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第三节 车身焊装生产线

焊装生产线(production line of welding),是指必须经过焊接工艺才能完成完整产品的综合生产线,它包括专用焊接设备、辅助工艺设备以及各种传输设备等。

一. 车身焊装生产线的发展过程

汽车车身焊装生产线的发展过程大体可分为三个阶段: 1. 固定式单工位焊装台的小型焊接方式

这种在发达国家50年代以前全靠手工操作组焊车身的方式,在国内的小汽车厂家中应用较多。它是各工位独立操作,被焊接车身零件主要依靠人工搬运,它的生产能力只能依靠工人操作的熟练程度,对设备自动化程度的要求几乎没有。由于单靠工人的熟练程度而提高生产能力是有限制的,所以以提高生产能力为目标进行了传送装置及专用焊接设备的开发研究工作。这样很快满足了提高生产能力的要求。但这种设备无法满足混流车型的生产。 2. 刚性焊接生产阶段

1965年左右开发出利用机械控制系统来满足2-3种车型的生产。刚性焊接生产线属于传统制造系统,它具有以下特点: (1) 通常把作业划分为较多个简单工序; (2) 按分批投入的方式,顺序完成各简单工序;

(3) 完成工序时间很短; (4) 单个工序自动化。

目前这种刚性焊装生产线仍然有一定的应用,但随着先进制造技术的蓬勃发展,这类生产线正在面临着技术改造的艰巨任务,处于淘汰之中,在轿车生产中所占份额正急剧减少。处于这个阶段的我国汽车焊装线以一汽大众汽车有限公司捷达轿车车身焊装设备与上海大众汽车公司车身焊装线为代表,前者总成工位及车身主焊线采用焊装自动线,广泛采用各种类型的多点焊机和焊接机器人,工艺先进,自动化程度高;后者由于采用国外先进技术,工艺先进,但自动化程度较前者低,采用悬挂式点焊机等设备,手工焊接仍占较大比例。

3. 柔性焊装生产阶段

世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化,为了满足汽车消费者广泛而多样化的需求,适应汽车市场的激烈竞争,必须不断缩短车型变换周期、加快车型的更新,柔性焊装生产线就是适应这一发展趋势而设计制造的。由于计算机的飞速发展以及控制领域的技术提高、机器人的发展、工具的柔性化,1975年正式开始了汽车焊装生产线的自动化研究,且研究出为满足消费者多样化需求的柔性生产系统。柔性焊装生产线的特征是大量使用工业机器人、数控焊钳、可快速更换的工装设备和非同步输送带、可编程控制

的自导车,它能方便地适应几个基本车型及若干变型车的同时生产并易于适应以后的改型。

柔性焊装生产线属于柔性制造系统(FMS),FMS的柔性是指对产品的柔性,即系统为不同的产品和产品变化而进行设置,以达到高的设备利用率,减少制造过程中零件的中间存储,对于顾客需求具有快速响应的能力。

与刚性焊装生产线相比,柔性焊装生产线主要特点为: (1) 把作业仅分为几个工序;

(2) 不同批次的不同工序可以重叠投入; (3) 完成工序加工时间快和不变; (4) 全部加工工序自动化;

(5) 产品的焊接主要由焊接柔性制造系统完成。 在德国的大众、宝玛格、日本的本田、瑞典的沃尔沃、美国的卡特比勒等公司均大量使用车身柔性焊装生产线。德国Benz的Sindelfingen工厂布置有三条车身焊接总装线,三条地板总成线及相应的中地板、前后地板线等,共有焊接机器人1000余台,自动化率为95%,生产约10个车型,二班制时日产1600~1700辆。

在车身制造中,选择哪种型式的车身焊装生产线和需要多少焊装设备,取决于生产批量的大小,车身质量的要求以及工厂的场地和投资情况。在我国,经过近15年的大力发展,汽车制造业取得了很大进步,从国外引进了轻型车、面包车、

轿车等各种类型的汽车,各主要汽车厂家形成了一定的生产规模,基本上具备了一整套较为完善的生产、管理及技术保证体系。但车身焊装生产线还是主要依赖从国外全套引进,缺乏自主独立开发能力。引进的焊装生产线大都是国外80年代的产品,属于刚性焊装生产线,自动化水平不高。

二. 车身焊装生产线的组成

车身焊装生产线是轿车、微型客车等车型生产过程中的几个主要生产线之一,其空间作业内容复杂且自动化程度较高。车身焊装生产线是汽车白车身(BODY IN WHITE)全部成型工位的总称,它由车身总成线和许多分总成线组成,每一条总成线或分总成线又由许多工位组成。线间、工位间通过搬送机、机器人等搬送设备实现上下料和零部件的传送,以保证生产线内各工位工作的连贯性。分总成线又包括许多独立的组件焊装工位,每个工位由许多定位夹紧夹具、自动焊接装置及检测装置等设备以及供电供气供水装置组成。 1. 车身完成线(SLAT LINE)

车身完成线是一条车身装配生产线,它通过铰链连接方式分别将焊装好的前后车门,翼子板,发动机罩,行李厢盖或背门与车身本体连接装配,形成白车身(Body In White),同时对车身焊接质量进行检测和修磨。如图4-所示为一条车身完成线的组成。