焊装生产线简介

焊装生产线
焊装生产线
一、车身装焊生产线的形式
1、装焊生产线的组成
一条装焊生产线是汽车白车身全部成型的总称。

它由总成线和许多分总成组成。

每一条总成线或分总成线是由若干个工位组成，线间、工位间是通过搬运机、机器人等搬送设备实现上下料和零部的输送，以保证线内工位工作的连贯性。

分总成线包括许多独立的组件焊装工位，每个工位由定位夹紧夹具、自动焊接设备及检测装置等设备组成，另外还有一些供气供水供电装置。

2、装焊生产装线的形式及发展
现有的装焊生产线可归纳为下列几种基本形式。

椭圆形
贯通式地面环形
装焊生产线环形地下环形矩形
转台式“门框”式
随着汽车工业的发展，装焊线的形式也发生了变化。

在初期阶段，主要用直通式生产线（相当于简化的贯通式生产线），在60年代~70年代曾较多的采用环形生产线。

但是由于随行夹具体积大、运动惯性大、结构复杂，难以实现多品种生产及机器人配套。

到了80年代，各汽车生产公司重新发展了贯通式生产线。

特别是随着市场对汽车产品多样化的要求及机器人大量应用于汽车车身焊接，更为贯通式生产线提供了新的应用范围及发展领域。

现在贯通式为应用得最广泛的生产方式。

二、各种装焊生产线的特点
1、贯通式生产线
贯通式生产线是指制件的定位夹紧系统与工位间输送系统成分离状态。

生产线包括：制件的定位夹紧系统（焊接夹具）、工位间输送系统、输送杆、驱动系统、自动上下料的机械化系统等。

工作时，制件被输送系统中贯通式往复
杆的移动输送至下一工位的夹具中，而所有的装夹定位的工装都分别固定在工位上。

其特点为：
a、它适应于多点焊机配置，能满足悬挂点焊机的手工焊接、半自动焊接、全自动焊接等多种操作方式。

b、当车身横向流水时，更有利于分总成的机械化自动上下料。

便于提高自动化程度。

c、输送系统中驱动和输送部分结构较简单，便于调试。

d、焊接夹具固定在工位上，利于保证车身焊接质量。

e、占地面积较小，有利于合理布局和物流。

图1为吉利厂总装线的一部分：
图1
鉴于贯通式生产线这么多优点，它不但是现在，也是今后一段时间里国内外各汽车公司采用的主要方式之一。

2、转台式
转台式生产线类似回转木马结构。

制件上线后转台做单向间歇式运转，经过一系列装焊工位，最后下线。

该线的驱动机构比较简单。

但是占地面积比较大，中间部分的面积不好利用，而且电流、气、水的接点要由回转中心的可回转接头接出来。

仅适应于重量轻、工位间距不太大的中、小型分总成制件的生产。

我国尚没有厂家使用。

3、地下环形生产线
地下环行生产线采用的是随行夹具，每套夹具均是通过环线两端的升降装置从地坑返回原始位置，再进行下一个零合件的装配。

特点是：占地面积小。

是随行夹具的循环方式之一。

但是对于夹具和输送系统的结构设计比较复杂，不利于制造、调整、维修。

而且地坑的土建工程工作量很大。

我国东风汽车公司车身厂的CA—140生产线为应用实例。

4、椭圆形地面环形生产线
椭圆形地面环形生产线上的随行夹具是连续循环使用的。

它的输送一般采用链传动，传动机构简单，易于制造、调整、维修。

但占地面积较大。

国内一汽公司CA—141的前围总成和后围总成装焊线为应用实例。

5、矩形地面环形生产线
矩形地面环形生产线与椭圆形差不多。

只不过形状是矩形。

这种环形线的随行夹具是通过两端的横移装置返回原始位置的。

横移装置和输送装置结构复杂，不利于制造、调整、维修。

但是占地面积比椭圆形环线小。

6、“门框”式生产线
“门框”式生产线是将悬链下悬吊着的的一个个焊接夹具，称为“门框”，因此而得名。

实际上是将装焊好的分总成装夹在一个个悬链吊挂着的随行夹具内，被随行夹具输送到总成装焊线上。

分总成装焊线的随行夹具是空中循环，总成装焊线的随行夹具是地面循环，两条装焊线的随行夹具总有一部分重合在一个立体平面内。

这就是该种形式生产线与众不同的新颖特点。

这种线效率高、成本低、便于更换生产车型，对厂房面积的利用很充分，不需要给分总成考虑存储面积，而且向空中发展。

此种形式70~80年代在国外有应用实例，我国没有。

三、车身装焊生产线的设计要点
车身装焊生产线作业内容多，装备空间位置关系复杂、自动化程度高。

对设计者提出了很高的要求。

它涉及焊接工艺、机械、电器、液压等专业知识和设计经验。

在静止和相对运动的状态下，诸如作业者、机器人、输送系统、自动焊钳、焊接夹具及其它辅助装置的空间布置问题都成为设计者的难点和要点。

随着计算机技术的开发应用，以计算机仿真为基础的装焊线模拟设计技术已经迅速发展起来，对解决上述问题提供了相当高超的手段。

它是通过三维立体图面的设计，更加逼真地模拟出车身装焊线生产情况，如：输送系统的动态情况、焊接全过程、单套夹具与焊钳的工作状况及相互之间的干涉检测、各工位的生产状况、全线的整个生产过程等。

通过模拟可以进行设计方案分析、工艺方案分析、必要的结构受力分析和结构优化设计、投资方案论证等技术和经济的分析论证工作。

它具有经济、可靠、方便、安全、不耗费资源等独特优
势。

它能使产量修改与换型设计更加迅速，设备的故障检测与解决方案通过模拟来完成，因而极大地提高了设计、制造、调整的效益。

以达到功能性、可靠性、经济性、时效性的最佳统一。

在装焊线的总体设计时要考虑的因素很多，归纳起来主要有以下几个方面。

1、生产能力
根据产量大小，计算生产节拍，确定工位数量。

一般产量越大，则节拍越短；工位越多，自动化程度越高。

2、经济性
装焊生产线的设计要符合投资效益规律。

对焊接设备、焊接夹具、自动焊接装置、输送装置等影响投资额度和生产效率的关键设备要进行价值工程分析。

必须通过最佳工艺方案和优化设计装备实现以最少的投资得到最大的效益。

3、焊接工艺性
焊接工艺的拟订对车身焊接质量起着决定作用。

要避免由于焊接过程而导致的制造误差，除了要优化装备设计外，再就是采用容易实现机械化和自动化的焊接方法。

4、车身总成的装配性
车身总成是由若干个分总成组成。

装配方案有两种：一种是集中装配，另一种是分散装配。

必须合理确定装配方案和分散装配时的分散程度及装配顺序，既要考虑总成的焊接与装配，又要有利于分总成的焊接与输送。

5、质量检测
车身装焊质量包括；形状、尺寸精度、焊接接头强度、密封性等方面。

为了获得有互换性的车身总成，有效的控制误差分配，车身在制造过程中和成型后，均要进行检测。

最长用的方法是通过检测夹具来检测关键部位及整车外型尺寸。

可以有效的提高白车身质量，降低次品率。

6、自动化程度
自动化程度对生产线是一个重要的影响因素。

在投资条件允许的情况下，尽可能提高自动化程度。

这样可以稳定车身的焊接质量，提高生产效率，提高柔性程度，减轻工人的劳动强度。

7、安全保证体系
安全保证体系是汽车装焊线中不可缺少的部分。

设备、产品、人员的安全都必须有精心的组织、严密的技术措施加以防范和保证。

必须做的万为一失。

四、车身装焊生产线的输送方式
在装焊生产线上，各工位之间的制件输送是靠输送装置来实现的。

所以输送装置是整个装焊生产线的一个重要环节。

为了提高生产率，改善劳动条件，应当尽量提高整个装焊生产线的机械化自动化水平，也就是提高输送装置的机械化自动化水平。

至今，输送装置技术已经历了多代的发展。

就输送方式而言，可以分为：空中往复式、滑滚输送、链式输送、往复杆直送式、可升降往复杆输送、滑撬输送及自动导向小车输送。

其中，自动导向小车输送式，包括台车和电车输送，代表了车身制造技术的发展方向。

但是由于其高自动化带来的高成本，应用范围仅限于国际上几个特大型汽车生产厂家。

得到广泛采用的还是前几种。

就某一具体的装焊生产线而言，根据输送线相对与装焊制件的空间位置，又可以分为两类：底置输送线、顶置输送线。

上述几种除了空中往复式属于顶置输送线外，其它都可归属于底置输送线。

在实际生产中具体采用何种输送方式，应根据生产纲领及具体制件而定。

下面详细介绍这两类输送线。

1 、顶置输送线
此类输送线一般分为两种：吊式夹具直送式、可提升夹具平移式。

1.1、吊式夹具直送式：这种输送方式是在每个工位上方安装一套吊式夹具，利用这些吊具在架空轨道上的同步往复运动来输送制件。

每当一个制件的装焊循环完成后，吊具自动抓住制件，使其脱离升降台，并将制件送至下一工位的升降台面上，然后吊具回位。

图2为天津夏利x121地板线的吊式输送线：
图2
1.2、可提升夹具平移式：这种输送方式是在每个工位上方安装一套带提升装置的夹具。

每当一个制件的装焊循环完成后，提升装置下降，通过夹具将工件夹紧提升至平移高度，平移装置带动提升装置及制件平移至下一工位，提升装置再下降，夹具松开，制件落于定位夹具上，提升装置再上升至平移高度，平移装置将提升装置移送回初始位置。

这种输送方式对于某些底面形状复杂、不宜用往复杆输送的大总成如：轿车底板、中、轻型载重车的驾驶室等，比较适用。

但是，因为输送装置整体安装在空中行架上，位于制件的上方，故对厂房高度上有要求。

同时，从安全角度考虑，应该在空中设置安全护网，防止制件掉落伤害工作人员。

见图3
图3
2 、底置输送线
此类输送线一般分为：滑滚输送、链式输送、往复杆直送式、可升降往复杆输送、滑撬输送等几种方式。

2.1、滑滚输送：这种输送方式是在各个工位之间用一些滚轮和带斜坡的滑道连接起来，制件在滚轮或滑道上靠自重或手推的方法被送到下一工位。

这种生产线劳动强度较大，占地面积也较大。

适用于产量不大的成批生产。

图4为华普海域506车型侧围线输送装置
图4
2.2、链式输送：这种输送方式是在链条上铺放板条，构成链板式输送装置；也可以将夹具固定在链条上。

随链条一起循环回转，构成夹具式链条输送装置。

前者常用于车身、驾驶室的补焊调整线，后者常用于车架装铆、后桥装焊等生产线。

这种输送方式可以是间歇的也可以是连续的。

图5为皮带输送；图6为轿车公司M2主焊线用链式输送线
图5
图6
2.3、往复杆直送式：这种输送方式靠两条并列的输送杆往复运动，实现制件的输送。

这种方式多用在工作台可升降的多点焊机上。

当往复杆前进到位时，多点焊机工作台升起，制件落在工作台的夹具里定位，同时，往复杆向后
运动。

当焊接完毕，多点焊机工作台下降，将焊完的制件落在往复杆上，往复杆再次向前移动将制件输送到下一个工位。

2.4、可升降往复杆输送：这种输送方式靠两条并列的可升降的往复杆做往复运动，实现制件的输送。

这种方式常用于固定夹具组成的装焊线。

当往复杆升起时将制件托起离开夹具，然后向前运动，将制件输送到下一工位，往复杆下降，将制件落在夹具里定位，同时，往复杆后移复位。

见图7
图7
升降式往复输送线的设计、制造、安装、调试及生产必须完全满足工艺要求，要求设计充分体现装配结构的合理性。

往复杆要有足够的强度和刚度。

a、往复杆行走轨迹为上升、传送、下降、返回，往复杆输送线单个循环时间不得大于15秒，传送速度变频调速，每个动作都要实现慢－快－慢；
b、升降式往复输送线往复杆托架的设计要满足车型变化要求；
c、上升、下降要求停位精确，总成输送要考虑其重心位置，输送要求平稳、安全、可靠，没有抖动、发颤现象。

往复杆连接处要求装配结构合理，连接稳固，维修方便。

d、往复杆输送机构要有机械限位装置，升降式往复输送线带有气缸平衡装置及缓冲器,并带有机械保护；在超载情况下起到保护作用。

e、螺纹联接件要有防松措施；
2.5、滑撬输送：这种输送方式是靠滑撬（可托带制件移动的夹具）实现制件的输送。

滑撬托带着制件在机动滚道上移动，将制件输送到下一工位，到了指定工位机动滚道下降，将滑撬落入下夹具定位，当焊接完毕后，机动滚道升起时将滑撬托着上升到位后，继续在机动滚道上移动，重复上述循环。

图8
图9
图10
图8为奇瑞汽车H13商务车侧围线输送装置，气动举起制件后水平行走由人推动滑撬将制件送到下一工位；图9为天津夏利X121车型发动机室输送装置，气动举起制件后水平行走是由电机驱动；图10为轿车公司M2主焊线
输送装置，滑撬的水平行走由电机带动齿轮齿条实现。

几种输送方式实现总成的间歇输送。

滑撬输送常用于工位较多、尺寸较大的工艺总成如：轿车地板总成、车身驾驶室总成等。

对滑撬制造的精度要求较高，一条装焊线上所有的滑撬定位尺寸都必须保证完全一致，才能获得稳定的产品质量。

3 、输送动力
作为输送装置的动力一般有气动、电动和液压。

这些输送动力各有其优缺点，选择时应根据输送的制件、重量、速度、距离、停止精度和经济性等综合因素考虑。

从使用的广泛性来看常用电动和液压。

气动虽然有结构简单、成本低、易于维修等优点，但是由于这种动力驱动的输送装置在停止时很难防止冲击，不易保证输送位置的准确，所以在装焊线上很少采用，一般只是在输送制件重量轻、间距小的情况下才采用。

电动是一种最简单的输送动力。

它的主要优点是可以实现长距离的输送制件，而且成本较低，不过直接利用一般的马达来作为高速输送的动力不大合适，因为在高速输送过程中，往复杆在起动和停止时冲击很大，为此需要采取一些技术措施，采用有特殊功能的马达或电机。

例如：采用子母马达、变节距鼓轮、变频电机等，才能保证装焊线的制件输送平稳、定位准确。

液压在输送较重制件的情况下常采用。

一般多用于往复杆的输送机构中，即利用油缸或油马达通过齿轮齿条机构直接驱动往复杆。

同时在液压回路上设置一些控制阀来防止停止时的冲击，使制件输送平稳、定位准确。