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 雖說是五個工藝，不過以上這些工藝步驟在每個零件生產(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。烤箱的全橋式烘道利用熱空氣向上的原理充分地保證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，每個噴涂系統(tǒng)可以由多個噴涂站組成，而每個噴涂站由多個側(cè)噴機(jī)和一個頂噴機(jī)組成，能夠完成一次整個車身的噴涂。,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.,