汽車自動化生產(chǎn)流程

1、汽車自動化生產(chǎn)流程第1頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五automobile第2頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五在汽車工業(yè)的初期，裝配一部汽車需要一天的時間如今，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。第3頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五汽車生產(chǎn)主要包括：沖壓、焊接、涂裝和動力總成四部分第4頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五這是國內一汽車生產(chǎn)廠的流水線，從圖中可以看出，自動化水平是相當高的

2、，幾乎看不到幾個工人，都是由運輸帶和機器臂完成各種工作。第5頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五沖壓沖壓: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，汽車上有60%70%的零件是用沖壓工藝生產(chǎn)出來的。因此，沖壓技術對汽車的產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本都有重要的影響。第6頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五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

3、開口空心零件，或把空心件的 形狀、尺寸作進一步改變的沖壓工序。四、局部成形：用各種不同性質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)。第7頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五沖壓生產(chǎn)工藝流程卷料入庫開卷、落料、成型、修邊沖孔、翻邊、整形、檢驗裝箱入庫返工第8頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 一、開卷所謂開卷就是將送到工廠中的鋼板卷還原成鋼板，同時對鋼材進行表面的清洗并進行初步的粗裁剪。 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 第9頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五來

4、自日本富士重工的開卷機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內部進行的。 一?；覊m都會導致昂貴的廢品 第10頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五鋼材為什么要清洗？在鋼板出廠前，往往會涂有防銹油，同時運輸期間外界的污染物物也會附著在鋼板上，這些雜質的存在會導致車輛在噴涂和焊接上導致噴漆不均和焊點不牢，因此在沖壓鋼板之前需要清洗掉它們。同時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，因為酸性或堿性會給車用鋼板造成損傷，影響車身的質量造成鋼板腐蝕開卷工藝的生產(chǎn)頻率可達60片/分鐘，而粗剪的精度也可達到0.1mm，與一根頭發(fā)絲的粗細相當。 粗剪后的鋼板

5、第11頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五二、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)需求對零件進行打孔整形：將沖壓后零件進行修正翻邊：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)的時候并不都會用上，且也不是按照單一的順序進行操作。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 第12頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五米勒萬家頓（德國進口

6、）一汽大眾的沖壓車間。所有的沖壓過程都依靠自動化的設備在這個大箱子內封閉完成，工人只需在成型的產(chǎn)品從箱子出來后進行檢測和裝箱即可。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，成品質量大大提高。 第13頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五國內的沖壓車間濟南二機床它的工作方式是：箱體前端左右兩側各有一扇門，工人負責將需要沖壓的鋼板固定在箱體外側的“抓手”上，左右兩扇門輪流開啟，將鋼板抓進去，電腦會自動辨識與該料件匹配的沖壓程序。 第14頁，共84頁，2022年，5月20日，

7、0點49分，星期五ABB IRB 6600機器人沖壓車間由自動化程度很高的沖壓機床和機器人操作，而人在這個車間僅是配角 第15頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五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進行清洗；“洗好澡后”還要在下一步被全身擦凈；然后才能到達模具設備里，經(jīng)過拉延、修邊、沖孔、翻邊、整形等6臺壓機累計6000-8100噸級的沖壓。 第16頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五修邊工藝 沖孔工藝整形工藝沖壓生產(chǎn)線上全部是機器人進行操作，效率最高可到每分鐘沖壓10片 第17頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五

8、對生產(chǎn)部件的精度要求是非常高的，所以對檢驗這一步要求很高第18頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五就這樣，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期理想形狀的車版外殼第19頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五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應用相對集中的場合，其主要特征是：由大量焊接機器人（WeldingRobots）和計算機控制的自動化焊裝設備構成汽車車身焊裝生產(chǎn)線（Welding Ass

9、embly Lines）。焊裝線焊接機器人第20頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五汽車車身結構包括底板（PLATFORM）、側圍、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）。第21頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五是指對各個部裝件及白車身總成、進行以焊接工藝為主、并采用現(xiàn)代自動化焊接裝備進行焊接、拼裝。其中，電阻點焊工藝、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

10、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焊、CO 電弧焊的工業(yè)機器人（見圖）。即點焊機器人(Spot Welding Robots)與CO 弧焊機器人(CO GasSheldedArc Welding Robots)。第22頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五下面的圖片中（見圖4、5、6、7），是車身的底板部裝件、側圍部裝件、車門部裝件以及白車身總成的焊接機器人焊接。第23頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五據(jù)統(tǒng)計，每輛汽車車身（車身總成及車身部裝件），大約有30004000個電阻點焊焊點和3m以上的斷續(xù)焊縫。在汽車車身焊裝工藝中，點焊機器

11、人處主導、CO 弧焊機器人處輔助地位，而焊接機器人的應用則加速實現(xiàn)了車身制造的柔性化（Flexibility）、產(chǎn)量化與自動化的進程。車身制造廠要達20萬輛以上的年產(chǎn)量，幾乎都須采用機器人焊裝線。這不僅是車身整車及零部件生產(chǎn)率要求，更源于機器人焊裝生產(chǎn)線具有柔性，適應了市場對轎車車身改型生產(chǎn)的需求，同時，焊接質量得到保證（見圖8）第24頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五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用，相應的機器人化

12、的自動化裝備亦隨之大量跟進開發(fā)應用；而鋁合金材料、敷層鋼板（主要為鍍鋅、鍍鉛板）及細晶粒高強度鋼板已經(jīng)進入技術成熟的推廣應用階段（見圖9）。第25頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五AUDI A8、AUDI A2是鋁合金車身，AUDI、BMW都已將TIG、MAG、YAG激光等機器人焊接技術（見圖10）得到成功應用。由于鋁合金車身的焊接變形遠大于鋼材，因此，采用三座標測量與激光在線測量（見圖11）。第26頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五汽車車身焊裝線的構成類型常見的類型有：懸掛式點焊機+固定式多點焊機類型在這種類型的車身廠焊裝線上，80%的點焊機為懸掛

13、式點焊機（見圖12、13）其次，有幾臺套固定式多點焊機（見圖11）并輔以若干臺固定座式單點焊機（見圖17）。采用傳統(tǒng)的懸掛式單點焊機、固定式多點焊機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。其最大缺點是車身焊裝基本是人工作業(yè)、勞動強度大、質量受人為因素的干擾。第27頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五固定式多點焊機的優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，焊接變形小。其缺點是不能適應于多種車型的生產(chǎn)，即非“柔性”的，只能用于一種車型車身的制造（見圖14、15、16）；因為對固定焊裝線來說，一旦車身外型要改變，焊裝線上的所有點焊工位都須從電極加壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)多點焊機使

14、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電纜線焊接變壓器的二次側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，這實上是很困難的。第28頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五懸掛式點焊機+局部點焊機器人類型在這種類型的車身廠焊裝線上，大部分的點焊機仍為懸掛式點焊機（見圖16），只在關鍵的某些工位（例如車身總成合）上采用了點焊機器人。這樣做的目的是想充分利用人力資源，節(jié)省一次投資。由于適合國內人力資源豐富的國情，這種型式被很多國內汽車車身廠采用。第29頁，共84頁，202

15、2年，5月20日，0點49分，星期五全點焊機器人類型整個車間全部由點焊機器人、弧焊機器人、還有專門負責上下物料的搬運機器人、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。第30頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五涂裝 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雜、生產(chǎn)流程長,設備制造要求高。第3

16、1頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 工序采用6臺現(xiàn)代重工HR-015機器人自動噴涂車身底盤PVC膠，該機器人通過攝像頭進行車身定位，并通過差值計算使機器人與車身進行無干涉精確噴涂。復雜的底盤焊縫膠使用機器人噴涂，減少人工勞動強度的同時提高了涂膠質量。 機器人通過攝像頭進行車身定位，并通過差值計算使機器人與車身進行無干涉精確噴涂底涂密封膠第32頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 采用6臺現(xiàn)代重工HR-015機器人自動噴涂車身底盤PVC膠 復雜的底盤焊縫膠使用機器人噴涂,減少人工勞動強度的同時提高了涂膠質量第33頁，共84頁，2022年，5月20日，0

17、點49分，星期五該工序采用兩臺ABB機器人應用3D SENSOR對車身定位，并噴涂防石擊涂料。該涂料應用于車身底盤，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機器人應用3D SENSOR對車身定位，并噴涂防石擊涂料RPP(RockProtect Paint)第34頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 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溶劑的使用量，在降低生產(chǎn)污染、促進環(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

18、害。 水性涂料第35頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五使用橋式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。 第36頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五第37頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五第38頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五第39頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五第40頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五第41頁，共84頁，202

19、2年，5月20日，0點49分，星期五第42頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五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，所生產(chǎn)的自動靜電噴涂系統(tǒng)油漆霧化均勻、精細，涂著效率高，涂料和溶劑的消耗量少，利于環(huán)保，并具有噴涂流量調節(jié)范圍廣，噴幅以及旋杯轉速調節(jié)范圍寬，設備安全可靠等特點。該公司的自動噴涂系統(tǒng)廣泛應用于汽車噴涂中。目前，已有超過300 個車身自動噴涂工作站服務于世界各著名的汽車制造商。在國內，一汽轎車集團、東南汽車有限公司

20、等汽車制造企業(yè)也在應用該自動噴涂生產(chǎn)線。第43頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 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噴機和一個頂噴機組成，能夠完成一次整個車身的噴涂。 SAMES 自動噴涂系統(tǒng) 結構特點第44頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 自動噴涂機在車身行進過程中對車身進行噴涂，所有控制為PLC 程序化控制，其具體流程如下：工藝流程第45頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 對象識別主要識

21、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的程序進行噴涂。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現(xiàn)。對象識別第46頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 車身到位檢測一般用光電開關或接近感應開關來實現(xiàn)。當車身進入噴涂站工作區(qū)時，系統(tǒng)開始進入工作狀態(tài)，否則處于等待狀態(tài)。車身到位檢測第47頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 該工藝通過與輸送鏈驅動軸連接在一起的增量型旋轉編碼器來實現(xiàn)。輸送鏈驅動軸每轉一圈，車身跟隨輸送鏈運行一定距離。同時，

22、增量型旋轉編碼器發(fā)出一定數(shù)量的脈沖。通過檢測發(fā)出的脈沖數(shù)量就可以計算出車身向前運行的距離，進一步可以計算出車身與噴涂站的相對位置，車身移動的距離與時間的比，由此算出車身的運行速度。車身同步檢測第48頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 根據(jù)車身進入噴涂站后相對工作站的位置和運行的速度，通過驅動噴涂機各運動軸的伺服電機控制旋杯與車身的位置，并保持一定的速度。運動控制第49頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五 根據(jù)車身進入噴涂站后車身相對工作站的位置和運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、旋杯轉速、靜電高壓等參數(shù)，實現(xiàn)涂料的均勻涂布

23、。噴涂控制第50頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五最后一步：總裝工藝目的：將車身、底盤和內飾等各個部分組裝到一起，形成一臺完整的車 第51頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五本來運到總裝車間的應該是包含發(fā)動機變速箱在內的底盤總成。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向系統(tǒng)和其他不易安裝的部件。 第52頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五這個工序是給車輛安裝懸架連桿等部件。第53頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五安裝后備胎支架 第54頁，共84頁，2022

24、年，5月20日，0點49分，星期五安裝后驅動橋殼體 第55頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五后橋安裝好后，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。 第56頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五接下來是安裝前雙叉臂懸掛 第57頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五接下來就是安裝油箱，哈弗的油箱容積高達80多升 第58頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五注意，此時的底盤是反置的，必須將其翻轉180后才能進行下一步工作。因此這道工序是給底盤上安裝臨時起吊鉤。 第59頁，共84頁，2022年，5月20日，0

25、點49分，星期五用吊索固定住底盤 第60頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五起吊然后翻轉 第61頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五正面放置好后再進行下一步工序 第62頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五安裝從底盤上通過的各種氣液管路 第63頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五然后再安裝前減震器和剎車盤 第64頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五安裝后減震和剎車盤 第65頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五再下來，發(fā)動機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 第66頁，共84頁，2022年，5月20日，0點49分，星期五安裝好輪胎的底盤，就可以降到