汽車自動化生產(chǎn)流程.ppt

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汽車自動化生產(chǎn)流程,,？,automobile,在汽車工業(yè)的初期，裝配一部汽車需要一天的時(shí)間,如今，豐田的自動化生產(chǎn)線一天能裝配1000臺汽車。,生產(chǎn)效率的飛躍，歸功于自動化的生產(chǎn),1885年，世界上第一輛三輪車誕生 1894年，最早的量產(chǎn)汽車奔馳velo誕生。,汽車生產(chǎn)主要包括：沖壓、焊接、涂裝和動力總成四部分,這是國內(nèi)一汽車生產(chǎn)廠的流水線，從圖中可以看出，自動化水平是相當(dāng)高的，幾乎看不到幾個(gè)工人，都是由運(yùn)輸帶和機(jī)器臂完成各種工作。,沖壓,沖壓:即利用沖床將鋼板壓成車的外殼。沖壓是所有工序的第一步，這是汽車制造中非常重要的步驟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車上有60%～70%的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)出來的。因此，沖壓技術(shù)對汽車的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都有重要的影響。,,沖壓概括起來分兩大類：成形工序和分離工序 四個(gè)基本工序： 一、沖裁：使板料實(shí)現(xiàn)分離的沖壓工序(包括沖孔、落料、修 邊、剖切等)。 二、彎曲：將板料沿彎曲線成一定的角度和形狀的沖壓工序。 三、拉深：將平面板料變成各種開口空心零件，或把空心件的 形狀、尺寸作進(jìn)一步改變的沖壓工序。 四、局部成形：用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯或沖壓 成形工序(包括翻邊、脹形、校平和整形工序等)。,沖壓生產(chǎn)工藝流程,卷料 入庫,,開卷、落料、成型、修邊沖孔、翻邊、整形、檢驗(yàn),,裝箱 入庫,,返工,一、開卷,所謂開卷就是將送到工廠中的鋼板卷還原成鋼板，同時(shí)對鋼材進(jìn)行表面的清洗并進(jìn)行初步的粗裁剪。,每卷鋼材重14噸 ,鋼板厚度根據(jù)車身不同位置需求從0.7mm到2.4mm,來自日本富士重工的開卷機(jī),開卷工藝是全封閉操作的 ，清洗和還原以及粗裁都是在開卷機(jī)內(nèi)部進(jìn)行的。 一粒灰塵都會導(dǎo)致昂貴的廢品,鋼材為什么要清洗？ 在鋼板出廠前，往往會涂有防銹油，同時(shí)運(yùn)輸期間外界的污染物物也會附著在鋼板上，這些雜質(zhì)的存在會導(dǎo)致車輛在噴涂和焊接上導(dǎo)致噴漆不均和焊點(diǎn)不牢，因此在沖壓鋼板之前需要清洗掉它們。同時(shí)清洗鋼板必須使用專用的洗滌溶劑，不可用酸性或者堿性溶劑，因?yàn)樗嵝曰驂A性會給車用鋼板造成損傷，影響車身的質(zhì)量造成鋼板腐蝕,開卷工藝的生產(chǎn)頻率可達(dá)60片/分鐘，而粗剪的精度也可達(dá)到0.1mm，與一根頭發(fā)絲的粗細(xì)相當(dāng)。,粗剪后的鋼板,二、沖壓流水線,沖壓流水線所要經(jīng)歷的就是比較重要的五個(gè)工藝： 拉延：將粗剪后的鋼板壓成需要的基本形狀 修邊：去除零件周圍的余料和溢料 沖孔：按照生產(chǎn)需求對零件進(jìn)行打孔 整形：將沖壓后零件進(jìn)行修正 翻邊：按照需求將部分零件周邊材料形成一定角度的直壁或凸緣 雖說是五個(gè)工藝，不過以上這些工藝步驟在每個(gè)零件生產(chǎn)的時(shí)候并不都會用上，且也不是按照單一的順序進(jìn)行操作。也就是說在流程上，可能是先拉延再沖孔后整形，也可能是先拉延再整形后沖孔，具體的工藝順序要根據(jù)零件需求而決定,米勒萬家頓（德國進(jìn)口 ）——一汽大眾的沖壓車間。 所有的沖壓過程都依靠自動化的設(shè)備在這個(gè)大箱子內(nèi)封閉完成，工人只需在成型的產(chǎn)品從箱子出來后進(jìn)行檢測和裝箱即可。,封閉式?jīng)_壓的好處是顯而易見的，一方面，電腦程序的設(shè)定保證了沖壓的精度，而且解放了工人的勞動力；另一方面，封閉式?jīng)_壓能夠確保料件在一塵不染的環(huán)境下成型，成品質(zhì)量大大提高。,國內(nèi)的沖壓車間——濟(jì)南二機(jī)床,它的工作方式是：箱體前端左右兩側(cè)各有一扇門，工人負(fù)責(zé)將需要沖壓的鋼板固定在箱體外側(cè)的“抓手”上，左右兩扇門輪流開啟，將鋼板抓進(jìn)去，電腦會自動辨識與該料件匹配的沖壓程序。,,ABB IRB 6600機(jī)器人 沖壓車間由自動化程度很高的沖壓機(jī)床和機(jī)器人操作，而人在這個(gè)車間僅是配角,沖壓完成的車門板被輸送帶傳輸出來,料件通過皮帶被送入清潔機(jī)進(jìn)行清洗；“洗好澡后”還要在下一步被全身擦凈；然后才能到達(dá)模具設(shè)備里，經(jīng)過拉延、修邊、沖孔、翻邊、整形等6臺壓機(jī)累計(jì)6000-8100噸級的沖壓。,修邊工藝 沖孔工藝,整形工藝,沖壓生產(chǎn)線上全部是機(jī)器人進(jìn)行操作，效率最高可到每分鐘沖壓10片,對生產(chǎn)部件的精度要求是非常高的，所以對檢驗(yàn)這一步要求很高,就這樣，一塊塊車門板就被沖壓完成,清晰看出，一件零部件如何從一塊鋼板變成預(yù)期理想形狀的車版外殼,汽車車身焊裝工程,汽車車身焊裝（Automobile Body Welding Assembly） 工程是汽車整車制造中的重要工程之一。汽車車身，特別是轎車 車身制造一直是高新技術(shù)應(yīng)用相對集中的場合， 其主要特征是：由大量焊接機(jī)器人（WeldingRobots） 和計(jì)算機(jī)控制的自動化焊裝設(shè)備構(gòu)成汽車車身 焊裝生產(chǎn)線（Welding Assembly Lines）。,,焊裝線,焊接機(jī)器人,汽車車身結(jié)構(gòu),包括底板（PLATFORM）、側(cè)圍、車門（Doors）等部裝件（BodyParts）及白車身（Body In White）總成 (Assembly) 見圖1 、車架(Flame)等（見圖2）。,是指對各個(gè)部裝件及白車身總成、進(jìn)行以焊接工藝為主、 并采用現(xiàn)代自動化焊接裝備進(jìn)行焊接、拼裝。其中， 電阻點(diǎn)焊工藝、CO電弧弧焊工藝是主要工藝方法； 還輔以TIG焊、MIG焊、MAG焊等電弧焊工藝以及 包括現(xiàn)代開發(fā)的激光焊接與切割工藝等。,汽車車身焊裝,所采用的現(xiàn)代自動化焊接裝備， 主要是指完成電阻點(diǎn)焊、 CO 電弧焊的工業(yè)機(jī)器人（見圖）。 即點(diǎn)焊機(jī)器人 (Spot Welding Robots) 與 CO 弧焊機(jī)器人 (CO GasSheldedArc Welding Robots)。,下面的圖片中（見圖4、5、6、7），是車身的底板部裝件、側(cè)圍部裝件、車門部裝件以及白車身總成的焊接機(jī)器人焊接。,據(jù)統(tǒng)計(jì)，每輛汽車車身（車身總成及車身部裝件），大約有3000~4000 個(gè)電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)和3m以上的斷續(xù)焊縫。在汽車車身焊裝工藝中，點(diǎn)焊機(jī)器 人處主導(dǎo)、CO 弧焊機(jī)器人處輔助地位，而焊接機(jī)器人的應(yīng)用則加速實(shí)現(xiàn)了 車身制造的柔性化（Flexibility）、產(chǎn)量化與自動化的進(jìn)程。車身制造廠 要達(dá)20萬輛以上的年產(chǎn)量，幾乎都須采用機(jī)器人焊裝線。 這不僅是車身整車及零部件生產(chǎn)率要求， 更源于機(jī)器人焊裝生產(chǎn)線具有柔性， 適應(yīng)了市場對轎車車身改型生產(chǎn)的需求 ， 同時(shí)，焊接質(zhì)量得到保證（見圖8）,,高新科技成果中的新工藝、新材料，都是首先在汽車制造業(yè)中被積極試用， 一見成效迅速推廣，諸如：激光熔焊、激光釬焊、激光切割、激光表面改 性等激光熱加工工藝已在汽車車身焊裝和汽車零部件制造中成功應(yīng)用， 相應(yīng)的機(jī)器人化的自動化裝備亦隨之大量跟進(jìn)開發(fā)應(yīng)用； 而鋁合金材料、敷層鋼板（主要為鍍鋅、 鍍鉛板） 及細(xì)晶粒高強(qiáng)度鋼板已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)成熟 的推廣應(yīng)用 階段（見圖9）。,AUDI A8、AUDI A2是鋁合金車身，AUDI、BMW都 已將TIG、MAG、YAG激光等機(jī)器人焊接技術(shù)（見圖 10）得到成功應(yīng)用。 由于鋁合金車身的焊接變形遠(yuǎn)大于鋼材，因此，采用三座標(biāo)測量與激光在線測量（見圖11）。,汽車車身焊裝線的構(gòu)成類型 常見的類型有：,懸掛式點(diǎn)焊機(jī)+固定式多點(diǎn)焊機(jī)類型,在這種類型的車身廠焊裝線上，80%的點(diǎn)焊機(jī)為懸掛式點(diǎn)焊機(jī)（見圖12、13）其次，有幾臺套固定式多點(diǎn)焊機(jī)（見圖11）并輔以若干臺固定座式單點(diǎn)焊機(jī)（見 圖17）。采用傳統(tǒng)的懸掛式單點(diǎn)焊機(jī)、固定式多點(diǎn)焊機(jī)的車身焊裝線的主要優(yōu)是成線投資少，因此多為大廠建廠初期或一般小廠采用。其最大缺點(diǎn)是車身焊裝基本是人工作業(yè)、勞動強(qiáng)度大、質(zhì)量受人為因素的干擾。,固定式多點(diǎn)焊機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，焊接變形小。其缺點(diǎn)是不能適應(yīng)于多種車型的生產(chǎn)，即非“柔性”的，只能用于一種車型車身的制造（見圖14、15、16）；因?yàn)閷潭ê秆b線來說，一旦車身外型要改變，焊裝線上的所有點(diǎn)焊工位都須從電極加壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)多點(diǎn)焊機(jī)使用的液壓系統(tǒng)、焊接變壓器的二次供電系統(tǒng)——包括焊接變壓器的二次側(cè)電纜線焊接變壓器的二次側(cè)焊接電流與電壓及其它焊接參數(shù)的測量系統(tǒng)、所有電極、焊接變壓器內(nèi)部、焊接主電路中的大功率晶閘管等的冷卻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)（控制箱）須全盤變動，這實(shí)上是很困難的。,懸掛式點(diǎn)焊機(jī)+局部點(diǎn)焊機(jī)器人類型,在這種類型的車身廠焊裝線上，大部分的點(diǎn)焊機(jī)仍 為懸掛式點(diǎn)焊機(jī)（見圖16），只在關(guān)鍵的某些工位 （例如車身總成合）上采用了點(diǎn)焊機(jī)器人。 這樣做的目的是想充分利用人力資源，節(jié)省一次投資。 由于適合國內(nèi)人力資源豐富的國情，這種型式被很 多國內(nèi)汽車車身廠采用。,全點(diǎn)焊機(jī)器人類型,整個(gè)車間全部由點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、還有專 門負(fù)責(zé)上下物料的搬運(yùn)機(jī)器人、以及各種傳送鏈、自動 焊裝夾具組合成無人、全自動車身車間，實(shí)現(xiàn)了車身裝 焊的全線“柔性化”（見圖18）。 生產(chǎn)方式則為多品種、大批量混流生產(chǎn)。完全適應(yīng) 了現(xiàn)代大規(guī)模、多品種、大批量的 生產(chǎn)方式，降低了成本，可有力地 支撐本公司生產(chǎn)的汽車參與市場 競爭。,涂 裝,涂裝工藝是轎車生產(chǎn)的特殊工藝, 其規(guī)劃水平的高低直接影響轎車產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、整車壽命, 及顧客對產(chǎn)品的購買欲望。由于轎車涂裝工藝比較復(fù)雜、生產(chǎn)流程長,設(shè)備制造要求高。,工序采用6臺現(xiàn)代重工HR-015機(jī)器人自動噴涂車身底盤PVC膠，該機(jī)器人通過攝像頭進(jìn)行車身定位，并通過差值計(jì)算使機(jī)器人與車身進(jìn)行無干涉精確噴涂。復(fù)雜的底盤焊縫膠使用機(jī)器人噴涂，減少人工勞動強(qiáng)度的同時(shí)提高了涂膠質(zhì)量。 機(jī)器人通過攝像頭進(jìn)行車身定位，并通過差值計(jì)算使機(jī)器人與車身進(jìn)行無干涉精確噴涂,底 涂 密 封 膠,采用6臺現(xiàn)代重工HR-015機(jī)器人 自動噴涂車身底盤PVC膠,復(fù)雜的底盤焊縫膠使用機(jī)器人噴涂,減少人工勞動強(qiáng)度的同時(shí)提高了涂膠質(zhì)量,該工序采用兩臺ABB機(jī)器人應(yīng)用3D SENSOR對車身定位，并噴涂防石擊涂料。該涂料應(yīng)用于車身底盤，涂料烘烤固化后具有吸音、減震、防沙石沖擊和防 腐蝕等作用。 該工序采用兩臺ABB機(jī)器人應(yīng)用3D SENSOR對車身定位，并噴涂防石擊涂料,RPP (RockProtect Paint),二工廠涂裝車間的中涂、上涂噴漆線均采用了環(huán)保的水溶性涂料。水溶性油漆以純水為載體，相對于傳統(tǒng)的溶劑性油漆而言，由于減少了苯類有機(jī)溶劑的使用量，在降低生產(chǎn)污染、促進(jìn)環(huán)保安全兩方面有著不可比擬的優(yōu)勢，最大限度地減少對自然環(huán)境的污染和對人體健康的損害。,水 性 涂 料,使用橋式U型烤箱 將原一工廠直通式烤箱改為橋式U型烤箱?？鞠涞娜珮蚴胶娴览脽峥諝庀蛏系脑沓浞值乇ＷC了爐溫的均勻性和穩(wěn)定性，提高了熱效率，節(jié)省能源。因無烤箱廢棄外溢，還可減少環(huán)境污染。,SAMES 自動噴涂系統(tǒng),法國 SAMES 公司是世界上為數(shù)不多能生產(chǎn)供噴涂汽車車身用的高速旋杯式靜電噴涂成套設(shè)備的制造廠家之一。該公司自1980 年開始生產(chǎn)自動噴涂系統(tǒng).具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，所生產(chǎn)的自動靜電噴涂系統(tǒng)油漆霧化均勻、精細(xì)，涂著效率高，涂料和溶劑的消耗量少，利于環(huán)保，并具有噴涂流量調(diào)節(jié)范圍廣，噴幅以及旋杯轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，設(shè)備安全可靠等特點(diǎn)。該公司的自動噴涂系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于汽車噴涂中。目前，已有超過300 個(gè)車身自動噴涂工作站服務(wù)于世界各著名的汽車制造商。在國內(nèi)，一汽轎車集團(tuán)、東南汽車有限公司等汽車制造企業(yè)也在應(yīng)用該自動噴涂生產(chǎn)線。,SAMES 自動噴涂系統(tǒng)主要用于噴涂汽車車身的外表面，它能夠利用跟蹤功能將涂料噴涂于車身的前后圍。根據(jù)工藝要求的不同，每個(gè)噴涂系統(tǒng)可以由多個(gè)噴涂站組成，而每個(gè)噴涂站由多個(gè)側(cè)噴機(jī)和一個(gè)頂噴機(jī)組成，能夠完成一次整個(gè)車身的噴涂。,SAMES 自動噴涂系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn),自動噴涂機(jī)在車身行進(jìn)過程中對車身進(jìn)行噴涂，所有控制為PLC 程序化控制，其具體流程如下：,工 藝 流 程,對象識別主要識別待噴車身的顏色和車型（外觀幾何圖形）。它是自動噴涂系統(tǒng)最基本的單元，只有區(qū)分了不同的車型和需噴涂的顏色，系統(tǒng)才能選擇正確的顏色和相應(yīng)的程序進(jìn)行噴涂。對象的識別通過系統(tǒng)與車身跟蹤系統(tǒng)建立通信或手動輸入車型和顏色的方式實(shí)現(xiàn)。,對象識別,車身到位檢測一般用光電開關(guān)或接近感應(yīng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)車身進(jìn)入噴涂站工作區(qū)時(shí)，系統(tǒng)開始進(jìn)入工作狀態(tài)，否則處于等待狀態(tài)。,車身到位檢測,該工藝通過與輸送鏈驅(qū)動軸連接在一起的增量型旋轉(zhuǎn)編碼器來實(shí)現(xiàn)。輸送鏈驅(qū)動軸每轉(zhuǎn)一圈，車身跟隨輸送鏈運(yùn)行一定距離。同時(shí)，增量型旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出一定數(shù)量的脈沖。通過檢測發(fā)出的脈沖數(shù)量就可以計(jì)算出車身向前運(yùn)行的距離，進(jìn)一步可以計(jì)算出車身 與噴涂站的相對位置，車身移動的距離與時(shí)間的比，由此算出車身的運(yùn)行速度。,車 身 同 步 檢 測,根據(jù)車身進(jìn)入噴涂站后相對工作站的位置和運(yùn)行的速度，通過驅(qū)動噴涂機(jī)各運(yùn)動軸的伺服電機(jī)控制旋杯與車身的位置，并保持一定的速度。,運(yùn) 動 控 制,根據(jù)車身進(jìn)入噴涂站后車身相對工作站的位置和運(yùn)行速度以及需噴涂的顏色，控制顏色的更換以及涂料流量、整型空氣、旋杯轉(zhuǎn)速、靜電高壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)涂料的均勻涂布。,噴涂控制,最后一步：總裝工藝,,目的：將車身、底盤和內(nèi)飾等各個(gè)部分組裝到一起，形成一臺完整的車,,本來運(yùn)到總裝車間的應(yīng)該是包含發(fā)動機(jī)變速箱在內(nèi)的底盤總成。但是我們有必要了解一下底盤總成是怎么組裝的，因此先從哈弗的大梁開始。 在哈弗的大梁上需要安裝轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和其他不易安裝的部件。,這個(gè)工序是給車輛安裝懸架連桿等部件。,安裝后備胎支架,安裝后驅(qū)動橋殼體,后橋安裝好后，再在其上安裝螺旋彈簧。注意，不少同類越野車用的是鋼板彈簧。,接下來是安裝前雙叉臂懸掛,接下來就是安裝油箱，哈弗的油箱容積高達(dá)80多升,注意，此時(shí)的底盤是反置的，必須將其翻轉(zhuǎn)180°后才能進(jìn)行下一步工作。因此這道工序是給底盤上安裝臨時(shí)起吊鉤。,用吊索固定住底盤,起吊然后翻轉(zhuǎn),正面放置好后再進(jìn)行下一步工序,安裝從底盤上通過的各種氣液管路,然后再安裝前減震器和剎車盤,安裝后減震和剎車盤,再下來，發(fā)動機(jī)和變速箱是作為一個(gè)動力總成來整體安裝的。安裝傳動前后傳動軸和排氣管,安裝好輪胎的底盤，就可以降到地面上了，接下來就是等待車殼的吊裝。,,,安裝門內(nèi)密封條等內(nèi)飾件,安裝后門鎖扣等,安裝發(fā)動機(jī)艙隔音防火墻,安裝整車控制電路，在底板上預(yù)埋線束，安裝儀表臺總成等,安裝全車底板隔音、門板和安全帶等,將內(nèi)飾流水線上安裝好的車身，吊裝到底盤工段，然后進(jìn)行組合，進(jìn)行下一道的工序。,在地溝中把車輛的底盤和車身結(jié)合牢固,接下來安裝儀表臺上的一些電控設(shè)備、手剎和6碟CD等,安裝后排座椅,,安裝方向盤和其他內(nèi)飾件,安裝前門內(nèi)芯板等,安裝前排扶手箱,安裝前排座椅，這個(gè)步驟要放到后面，這樣才有利于前排工作時(shí)空間的利用,這樣一來，內(nèi)飾部分基本上就完工了?，F(xiàn)在的哈弗已經(jīng)是一臺完整的車了.,