(jìn)行裝配焊接時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面來綜合考1- 慮：1）盡可能使各組件本身的結(jié)構(gòu)形式是一個(gè)完整的構(gòu)件要考慮到結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，便于組件、分總成的最后總裝和結(jié)構(gòu)尺寸精度的保證。工藝分離面要避開結(jié)構(gòu)上應(yīng)力 最大的地方，保證不因劃分工藝組件而損害結(jié)

11、構(gòu)的強(qiáng)度。2）保證組件的強(qiáng)度和剛度所劃分的組件、分總成結(jié)構(gòu)要有一定的剛度和強(qiáng)度，即在白車身重量的作用下，不能產(chǎn)生永久性變形，同 時(shí)也要考慮吊裝方便。3）工藝上的合理性工藝上主要考慮劃分組件后焊點(diǎn)數(shù)量和位置的合理布置，要有利于采用自動化和機(jī)械化設(shè)備，也有利于減 小焊接變形，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。4）現(xiàn)場生產(chǎn)能力和條件的限制分組件裝配焊接中，由于采用較多的專用夾具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長，各工序之間的協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，給生產(chǎn) 管理帶來困難。同時(shí)隨著焊裝工位數(shù)量的增加，要求有較大的生產(chǎn)面積和較多的技術(shù)工人。5）生產(chǎn)節(jié)拍的要求在大批量的生產(chǎn)中，采用分組件裝配焊接法進(jìn)行生產(chǎn)，能顯著地提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)

12、量，縮短生產(chǎn)周 期，降低產(chǎn)品成本。雖然此時(shí)由于分組件裝配焊接增加了工序及專用夾具的數(shù)量，使其費(fèi)用增多，但產(chǎn)量 大而分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品上的費(fèi)用不會增加，仍然可以得到顯著的經(jīng)濟(jì)效果。當(dāng)單件生產(chǎn)、試制和少量生產(chǎn)時(shí)，為了縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具費(fèi)用，減少工件在夾具上的裝卸 次數(shù)，減少輔助工時(shí)，宜采用集中裝配焊接的方法。焊接結(jié)構(gòu)由于汽車車身除某些加強(qiáng)構(gòu)件外， 主要都是由低碳鋼薄板沖壓零件焊接而成， 其厚度在 0.6mm1.5mm 范圍之內(nèi)。采用最多的焊接方法是電阻點(diǎn)焊，它將工件(PANEL以200300kgf程度加壓至焊槍的銅電極，并瞬間(0.160.2秒)通過大約1萬安培的高電流，以電極接觸點(diǎn)發(fā)生的

13、電阻熱熔融結(jié)合的焊接方法。在一輛小車的車體中大約有 3000 個(gè)焊點(diǎn)，其大部分為兩層焊，根據(jù)結(jié)構(gòu)也有34層焊。當(dāng)生產(chǎn)批量不大和具有密封要求的連接處，以及開敞性差的焊縫，一般采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。1 焊接接頭型式 焊接連接處稱為焊接接頭。 因電阻點(diǎn)焊的要求， 車身結(jié)構(gòu)的基本焊接接頭型式主要是搭接接頭和彎邊接頭， 如圖4-2所示。其中4-2(a)(b)為搭接接頭，4-2(c)(d)(e)為彎邊角接，4-2(f)為彎邊對接。彎邊接頭的焊點(diǎn)操作性優(yōu)于搭接接頭，因?yàn)閺澾吔宇^焊點(diǎn)直接暴露在操作臺面一側(cè)，選用小型“X”(a)(d)型焊鉗就能很方便地進(jìn)行焊接。考慮焊接強(qiáng)度，彎邊接頭起到相當(dāng)于加強(qiáng)梁的作用，可

14、增大結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但翻邊因受沖壓工藝的限制，導(dǎo)致貼合不理想，易產(chǎn)生焊接缺陷，而且彎邊接頭的(b)(e)焊點(diǎn)抗正應(yīng)力能力比抗剪切能力差，總的對焊接強(qiáng)度增大不大。考慮焊接精度，搭接接頭焊點(diǎn)質(zhì)量主要決定于工(c)(f)裝的精度。而彎邊接頭焊接質(zhì)量除了與工裝精度有關(guān)圖 4 2 焊接接頭型式外，還與零件翻邊精度有關(guān)，而受沖壓工藝和儲運(yùn)方式的影響，翻邊是零件質(zhì)量最不穩(wěn)定的地方，它容易 導(dǎo)致兩零件因貼合不好產(chǎn)生焊接變形，而且彎邊接頭的零件不利于利用工藝孔對零件作精確定位。4-2(b)2接頭開敞性封閉接頭是不可能用作點(diǎn)焊的，半封閉接頭如車身底部和內(nèi)部接頭也會給制造帶來一定麻煩。如圖 所示為封閉斷面結(jié)構(gòu)，不易直接采

15、用點(diǎn)焊。因?yàn)橄码姌O無法設(shè)置，需要采取間接導(dǎo)電型式或改用其它焊接 方法來解決。由于車身各連接部位不同，組成零件的形狀不一樣，雖然都采用搭接或彎邊接頭，但其結(jié)構(gòu)的斷面形狀有很大差別。如圖4-3為車身側(cè)圍典型斷面示意圖。其中(a)與(e)中焊點(diǎn)A的開敞性差，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如果將(a)斷面形狀改為圖(b)的型式，就大大提高了焊點(diǎn)的可達(dá)性；同樣(e)結(jié)構(gòu)也是如此。若在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不 能避免封閉式斷面，則可以通過結(jié)構(gòu)分解來實(shí)現(xiàn) 焊點(diǎn)的焊接，如將(a)中結(jié)構(gòu)分解為件 1和件 2的組合件，先焊完點(diǎn)A 后，再裝焊件 3，這樣不僅達(dá)到了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，而且改善了結(jié)構(gòu)的 開敞性。同樣(e)中也可以先將件2 和件3在A

16、點(diǎn)焊好后再裝焊件1。沖壓件結(jié)構(gòu)型式要考慮點(diǎn)焊工 藝性。由于電阻點(diǎn)焊方法本身可達(dá)性差，在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量避免采用狹窄而深的或上、下電極難以接近的焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭。如圖4 4所示,(a)中由于上電極伸入深窄的焊件中，增加了點(diǎn)焊機(jī)的二次回路的感抗，使焊接電流不穩(wěn)定而降低焊點(diǎn)強(qiáng) 度和質(zhì)量；圖4 4(b )結(jié)構(gòu)中必須采用特殊彎電極,這種電極的冷卻條件不好，降低了焊接表面質(zhì)量和電極的使用壽命。(a)(b)3接頭的強(qiáng)度圖 4 4 不合理的點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)點(diǎn)焊焊縫適宜在剪切力下工作，而不適宜在拉伸力下工作。設(shè)計(jì)汽車車身點(diǎn)焊焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量使焊縫(b)為焊點(diǎn)受剪切力狀態(tài)。在剪切力而不是在拉力下工作。如圖4-5

17、所示，(a)為焊點(diǎn)受拉伸力狀態(tài),點(diǎn)焊焊縫的強(qiáng)度與母材的種類及焊接工藝有關(guān)。例如，低碳鋼的剪切容許應(yīng)力可取為母材的65，而拉伸容許應(yīng)力可取為母材的40，焊點(diǎn)布置方案(a)(b)不同，焊點(diǎn)中所受應(yīng)力的種類也不相同。另外，要圖 4 5焊點(diǎn)受力狀態(tài)盡量避免焊點(diǎn)密集布置或交匯在一起，否則金屬易由于過熱而產(chǎn)生嚴(yán)重應(yīng)力集中及變形，影響焊接質(zhì)量。車身外板的焊接，由于焊接熱應(yīng)力會 使表面局部變形而影響外觀質(zhì)量，這時(shí)可 通過改變車身零件形狀來消除或減輕這類 缺陷。如圖4-6(a)是輕型汽車門板的點(diǎn)焊 接頭，在門外板表面 1 區(qū)會出現(xiàn)凹凸不平，若將門外板此處設(shè)計(jì)成帶斜凸梗的棱線(如圖4 6b),就可以起筋條的作用而

18、減圖 4 6 車身外板形狀4 6c）。小變形。假如外部造型不允許這樣，也可將門外板制成曲面形狀（如圖4焊接厚度點(diǎn)焊通常用于兩層薄板之間的連接，有時(shí)也用于連接疊在一起的三層薄板。為了保證焊點(diǎn)的焊透率，兩層 焊件厚度宜相等或相近，厚度相差應(yīng)不大于 3 倍。連接三層板時(shí)，如板厚有差別，厚板應(yīng)置于中間，有利 于熔核在三層板上形成。四焊點(diǎn)布置車身焊接中焊點(diǎn)的數(shù)量以及焊點(diǎn)間距的確定是焊裝工藝性的一項(xiàng)重要內(nèi)容。焊點(diǎn)間距越小，焊點(diǎn)數(shù)越多， 焊接強(qiáng)度也就越高，但分流越大，它會給產(chǎn)品的強(qiáng)度帶來不利影響。焊接質(zhì)量也會因分流的影響而不易保 證。根據(jù)車身焊接接頭的特點(diǎn)以及車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)接頭的搭邊寬度和焊點(diǎn)布置等，焊點(diǎn)布

19、置應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)問題：1在滿足接頭強(qiáng)度和技術(shù)要求條件下，盡量減小搭邊寬度，以減輕結(jié)構(gòu)重量。為保證焊點(diǎn)質(zhì)量，對焊點(diǎn)中心離板邊的最小尺寸要求，可參考表4-2。表 4 2 焊點(diǎn)中心到板邊的最小距離焊件厚度（ mm ）焊點(diǎn)中心到板邊最小距離（ mm ）121825302在實(shí)際車身制造中，由于設(shè)置焊裝夾具的需要，對彎邊接頭的寬度如圖4 7）應(yīng)保證a至少為2025mm ，其根部尺寸一般等于板厚。3焊點(diǎn)的距離應(yīng)選擇適當(dāng)，在保證接頭強(qiáng)度和技術(shù)要求的前提下，焊點(diǎn)距離應(yīng)盡可能大些。因?yàn)樵诤缚p長度一定的范圍內(nèi)，焊點(diǎn) 布置越多，點(diǎn)距越小，分流越大，焊點(diǎn)熔核尺寸減小，反而降低了焊縫強(qiáng)度。車身焊裝的合理點(diǎn)距如表 4-

20、3 所示。焊接大零件或組合件時(shí)，點(diǎn)距可以適當(dāng)加大，一般不小于35 40mm ，在圖 4 7彎邊寬度有些非受力的部位，則焊點(diǎn)的距離還可以加大到70 80mm 。在多點(diǎn)焊機(jī)上焊接，焊點(diǎn)之間的距離要求不小于50mm。表 4 3 車身焊裝合理點(diǎn)距一個(gè)焊件厚度 （mm）二層板焊接的最小點(diǎn)距(mm)1525304060三層板焊接的最小點(diǎn)距(mm)20304050804-3 所示?？紤]焊點(diǎn)強(qiáng)度的穩(wěn)定性，盡可能少4三層板焊接時(shí)，其點(diǎn)距比二層板焊接時(shí)要適當(dāng)大些，如表采用三層板的焊接結(jié)構(gòu)。焊點(diǎn)的合理布置并不能完全彌補(bǔ)由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)不合理所造成的強(qiáng)度不足的缺陷。因此，為了提高產(chǎn)品的使用壽命，必須在設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)

21、品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，來考慮焊點(diǎn)的合理布置。五焊裝工藝規(guī)程的編制汽車車身焊裝工藝過程是指各種零部件裝配成組合件和分總成，然后在進(jìn)一步焊裝成總成件的過程。指導(dǎo) 這一過程的工藝性文件就稱為焊裝工藝規(guī)程。它是車身生產(chǎn)中重要的指導(dǎo)性文件，其內(nèi)容包括要焊接的零 部件名稱，裝配焊接順序，裝配焊接方法，質(zhì)量要求，檢驗(yàn)方法，焊點(diǎn)數(shù)量、布置等，有利于生產(chǎn)組織和管理工作。1裝配工藝方案裝配工藝方案是對車身產(chǎn)品焊裝過程中的主要問題，作出原則性的規(guī)定。一般在立項(xiàng)時(shí)開始編制。其編制 內(nèi)容包括：1）產(chǎn)品對象總成件及零部件、組合件的數(shù)量、名稱和結(jié)構(gòu)。2）設(shè)備描述確定產(chǎn)品分散裝配焊接方法，所需工位總數(shù)，各工位焊接方法，上料方式，工裝

22、設(shè)備，工位間距，工位間 的傳輸方式等。3）設(shè)計(jì)依據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)，工裝設(shè)備定位精度，工作區(qū)大小，設(shè)備開工率，水、電、氣參數(shù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖紙等。4）工藝方案各工位上料順序，焊點(diǎn)數(shù)量，工裝夾具方式，焊接方法，作業(yè)方式，作業(yè)時(shí)間等。5）技術(shù)質(zhì)量要求工裝設(shè)備技術(shù)制造、操作要求，焊接質(zhì)量要求，產(chǎn)品尺寸要求，焊接設(shè)備要求等。焊裝工藝方案不僅在工藝原則上規(guī)定了工藝過程本身，同時(shí)也決定了生產(chǎn)組織和計(jì)劃工作、廠房和車間的 布置、各種設(shè)備和裝備的配備，它直接影響到生產(chǎn)的周期、勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本，它是各種設(shè)備和裝備 選購的技術(shù)依據(jù)。2工作工藝規(guī)程工作工藝規(guī)程是裝配工藝方案中每一個(gè)工序內(nèi)容的詳細(xì)具體說明，它是根據(jù)裝配

23、工藝方案進(jìn)行編制的，也 稱工序卡。它規(guī)定了本工序各裝配零件在夾具中的安裝順序、定位和焊接方法、焊接規(guī)范、時(shí)間定額、所用工具設(shè)備以及耗材等等。如表 44 為一張典型的工序卡片。第二節(jié)焊裝夾具的工藝方案設(shè)計(jì)轎車車身是由上千個(gè)沖壓件、近 5000 個(gè)焊點(diǎn)焊裝成一個(gè)整體，每個(gè)零件之間的連接必須在三維空間中依 靠焊裝夾具定位，零件與零件連接形成一個(gè)整體車身。每一個(gè)零件的連接精度，都是由焊裝夾具來保證， 它直接影響到功能部件，如發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)向器、變速器等的安裝精度和性能。重要的外形部件，如保險(xiǎn)杠、 車門、發(fā)動機(jī)蓋、后箱蓋、前后燈等的安裝平順性，都與車身焊裝形位精度有直接的關(guān)系。在進(jìn)行焊裝夾具設(shè)計(jì)之前，首先需

24、要根據(jù)車身零件的形狀、焊裝工藝、焊點(diǎn)位置及數(shù)量來設(shè)計(jì)夾具的工藝 方案，即設(shè)定焊裝過程中夾具的定位基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)的形態(tài)。定位基準(zhǔn)的基本概念基準(zhǔn)是指某些特定（參考）點(diǎn)、線、面的組合，借以確定零部件中相關(guān)點(diǎn)、線、面的位置。按其用途不同， 可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是指在產(chǎn)品圖樣上，設(shè)計(jì)者所選定的參考點(diǎn)、線、面的組合，用以 確定零件輪廓、尺寸及形位公差等。工藝基準(zhǔn)是指在加工過程中，直接用于測量、定位、安裝零部件時(shí)的 實(shí)際點(diǎn)、線、面的組合，它分為定位基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。夾具的定位基準(zhǔn)是為了使焊好的車身組件、分總成件、總成件的位置與車身產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙、沖壓成形零件 的形狀尺寸、 車身測量數(shù)據(jù)在

25、 X、Y、Z 方向上一致， 所設(shè)定的焊裝夾具的位置。合理選擇夾具的定位基準(zhǔn)， 可以簡化焊接工藝和夾具結(jié)構(gòu)，并且容易保證車身零件的裝配焊接精度和質(zhì)量。選擇夾具定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng) 盡量使其與車身零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一，減少因基準(zhǔn)不重合帶來的誤差。1定位基準(zhǔn)的種類和功能1）定位基準(zhǔn)面定位基準(zhǔn)面有主基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)兩種。主基準(zhǔn)面是為了保證被焊零件的準(zhǔn)確定位。主基準(zhǔn)面應(yīng)該盡量設(shè)定在 保證零件形狀精度和剛性的位置上，而且數(shù)量盡可能少，一般主基準(zhǔn)面為不可調(diào)整的形式。副基準(zhǔn)面是為 了校正零件、 輔助焊接過程或輔助焊接設(shè)備而設(shè)定的， 它能約束零件的扭曲和回彈、 使零件保持形狀不變、 校正和約束焊接變形，是焊接工裝結(jié)構(gòu)上必要

26、的基準(zhǔn)，它設(shè)計(jì)成可調(diào)整的形式。定位基準(zhǔn)孔定位基準(zhǔn)孔也有主基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)兩種。 主基準(zhǔn)孔的作用是固定被焊零件， 它用圓柱銷約束零件的兩個(gè)方向， 在保證可靠定位的前提下主基準(zhǔn)孔的數(shù)量應(yīng)盡可能少。副基準(zhǔn)孔的作用是防止被焊零件的回轉(zhuǎn)，它可以用圓柱銷或菱形銷定位，一般選擇零件上的長孔作為副基準(zhǔn)孔，用菱形銷約束零件的一個(gè)方向。(3)定位基準(zhǔn)端定位基準(zhǔn)端也有主基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)兩種。主基準(zhǔn)端使被焊零件準(zhǔn)確定位，它確定一個(gè)方向的位置， 不可調(diào)整。副基準(zhǔn)端是為了輔助焊接過程或焊接設(shè)備而設(shè)定的，它是約束焊接變形和焊接時(shí)兩個(gè)零件錯(cuò)位的基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)成可調(diào)整的形式。2 .定位基準(zhǔn)選擇的優(yōu)先順序(1)考慮車身零件的制造工藝，定位基

27、準(zhǔn)確定的先后順序?yàn)榭偝煞挚偝山M件零件。因?yàn)槿绻b配件的定位基準(zhǔn)不確定，則不可能對零部件的精度確定及正確評價(jià)，也無法決定零部件的準(zhǔn)確修正方向。同時(shí)為了使車身零件在制造過程中的變化要素最小，需要把含有更多變化要素的裝配件上的定位基準(zhǔn)首先確定。(2)為了確定車身零部件的位置，需要基準(zhǔn)孔、基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)端的組合，但是在同一方向上約束時(shí)，采用基準(zhǔn)面、孔、端的順序不同?？紤]車身零件的形狀，定位基準(zhǔn)選擇的先后順序?yàn)榛鶞?zhǔn)面基準(zhǔn)孔基準(zhǔn)端。這與沖壓零件的成形順序一致，即先拉延后沖孔。優(yōu)先選用基準(zhǔn)面可以使相鄰零件的貼合面累積誤差最小，也容易補(bǔ)償剛性不足的零件形狀，而且如果基準(zhǔn)孔的位置和孔間距不準(zhǔn)確會造成被焊零件的位置

28、不穩(wěn)定。3 .定位基準(zhǔn)位置的選定方法夾具定位基準(zhǔn)的選定必須以沖壓件零件圖、裝配焊接后的組件圖、車身焊裝工藝流程和工藝方案、車身裝配公差要求以及基本車型的相關(guān)資料為依據(jù)。其選用方法為:(1)夾具定位基準(zhǔn)面的厚度一般為16mm，只有地板框架處夾具定位基準(zhǔn)面的厚度選為19mm。為了便于夾具設(shè)計(jì)與檢測，定位基準(zhǔn)面盡量選在與車線平行的位置，且與車線之間的距離為整數(shù)；若定位基準(zhǔn)的位置與車線傾斜，則從車線處標(biāo)注尺寸和角度。如圖4 8所示。(2)定位基準(zhǔn)面要盡可能選在斷面形狀一致的位置，盡量避免斷面發(fā)生變化的位置，如圖4 9所示。因?yàn)閿嗝姘l(fā)生變化的位置容易造成零件變形，很難精確定位。(3)定位基準(zhǔn)孔要盡可能與

29、定位基準(zhǔn)面不重合。這是因?yàn)榛鶞?zhǔn)孔與基準(zhǔn)面的定位方向不同，當(dāng)零件定位基準(zhǔn)面發(fā)生變化時(shí)，定位基準(zhǔn)孔的位置也發(fā)生變化。如圖4 10所示。(4)分析整條生產(chǎn)線上各工位零件的構(gòu)成以及各構(gòu)成零件的位置，使定位基準(zhǔn)的位置盡量選在能貫穿整條生產(chǎn)線的位置上，即生產(chǎn)線上各工位的定位基準(zhǔn)盡量保持一致，以減小工位間的定位偏差。例如：前立柱組件側(cè)圍總成車身總成前后相互關(guān)聯(lián)的工位盡量選擇相同的定位基準(zhǔn)。5）定位基準(zhǔn)盡量選在被焊零件有貼合要求或功能要求的位置，如有裝配關(guān)系要求的面或孔，有位置尺寸要求的端部或孔等。6）定位基準(zhǔn)盡量選在容易上件取料的位置，容易實(shí)現(xiàn)焊裝自動化的位置，以及使裝配累積誤差最小化的位置上。7）對于相同

30、零件的定位，其定位基準(zhǔn)位置盡量要統(tǒng)一。8）定位基準(zhǔn)要選在可以減小焊接變形的位置上。當(dāng)焊接面的長度足夠時(shí)，可以將定位基準(zhǔn)面直接選在焊接面上。9）各被焊零件要盡可能單獨(dú)定位，不能只依靠相鄰零件型面的貼合來定位。第三節(jié) 車身焊裝生產(chǎn)線焊裝生產(chǎn)線（ production line of welding ），是指必須經(jīng)過焊接工藝才能完成完整產(chǎn)品的綜合生產(chǎn)線，它包括 專用焊接設(shè)備、輔助工藝設(shè)備以及各種傳輸設(shè)備等。車身焊裝生產(chǎn)線的發(fā)展過程汽車車身焊裝生產(chǎn)線的發(fā)展過程大體可分為三個(gè)階段：1固定式單工位焊裝臺的小型焊接方式這種在發(fā)達(dá)國家 50 年代以前全靠手工操作組焊車身的方式，在國內(nèi)的小汽車廠家中應(yīng)用較多。它

31、是各工 位獨(dú)立操作，被焊接車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，對設(shè)備自 動化程度的要求幾乎沒有。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)行了傳送裝置及專用焊接設(shè)備的開發(fā)研究工作。這樣很快滿足了提高生產(chǎn)能力的要求。但這種設(shè)備無法滿足混流車型的生產(chǎn)。2剛性焊接生產(chǎn)階段1965 年左右開發(fā)出利用機(jī)械控制系統(tǒng)來滿足2 3 種車型的生產(chǎn)。剛性焊接生產(chǎn)線屬于傳統(tǒng)制造系統(tǒng)，它具有以下特點(diǎn)：通常把作業(yè)劃分為較多個(gè)簡單工序； 按分批投入的方式，順序完成各簡單工序； 完成工序時(shí)間很短； 單個(gè)工序自動化。目前這種剛性焊裝生產(chǎn)線仍然有一定的應(yīng)用，但隨著

32、先進(jìn)制造技術(shù)的蓬勃發(fā)展，這類生產(chǎn)線正在面臨著技 術(shù)改造的艱巨任務(wù)，處于淘汰之中，在轎車生產(chǎn)中所占份額正急劇減少。處于這個(gè)階段的我國汽車焊裝線 以一汽大眾汽車有限公司捷達(dá)轎車車身焊裝設(shè)備與上海大眾汽車公司車身焊裝線為代表，前者總成工位及 車身主焊線采用焊裝自動線，廣泛采用各種類型的多點(diǎn)焊機(jī)和焊接機(jī)器人，工藝先進(jìn)，自動化程度高；后 者由于采用國外先進(jìn)技術(shù)，工藝先進(jìn)，但自動化程度較前者低，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)階段世界汽車發(fā)展的趨勢是由大批量生產(chǎn)向多品種、小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，為了滿足汽車消費(fèi)者廣泛而多樣化的需 求，適應(yīng)汽車市場的激烈競爭，必須不斷縮短車型變換周期、加

33、快車型的更新，柔性焊裝生產(chǎn)線就是適應(yīng) 這一發(fā)展趨勢而設(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 年正式開始了汽車焊裝生產(chǎn)線的自動化研究， 且研究出為滿足消費(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，它能方便地適應(yīng)幾個(gè)基本車型及若干變型車的同時(shí)生產(chǎn)并易于適應(yīng)以后的改型。柔性焊裝生產(chǎn)線屬于柔性制造系統(tǒng) （FMS），F(xiàn)MS 的柔性是指對產(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，減少制造過程中零件的中間存儲，對于顧客需

34、求具有快速響應(yīng)的 能力。與剛性焊裝生產(chǎn)線相比，柔性焊裝生產(chǎn)線主要特點(diǎn)為：把作業(yè)僅分為幾個(gè)工序； 不同批次的不同工序可以重疊投入；完成工序加工時(shí)間快和不變；4）全部加工工序自動化；產(chǎn)品的焊接主要由焊接柔性制造系統(tǒng)完成。在德國的大眾、寶瑪格、日本的本田、瑞典的沃爾沃、美國的卡特比勒等公司均大量使用車身柔性焊裝生16001700產(chǎn)線。德國 Benz 的 Sindelfingen 工廠布置有三條車身焊接總裝線，三條地板總成線及相應(yīng)的中地板、前后 地板線等，共有焊接機(jī)器人 1000余臺，自動化率為 95，生產(chǎn)約 10 個(gè)車型，二班制時(shí)日產(chǎn) 輛。在車身制造中，選擇哪種型式的車身焊裝生產(chǎn)線和需要多少焊裝設(shè)備

35、，取決于生產(chǎn)批量的大小，車身質(zhì)量的要求以及工廠的場地和投資情況。在我國，經(jīng)過近15 年的大力發(fā)展，汽車制造業(yè)取得了很大進(jìn)步，從國外引進(jìn)了輕型車、面包車、轎車等各種類型的汽車，各主要汽車廠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。但車身焊裝生產(chǎn)線還是主要依賴從國外全套引進(jìn)，缺乏自主獨(dú)立開發(fā)能力。引進(jìn)的焊裝生產(chǎn)線大都是國外80 年代的產(chǎn)品，屬于剛性焊裝生產(chǎn)線，自動化水平不高。車身焊裝生產(chǎn)線的組成車身焊裝生產(chǎn)線是轎車、微型客車等車型生產(chǎn)過程中的幾個(gè)主要生產(chǎn)線之一，其空間作業(yè)內(nèi)容復(fù)雜且自動化程度較高。車身焊裝生產(chǎn)線是汽車白車身(BODY IN WHITE全部成型工

36、位的總稱， 它由車身總成線和許 多分總成線組成，每一條總成線或分總成線又由許多工位組成。線間、工位間通過搬送機(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)線內(nèi)各工位工作的連貫性。分總成線又包括許多獨(dú)立的組件焊裝工位，每個(gè)工位由許多定位夾緊夾具、自動焊接裝置及檢測裝置等設(shè)備以及供電供氣供水裝置組成。1車身完成線( SLAT LINE)車身完成線是一條車身裝配生產(chǎn)線，它通過鉸鏈連接方式分別將焊裝好的前后車門，翼子板，發(fā)動機(jī)罩，行李廂蓋或背門與車身本體連接裝配，形成白車身(Body In White)，同時(shí)對車身焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測和修磨。如圖 4所示為一條車身完成線的組成。車身完成線示意圖

37、車身完成線的特點(diǎn)是整條生產(chǎn)線不需要焊接，是機(jī)械鉸鏈連接，屬于可拆卸連接，無任何焊接設(shè)備；基本 上是手工作業(yè)；是整個(gè)車身焊裝生產(chǎn)線的最后一道工序，完成后的產(chǎn)品即為白車身，將輸送到涂裝車間進(jìn)行表面處理。2主焊線( MAIN LINE)主焊線是車身焊裝車間最重要的一條焊裝生產(chǎn)線，它完成車身六大分總成(地板，左右側(cè)圍，頂蓋，通風(fēng) 罩及儀表板，后行李臺)的焊接，有時(shí)也叫車身總成生產(chǎn)線。車身總成工位是主焊線上的一個(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 通過地板傳送機(jī)構(gòu)( UNDER SHUTTL)E 直接傳送到總成工位；側(cè)圍總成的自動上料方式有移動式、旋轉(zhuǎn)式、移動翻轉(zhuǎn)式和 2

38、4位翻轉(zhuǎn)基座式； 頂蓋、通風(fēng)罩、后行李臺是利用自動輸送機(jī)械(AUTO FEEDING MACHIN)ERES POT WELDIN)從主焊線上生產(chǎn)出上料。在主焊線上一般還設(shè)置有若干個(gè)補(bǔ)焊工位，完成車身本體的補(bǔ)焊( 來的產(chǎn)品通過升降機(jī)設(shè)備傳送到車身完成線上。如圖 4為一條典型主焊線的組成示意圖。圖 4 車身主焊線示意圖3地板總成線( UNDER BODY LIN)E地板總成線完成發(fā)動機(jī)室、前地板和后地板的裝配焊接。地板是車身結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度相對較大的部分，常常需 要布置有二氧化碳焊機(jī)進(jìn)行補(bǔ)焊。根據(jù)自動化程度不同，地板總成線上設(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

39、成線( SIDE FRAME LIN)E側(cè)圍總成線完成側(cè)圍內(nèi)外板的結(jié)合，一般它有左右對稱布置的兩條生產(chǎn)線。在側(cè)圍總成線上布置有工位間 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，自動輸送機(jī)械等等。如圖為典型側(cè)圍總成線布置示意圖。側(cè)圍總成線示意圖5移動線( MOVING LINE)移動線主要是指車門焊裝線，發(fā)動機(jī)罩&行李廂蓋焊裝線，翼子板焊裝線。車門、發(fā)動機(jī)罩、行李廂蓋焊裝線都是經(jīng)過涂膠、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。如圖為一條車門總成線布置示意圖。6子線( SUB L

40、INE)子線主要是指車身中的一些組合件、分總成件的簡單小型焊裝線，如頂蓋焊裝線，通風(fēng)罩焊裝線，后行李 臺焊裝線，發(fā)動機(jī)室焊裝線，前地板焊裝線，后地板焊裝線，前立柱焊裝線，中立柱焊裝線等等。根據(jù)自動化程度不同，子線可以設(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)用手工或者自動傳送。柔性焊裝線上的組成單元柔性焊裝生產(chǎn)線是為了適應(yīng)用戶不同產(chǎn)量、 不同生產(chǎn)率、 不同自動化程度、 不同工廠環(huán)境的要求而設(shè)計(jì)的。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)是車身焊裝線的全球發(fā)展趨勢。柔性組成單元主要包括：柔性焊裝夾具，自動焊接裝置，點(diǎn)焊設(shè)備，車身總成工位，自動輸送機(jī)械，傳送機(jī)構(gòu)，升降機(jī)，折邊機(jī)

41、，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)不同車型，柔性夾具一般采用兩種結(jié)構(gòu)型式：一是固定式，它設(shè)置在各種車型斷面相同或相似的位置；二是切換式，在不同車型斷面相差很大的情況下，利用切換式夾具分別適應(yīng)不同車型的定位夾緊， 有旋轉(zhuǎn)和移動兩種方式。如圖所示。b.旋轉(zhuǎn)切換夾具a.上下移動切換夾具圖 4 柔性焊裝夾具2自動焊接裝置( AUTO GUN)由于手工焊接勞動強(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)線自動化程度的提高，它逐漸 被自動焊接裝置所代替。自動焊接裝置是由自動焊鉗及其附屬設(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，是我國汽車車身焊接的

42、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發(fā)生干涉時(shí)，可將焊鉗簡單布置成固定形式，但在大多數(shù)場合下為了避免焊鉗與焊件 的運(yùn)動發(fā)生干涉，需將它設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)動式或平移式，而且平移式的自動焊接裝置還適用于焊接一條直線上的多個(gè)焊點(diǎn)。如圖 所示。a.固定式b. 旋 轉(zhuǎn) 式c.平移式4- 自動焊接裝置3點(diǎn)焊設(shè)備( SPOT WELDE)R為了滿足不同用戶的要求，根據(jù)成本以及焊接自動化程度的不同，可以選擇不同的焊接方式，主要有手工 點(diǎn)焊 P SW( Portable Sp ot Weldi ng),自動點(diǎn)焊 ASW (Auto Sp

43、 ot Weldi ng ),機(jī)器人點(diǎn)焊 RSW ( Robot SpotWelding )。如圖4- 所示.4車身總成工位( MAIN BUCK)24 位翻轉(zhuǎn)車身總成工位是主焊線上的核心工位，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 行李臺總裝焊接，形成車身焊接本體。其側(cè)圍上料方式主要有移動式，旋轉(zhuǎn)式，移動翻轉(zhuǎn)式， 基座式。a. 手工點(diǎn)焊b.機(jī)器人點(diǎn)焊圖 4-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)動實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，而移動和旋轉(zhuǎn)一般依靠氣缸或液壓缸提 供動力。a.移動式b.旋轉(zhuǎn)式c.移動翻轉(zhuǎn)式d.4位翻轉(zhuǎn)基座式圖4-車身總成工位5 .自動輸送機(jī)械（AUTO FEEDING

44、MACHINE自動輸送機(jī)械主要用于被焊零件在線與線或工位與工位之間的移動。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)動力，伸縮連桿用鉸支銷連接，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所示。氣缸型結(jié)構(gòu)是以氣缸作為驅(qū)動力，它能夠高速準(zhǔn)確定位，并且簡單、可靠,但在安裝時(shí)要求有足夠的高度空間。如圖一ba.連桿型結(jié)構(gòu)b.氣缸型結(jié)構(gòu)圖4-自動輸送機(jī)械6.傳送機(jī)構(gòu)（SHUTTLE傳送機(jī)構(gòu)可以設(shè)置在主焊線、移動線、地板線和側(cè)圍線中，用于將零件快速準(zhǔn)確地移送到要求的位置。根據(jù)傳送機(jī)構(gòu)相對于被焊零件的空間位置可以分為底置傳送機(jī)構(gòu)（UNDER BODY SHUTTLE ,

45、頂置傳送機(jī)構(gòu)（OVER HEAD SHUTTLE和側(cè)置傳送機(jī)構(gòu)（SIDE SHUTTLE。傳送機(jī)構(gòu)的工作原理如圖4所示，一個(gè)循環(huán)包括上升前進(jìn)下降后退四個(gè)動作環(huán)節(jié)，每往復(fù)運(yùn)行一次，工件隨之向前傳送一個(gè)工位。因而它主要由升降機(jī)構(gòu)和送進(jìn)機(jī)構(gòu)組成。升降機(jī)構(gòu)有自頂升方式和同步頂升方式兩種。自頂升方式是導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，氣缸直接頂升，它結(jié)構(gòu)圖4-傳送結(jié)構(gòu)工作原理簡單，成本低，適用于中小件的分總成焊裝線。同步頂升方式主要有四連桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條結(jié)構(gòu)，其工作原理分別如圖4-a, b所示，氣缸為動力源。送進(jìn)機(jī)構(gòu)大多由電機(jī)驅(qū)動，其安裝方式有兩種，一種是將電機(jī)安裝在被舉升的托架平臺上，電機(jī)通過減速 機(jī)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接，

46、直接控制托架的平移運(yùn)動；另一種則是將電機(jī)安裝在固定的平臺上，通過萬向連 接扭桿連接齒輪齒條機(jī)構(gòu)，它可以減輕舉升重量，但萬向桿要傳送扭矩，同時(shí)又要上下擺動，有較大的功 率損耗。如圖 4-所示 .b.電機(jī)固定安裝a.電機(jī)安裝在升降平臺上圖 4- 送 進(jìn) 機(jī) 構(gòu)7.升降機(jī)( DROP LIFTE)R升降機(jī)用于上下方向?qū)⒘慵?、小車或零件物架裝載(或卸載)到傳送機(jī)構(gòu)中。它主要有兩種型式：一種是將臺車或物架裝載(或卸載)到焊裝線的a).臺車裝卸升降機(jī)(b).零件裝卸升降機(jī)圖 4- 升 降 機(jī)起始或終止工位；另一種是用于上料或卸料，它適用于任何傳送系統(tǒng)中。如圖所示。8折邊機(jī)( HEMMING PRESS)折

47、邊機(jī)是一種液壓控制的壓力設(shè)備，它的壓力大于100 噸，用于車門、發(fā)動機(jī)罩、行李廂蓋焊裝線上內(nèi)外板的包邊。根據(jù)不同的車型，可通過更換模具進(jìn)行生產(chǎn)。9機(jī)器人系統(tǒng)在白車身焊裝生產(chǎn)線中利用多軸機(jī)器人進(jìn)行二氧化碳焊接、點(diǎn)焊、涂膠和上下料，大大提高了焊裝生產(chǎn)線 的自動化程度和生產(chǎn)效率。10 電控系統(tǒng) 隨著焊裝生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化水平的不斷提高，要求在高效生產(chǎn)的同時(shí)能保持穩(wěn)定的焊點(diǎn)質(zhì)量，并能通 過報(bào)警及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊裝線在生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障，立即予以排除。為此，需要建立一套控制系統(tǒng)，能夠及時(shí)了 解整條焊裝線上各工位的工作情況，并能對點(diǎn)焊過程出現(xiàn)的一些外界影響因素自動補(bǔ)償。在汽車焊裝線的控制中廣泛應(yīng)用可編程控制器PL

48、C(Programmable Logic Controller )，它具有響應(yīng)時(shí)間快、 控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝而改變、易與計(jì)算機(jī)接口、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，而且體積小、壽 命長，抗干擾能力強(qiáng)。四 車身焊裝線的型式根據(jù)焊裝夾具的工位布置以及與傳送機(jī)構(gòu)是否分離，可將焊裝生產(chǎn)線分為以下幾種型式：1獨(dú)立工位各工位獨(dú)立操作，相互無關(guān)聯(lián)，零部件采用人工搬運(yùn)、儲存。它一般用于批量不大且裝配件數(shù)量少的組合件焊接中，如頂蓋工位的焊接。2流水線方式HFJ6330A將各工位有序地排列起來，工位間的工件采用電動或手動搬運(yùn)工具搬運(yùn)，基本上無中間儲存環(huán)節(jié)。它一般 用于批量不大，但裝配件數(shù)量多，需要采用分散裝配焊

49、接方法進(jìn)行操作的分總成焊接中。如哈飛的側(cè)圍焊裝生產(chǎn)線，北汽福田 BJ6480 地板焊裝線都是采用這種方式。3貫通式焊裝線將各工位等距離排列，工位間的工件采用自動傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳輸，焊裝夾具與工件傳送機(jī)構(gòu)呈分離狀態(tài)，焊裝夾具處于靜態(tài)，工件在靜態(tài)下裝夾和施焊，容易保證定位精度。這種焊裝線在國內(nèi)外汽車車身制造中使用普遍，適合于專用焊機(jī)的配置和懸掛點(diǎn)焊機(jī)的手工操作等工藝方法。長春一汽原 CA-10B 駕駛室總成裝配線是一條比較典型的貫通式焊裝線，是由固定焊裝臺、懸掛式點(diǎn)焊機(jī)及間隙式雙輪鏈?zhǔn)絺鲃訖C(jī)構(gòu)組成。如圖所示。圖 4- CA-10B 駕駛室總成裝配線全線共有六個(gè)工位，其中有四個(gè)焊裝臺，一個(gè)電弧焊轉(zhuǎn)臺及

50、一個(gè)翻轉(zhuǎn)電弧焊臺。線上配有16 臺懸掛式點(diǎn)焊機(jī)和兩臺直流弧焊機(jī)。生產(chǎn)節(jié)奏為4min/輛，全線共1820人。工序內(nèi)容如下。第一工位：將地板總成、前圍骨架總成（前圍內(nèi)蓋板及發(fā)動機(jī)擋板總成）及后圍骨架總成裝配在一起，以地板及門洞夾具定位，點(diǎn)焊 10 處。點(diǎn)完后再裝配四個(gè)門鉸鏈。第二工位：是電弧焊工位，設(shè)有頂起及回轉(zhuǎn)夾具。主要是焊接駕駛室骨架總成的加強(qiáng)處。第三工位：是焊接工位，焊接地板和發(fā)動機(jī)擋板連接處。第四工位：是覆蓋件裝配焊接工位，將前圍（上蓋板及左右蓋板總成）、頂蓋總成、下后圍及風(fēng)窗支柱等裝配到駕駛室骨架總成上，并焊接門洞及前風(fēng)窗口的焊點(diǎn)。第五工位：裝配焊接左、右門檻總成，并焊接后風(fēng)窗口，前圍蓋

51、板和發(fā)動機(jī)擋板連接處，下后圍和地板連接處。6）第六工位：將駕駛室翻轉(zhuǎn) 90，焊接門檻和前、后圍連接處，并以電弧焊加固地板連接板、發(fā)動機(jī)擋板和地板處。隨著產(chǎn)量的增加，還可適當(dāng)增加工位，將裝配和焊接工作量進(jìn)行調(diào)整。圖 4 所示為東風(fēng)汽車公司 EQ1141 駕駛室焊裝線。該線采用抬起步伐式往復(fù)輸送方式，這種焊裝線輸送平穩(wěn)，定位精度高，占地面積小，分總成上線方便，可適用于懸點(diǎn)、多點(diǎn)、 機(jī)器人以及氣體保護(hù)焊的焊接, 是國內(nèi)外汽車廠家普遍采用的新 型焊裝線。該線傳送裝置的升降 采用凸輪鉸鏈?zhǔn)?，用雙向氣缸推動升降臂，可將傳送裝置抬起810mm，前后輸送采用往復(fù)式輸圖4 EQ1141駕駛室焊裝線送方式，用變頻

52、電機(jī)作為動力帶動齒輪，使與其嚙合的齒條前后運(yùn)動，來完成駕駛室的輸送工作。電控系 統(tǒng)采用了可編程序控制器，可控制裝配線的同步抬起和落下、輸送裝置的往復(fù)運(yùn)動、車型的識別、駕駛室 固定位置的檢測以及故障診斷等。該焊裝線有11個(gè)工位，工位間距5m ,傳送速度20m/min ,重復(fù)傳送精度為0.5mm，傳送時(shí)可低速起動,高速輸送，低速接近終點(diǎn)?？缮a(chǎn)各種系列的駕駛室。圖4-所示是濟(jì)南重汽斯太爾駕駛室地板帶骨架總成焊裝生產(chǎn)線，由煙臺宇信科技公司設(shè)計(jì)制造。年生產(chǎn)能 力為12500輛份，生產(chǎn)節(jié)拍為 8.16分/輛份。左右地板總成線各一條，這兩條線的布置和結(jié)構(gòu)完全一樣,焊裝線全長14米，三個(gè)工位，工位間距為3米

53、。180后傳濟(jì)南重汽斯太爾駕駛室地板焊裝線一工位左右地板共用一臺機(jī)器人焊接，并設(shè)計(jì)有自動旋轉(zhuǎn)工作臺，將一工位焊接好的零件旋轉(zhuǎn) 送到二工位進(jìn)行上料焊接；二工位左右地板也共用一臺機(jī)器人焊接，一二工位采用人工輔助上料；三工位 為人工補(bǔ)焊及下料工位，一二工位未焊的熔焊縫在三工位用二氧化碳焊接，三工位設(shè)置頂升裝置，以方便 操作工人將焊完的地板總成懸掛于人工輸送鏈上。兩臺點(diǎn)焊機(jī)器人是 ABB公司的IRB6400R/150/M2000垂直多關(guān)節(jié)6軸機(jī)器人，由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，重復(fù)定位精度為 0.1mm，各軸的自由度分別為:180, 70+ 85，+ 11028360120300 。為了防止機(jī)器人誤傷操作者，

54、一二工位設(shè)置有光柵傳感安全裝置。前進(jìn)下降后退。上升下降三個(gè)工位之間工件傳輸采用升降往復(fù)桿機(jī)構(gòu)自動傳送，其動作順序?yàn)樯仙捎脷飧字苯域?qū)動方式，前進(jìn)后退采用馬達(dá)齒輪齒條機(jī)構(gòu)驅(qū)動，并采用變頻器調(diào)整速度，且設(shè)有前后進(jìn)鎖定機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)、緩沖機(jī)構(gòu)和檢測機(jī)構(gòu)。往復(fù)桿機(jī)構(gòu)的功能為在三個(gè)工位之間自動傳輸已焊接好的工件,其重復(fù)定位精度為1 mm。150焊裝流程是：工位1 裝入輪罩總成、地板總成、縱梁總成、輪罩支撐梁、踏板支架，機(jī)器人焊接個(gè)焊點(diǎn)；工位2裝入門檻下?lián)醢蹇偝?、前?nèi)橫梁總成，機(jī)器人焊接146個(gè)焊點(diǎn)；工位3人工二氧化碳補(bǔ)焊 8 處，半自動下料。這條焊裝線通過各工位的柔性夾具可實(shí)現(xiàn)三種車型的駕駛室地板生產(chǎn)。圖 4所示是法國雷諾汽車公司 R16 轎車側(cè)圍焊裝線，由法國西雅基電焊機(jī)廠設(shè)計(jì)制造。圖 4 雷諾 R16 轎車右側(cè)圍焊裝線左右側(cè)圍總成各一條，這兩條線的布置及結(jié)構(gòu)完全一樣，焊裝線全長20m， 5個(gè)工位，操作工人 7 人，生產(chǎn)節(jié)奏1min。全線布置有四立柱式多點(diǎn)焊機(jī)1臺，懸掛式點(diǎn)焊機(jī) 9臺，焊點(diǎn)250點(diǎn)。工件用往復(fù)桿傳送。焊裝時(shí)，側(cè)圍外表面朝下。第一工位 將整體的側(cè)圍外板裝入，同時(shí)裝上后柱下段和中柱的厚加強(qiáng)板，3 人用懸掛焊鉗點(diǎn)