汽车车身装焊生产线设计与制造基础知识

1、汽车车身装焊生产线设计与制造XX公司2002年9月目 录1 产品结构1.1卡车驾驶室1.2小客车车身结构1.3汽车车身的装焊工作1.4汽车车身（产品）的编号2汽车车身装焊线的方案设计2.1前提条件2.2方案的计算与确定2.3投资估算2.4装焊线的投资构成与分析2.5车身装焊线的平面布置及组成3汽车车身装焊线的实施设计3.1前提条件3.2工艺路线分析（爆炸图）3.3编制工艺卡3.3.1工艺卡的内容3.3.2编制工艺卡的设计要点3.4编制夹具、非标机械化任务书3.5夹具设计3.5.1夹具设计的依据3.5.2夹具设计步骤3.5.3装焊夹具标准件及标准部件3.5.4夹具结构种类4夹具制造及装焊线的安装

2、调试4.1夹具制造4.2夹具调试5悬挂点焊机及全套设备技术条件5.1一体式悬挂点焊机焊接变压器参数5.2一体式悬挂点焊机焊接变压器外接焊钳数5.3一体式悬挂点焊机控制箱技术规格5.4焊机气路系统5.5焊接设备冷却水路系统5.6同轴电缆5.7人工焊钳技术要求5.8轨道平移滑车系统技术要求6汽车车身装焊线设备安装工程7汽车车身焊接生产线的控制1 产品结构所谓汽车车身，一般指卡车的驾驶室与客车及小轿车的车身，是驾驶员及乘客的乘坐空间。一般是由优质的钢板（0.5mm1.5mm）冲压成各种零件，然后装配焊接而成，经油漆及内饰后成车身总成，是汽车重要部件之一。1.1卡车驾驶室1.1.1 目前国内的卡车驾驶

3、室按车型不同，大致有以下几种：（1） 长头驾驶室。如CA-141,车身部分除驾驶室外，还有发动机罩、翼子板及水箱面罩。（2） 平头驾驶室。如解放六平柴，一般发动机置于驾驶室下部。为了维修发动机，整个驾驶室可以翻转。1.1.2 卡车驾驶室的结构（1） 单排座驾驶室。一般由地板、前围、后围及顶盖组成另加左右车门。（2） 双排座驾驶室。一般由地板、前围、后围、左右侧围及顶盖组成，另加前后、左右车门。1.1.3 驾驶室的系列化（通用化） 为了用最少的冲压零件能组装多用途的车身，称车身的系列化或通用化。如小解放单排座、双排座及6440小客车是系列产品。其前围前地板及左右前门三种车型通用。 又如解放六平柴

4、的平头驾驶室，其宽度有2000mm、1800mm及2200mm三种。其变化部分为地板、前围、后围及顶盖。除顶盖为一整体冲压件外，其余皆由数个零件组成。如地板总成由中地板及左右地板组成，其变化时改变中地板或左右地板的方法解决。1.2小客车车身结构1.2.1分类1.2.1.1按承载方式分：（1） 承载式车身：其地板刚性好，地板与纵横梁焊成一体，如发动机行走系直接与车身连接，无独立的车架。如捷达、奥迪、佳宝。（2） 半承载式车身：除车身外，还有车架总成。车身置于车架上面，通过柔性连接，而发动机及行走系与车架相连。如金通、雪佛莱、三菱吉普等。1.2.1.2按车身尺寸大小分：（1） 微型 车身长在350

5、0mm以内。如奥托（经济型）。（2） 中型 车身长在3500mm4000mm之间。如捷达（普通型）。（3） 大型 车身长在4000mm以上。如奥迪（豪华型）。1.2.1.3按客车车身内部结构分：（1） 单厢 只有乘坐仓。如微型客车。（2） 双厢 有乘坐仓及发动机仓。如夏利。（3） 三厢 有乘坐仓、发动机仓及行李仓。如捷达。1.2.2小客车车身的基本分块1白车身总成（1）车身下部结构总成（2）左右侧围总成（3）顶盖及顶盖前后内横梁A 发动机仓总成B 前地板总成C后地板总成 小客车（轿车）的基本分块如下： 2四门两盖：或五门一盖，包括左右前门、左右后门、发动机盖及行李厢盖。1.3汽车车身的装焊工作

6、 汽车车身皆由数百件冲压零件装焊而成。目前车身焊接方法及其工作量有：（1） 点焊（电阻焊） 一般一个汽车车身需30005000个焊点，占全部焊接工作的80%以上。（2） 弧焊（CO2保护焊） 一般一个汽车车身有2000mm左右的CO2焊缝。（3） 螺柱焊（介于弧焊和接触焊） 约2050之间。（4） 凸焊螺母 约200300个左右。（5） 铅焊 往往有些车型采用铜铅焊，焊缝500mm以内。（6） 需涂点焊胶及密封胶。1.4汽车车身（产品）的编号ABCDCA-1411.4.1汽车型号. 如 解放5T卡车A. CA为企业代号，表示长春一汽B. “1”表示载重汽车；“2”表示越野车；“3”表示倾卸汽车

7、；“6”表示大客车（现在小客车也采用）；“7”表示小客车或轿车。C. “4”表示载重量。“1”表示0.6t以下；“2”表示0.61.5t；“3”表示1.53t；“4”表示35t；“5”表示59t；“6”表示915t。 注：（1） 大客车的C表示座位数。如GK-650,“5”表示3040座；“1”表示8座；“2”表示815座；“4”表示2230座；“6”表示40座以上。 （2）“6”表示小客车时，C用两位数，表示车身长度。如CA-6440，表示车长4400mm。 （3）当B为“7”时（轿车），则C为发动机排量。1.4.2汽车零部件图纸的编号CA-14110 02 021企业代号产品代号序号分组号

8、组号汽车产品专用件采用隶属编号制度，采用7位数作为基本号，前面加上汽车型号，中间隔以短横。如：1.4.2.1汽车组件编号及名称10 发动机11 供油系12 排气系13 冷却系14 15 16 离合器17 变速器18 分动器19 附加变速器20 超速器21 汽车电驱动装置22 传动轴23 前桥 24 后桥25 中桥26 27 支撑连接装置28 车架总成29 汽车悬挂30 前轴31 车轮及轮毂32 排进机构33 34 转向器35 制动系36 37 电气设备38 仪表39 随车工具及附件40 41 42 特种设备43 煤气发生器44 煤气装置45 绞盘46 47 48 49 50 车身51 车身地板

9、52 风窗53 前围总成54 侧围55 56 后围57 顶盖58 59 60 车篷及侧围61 前侧面车门62 后侧面车门63 后车门总成64 驾驶员车门65 总操纵机构66 67 68 驾驶员座69 前座70 后座71 乘客单人座72 乘客双人座73 乘客三人座74 乘客多人座75 折合座76 7778 隔板79 无线电设备80 81 通风与取暖设备82 附件83 84 车前钣金零件85 车厢86 车厢倾卸2 汽车车身装焊线的方案设计 为了能用最短的时间设计出汽车车身装焊线，特提以下简易方法。2.1前提条件（1） 应收集产品结构的基本状况，如分块、焊点数等。（2） 按纲领要求，定出生产节拍。（

10、3） 初步确定该线的机械与自动化水平。2.2方案的计算与确定 假定产品为MC6330的车身总成，年产50000辆，按两班生产。要求定出车间（生产线）设备、夹具、机械化线、面积、人员、动能耗量及投资估算。2.2.1产品机构分析：（1） 从型号MC6330可以看出车长为3300mm，车身重约300kg。（2） 通过产品图纸或样车分析，得出分块为：车身下部由发动机仓、前地板、后地板组成；然后是左右侧围，焊点数为3000点，弧焊缝长2000mm，铅焊缝长600mm，凸焊螺母200个，螺柱焊30个。（3） 通过冲压件清单，统计出冲压件零件数为360个。2.2.2生产节拍计算T节每班工时×全年班

11、次×60分 年产量8×254×2×60 500004.87分考虑工时利用率85，则生产节拍T节4分钟。2.2.3设备的估算（1） 点焊设备：按每车有3000个焊点，每台点焊设备每分钟可以完成10点计算（考虑到辅助时间及焊接时间的平均数）。按节拍为4分钟，则可计算出点焊设备台数：点焊设备3000点10×475台 （2） 凸焊设备：按每车200个凸焊螺母，每台凸焊机每分钟可完成4个凸焊螺母，则可计算出凸焊设备台数：凸焊设备200个 4×412.5台 取13台（3） （3）CO2设备：按每车焊缝长2000mm，每台设备每分钟完成焊缝50mm

12、，则可计算出CO2设备台数：CO2设备200050×410台（4） （4）螺柱焊机：按每车30个螺柱，每台设备每分钟可以完成3个螺柱，则可计算出螺柱焊机台数：螺柱焊机 303×42.5台 取3台 61×4液压包边机1.5台（5） 液压包边机：按每分钟可完成一个零件的包边，每车共四门两盖六个件，则液压包边机台数： 考虑到每台液压包边机可以完成两个总成较为合理，即采用双工作台的液压机，可以省去换模时间，所以取3台。（6） 设备合计为：75+13+10+3+3104台 考虑不可预见系数，取k1.1，则，最后取115台。2.2.4夹具套数的计算 凡多个（两个以上）冲压件组

13、合成总成或部件，则需要夹具，而夹具数量与年产量关系很大。一般夹具套数随年产量增加而增加，夹具套数的估算可以采用进入装配的冲压件数去除一个系数，这个系数根据年产量不同，一般取“3”“3.5”“4”，这里取“3.5”，所以根据冲压件数量360件，可以算出夹具套数：夹具套数3603.5102.8套 取110套2.2.5机械化生产线的计算 凡一个总成其装焊工作量超过生产节拍，则需组成流水线或多个工作站组织生产。根据产品结构，如下总成要组织流水线生产： （1）发动机机舱总成，共156点 4个工位 L=3m×4=12m （2）前地板总成，共144点8螺母 4个工位 L3m×4=12m

14、（3）后地板总成，共172点 5个工位 L3m×5=15m （4）左右侧围总成，63点166点 5个工位 L4m×5=20m×2 （5）车身总成，503点100mm焊缝 9个工位 L5m×9=45m （6）调整线， 18个工位 L5m×18=90m 共计： L214m2.2.6生产线面积计算及建筑参数的确定 生产线的生产面积是按每台设备占地20平方米计算的，然后加辅助面积：（1） 生产面积20×1152300平方米（2） 辅助面积指零件存放、检测间、维修间等，其面积与生产面积相同。为2300平方米（3） 车间通道也与生产面积相等为23

15、00平方米（4） 车间面积共计：2300230023006900平方米（5） 车间建筑设计主要参数的确定a 车间的长度：根据最长的生产线（调整线）为90米长，所以厂房长度最少为90m12m102m，同时应符合建筑模数（b的倍数）。b 车间的宽度：6900（面积）÷102（长度）67.6m；同时应符合建筑模数。一般取12m、18m或24m，这里取24m，则厂房宽度为24×372m则面积为102×727344平方米。c 柱网，可取6m×24m，或12m×12m，较为合理。d 屋架下沿标高，一般取8.4m。e 车间地砖负荷：按5吨/平方米设计，但油压

16、机周围考虑到翻边模的存放，一般按10吨/平方米设计。2.2.7钢结构用量计算 生产线为了吊挂、悬挂点焊机，机械化输送链及动力管网的布设，车间需要专门设置龙门吊架，也就是钢结构。（1） 钢结构覆盖面积计算：一般钢结构覆盖面积与车间生产面积相当，即2300平方米。（2） 钢结构用量：按钢结构0.1吨/平方米计算，即0.1×2300230吨。2.2.8人员及公用动能消耗量（1） 人员a 基本工人：生产工人可按生产设备的数量乘以工时利用率系数（取1.15），所以生产工人为 115×1.15132人 两班为264人。b 辅助工人：指调整工、维修工，是按基本工人的20计算， 所以辅助工

17、人为 264×2052.8人 取53人。c 工程技术人员及行政管理人员：按基本工人辅助工人之和乘以7，所以工程技术人员及行政管理人员为 （26453）×722人。d 人员合计：26453+22339人。e 技术检查人员：按基本工人数的6计算，所以技术检查人员为 264×616人。（2） 电安装容量车身焊接生产线的电安装容量主要是点焊设备，每台平均电安装量为150KVA,则： 全线电安装容量115（设备台数）×150KVA17250KVA（3） 生产用水量及排水a 焊接车间生产用水主要是接触焊的冷却用水，目前基本上采用闭路循环。一般进水压力0.3Mpa，温

18、度不超过30摄氏度。回水压力为0.1Mpa，压差为0.2Mpa，每台设备用量按1立方米/台计算，则： 水用量1×100（接触焊设备台数）100立方米/台b 排水，由于冷却水采用闭路循环，但往往会发生管路漏水现象，会出现在车间地面上，所以焊接车间地面应设置地漏以备排水。（4） 压缩空气耗量焊机车间压缩空气主要用于接触焊焊接时焊钳工作动力及气动夹具工作时的消耗量。A 接触焊设备每台耗量为：10立方米/n （平均） 所以按100台计算为： 1000立方米/n（平均）B 夹具汽缸工作耗量：按每套夹具有15个缸径100mm，行程200mm的气缸计算，则1个气缸往复一次耗气量为0.0317立方米

19、，按生产节拍4分/台，则每小时往复次数为60/415次所以夹具耗气量15×90×0.0317×15641立方米/n （平均）C 生产线压缩空气耗量为：1000+6411641立方米/n，而平均值为最大值的2/3， 所以每小时最大耗量为 1641×3/22461.5立方米2.3投资估算2.3.1设备投资（1） 焊机车间一般接触焊设备（悬挂点焊机，螺柱焊机及CO2焊机等）可按每台4.55万元估价，则4.5×115台517.5万元（2） 车门、包边液压机（双台面）可按100万元/台估价，则100×3台300万元（3） 若采用机器人焊机，每台

20、机器人估价为810万美金，折合人民币6590万元左右，一般设10台左右，则 85×10台850万元 （ 注：一般认为4个工人的一年工资能购买一台机器人的话，可以大量采用机器人，从目前来看我国尚未达到大量采用机器人的时候，只是为了降低劳动强度，局部采用机器人焊接。）2.3.2夹具投资估算（1） 按夹具重量估价，夹具每吨造价45万元左右。（2） 按夹具每一定位加紧器估价，每个为30005000元左右。目前国内夹具价格约每套45000元75000元左右，则夹具价格为：7.5万元×110825万元 （注：国外制造相同结构的夹具价格为我国价格的3倍以上。）2.3.3机械化输送机的估价

21、 焊接车间机械化输送机造价可按每米长度价格为2.5万元计算，按机械化线长度214m，则 机械化价格为：2.5×214535万元2.3.4车间土建部分估价 一般焊接车间土建每平方米造价为：北方（采暖地区）为1400元/平方米，南方为1100元/平方米，按7344平方米计算，则 北方为 1400×73441028万元 南方为 1100×7344807.8万元2.3.5钢结构及管网部分估价（1） 钢结构部分包括供水、供气支管网，按每吨1万元计，则 估价为： 1万元/吨×230吨230万元（2） 供电一般采用插接母线，每米为2200元，约350米，则 估价为：

22、2200元/米×350米77万元（3） 以上两项合计为： 230+77307万元2.4装焊线投资构成与分析2.4.1车身装焊线投资汇总表序号项目名称数量单价总价（万元）说明1标准设备115台4.5万元/台517.52液压包边机3台100万元/台300双工作台活动台面3点焊机器人10台80万元/台8004以上设备小计128台1617.55夹具110套7.5万元/套8256机械化设备214米2.5万元/米5357钢结构管网230吨1万元/吨307含350米插接母线8以上合计3284.59土建公用7344平米1400元/平米102810总计4312.52.4.2投资构成与分析 车身装焊线一

23、般由四部分组成，即（1） 标准设备：主要是焊接设备及辅具（焊钳，吊挂系统）（2） 夹具（3） 机械化及钢结构部分（4） 土建公用部分 若第一部分不采用机器人焊接的话，这四部分的投资几乎相等，以举例可以看出，新建一条五万辆车身装焊线为4000万元左右。2.5车身装焊线平面布置及组成2.5.1平面布置2.5.1.1车间建筑（1） 厂房跨度：一般取12、18、24米，常用24米。（2） 柱距：一般为6米，但为了便于生产线的纵横布置，可以采用12×12，12×18，18×24等。（3） 地面装焊车间地砖负荷为5吨/平方米，地面选择150200mm厚细石混凝土，加减6080

24、mm厚素地面为宜。（4） 车间大门：一般选3900×4200，3600×3600，3300×3000。（5） 屋架下弦标高：一般取8.4米。2.5.1.2平面布置的原则（1） 根据流程图，由后向前布置，先生产线后其它。（2） 要求物流最短，物流不能有交叉。（3） 工序间的储备量尽可能少，有条件可做到零储备。（4） 各种功能所占面积应合理。2.5.2装焊车间的组成 装焊线按功能分由以下部分组成：（1） 生产部门或生产线，其由焊接设备、夹具、机械化输送机械组成。（2） 检测部门，目前大部分生产线都采用三坐标测量机检测，取代过去的检具。（3） 辅助部门，如机电维修站，各

25、种库房及管理部门。（4） 土建公用部分，即厂房，各种动力站房及动能输送管网等。2.5.3平面布置举例说明 汽车车身装焊线的布置及总成的输送方式种类繁多，现列举两种方案。第一种较为常见的，目前我国及日本汽车生产线常用，而第二种则以滑撬传送方式为主，欧洲为多。2.5.3.1平面布置A（1） 平面布置的前提假设a 产品结构是有发动机仓总成。b 年产纲领约50000辆/年，双班。c 厂房条件见面图表示。（2） 生产线机械化方案a 调整线 采用典型平板链加支架方案，链速可有两种方案间歇式传动方式，则链速为高速，一般为15米/分。连续式传动方式，则链速为节距/节拍，但这种方式最好应增设人站付链，其速度应与

26、主链同步。b 总焊线 采用滑撬传送或台车传送为宜。滑撬与工件应有定位锁紧装置。到位后需要精确定位的工位，可以通过撬体传给工件。其运行速度为12米/分。撬体的返程则采用链式升降台及单链式输送机完成，其运行速度为18米/分。c 左右侧围线 采用往复杆输送机传送，传送速度为10米/分。d 下部结构（地板总成）线采用往复杆输送机传送，传送速度为10米/分。e 前地板、后地板及发动机仓总成线 采用单轨电葫芦传送。（3） 总成的连线运输方案a 前地板、后地板及发动机仓总成采用电动葫芦运输及上线。b 地板总成则采用双轨悬挂式小车及四连杆升降稳定机构传送。c 左/右侧围总成则采用程控双钩葫芦及专用吊具传送。d

27、 白车身总成采用推杆悬链送油漆车间。2.5.3.2平面布置B（1） 平面布置的前提假设a 产品结构是不构成发动机仓，而由前后地板总成及左右纵梁后轮罩等组成车身下部总成。b 年产纲领为80000100000辆/年，双班。c 生产节拍为2.2分钟/辆。d 地板线，总焊线及调整线采用滑撬系统。（2） 生产线机械化方案a 滑撬系统整个滑撬系统包括车身下部总成一段、二段及三段，车身下部总成的横向过渡、总装焊线、车身横向移行机、调整线及滑撬回程存放及输送机，所采用的输送单元描述如下：滑撬是一长条形的钢结构框架，框架上布置有四个定位及支撑工件的支架，即前后地板各2个，本撬体到了某工位需定位加紧时，撬体下降与

28、工件脱离，所以滑撬不设销紧工件的机构。滚床滚床是一种最基本的独立输送单元。一方面用来快速纵向传递滑撬，另一方面可以使滑撬在滚床上停留，对工件进行作业。滚床输送速度为12米/分。滚床由一长方形的钢结构框架和若干个动力托辊所组成，这些滚子由具有自动调心作用的外球面轴承座支撑。托辊布置在槽形轨道内，滑撬依靠动力辊子施加磨擦力而运行。动力辊子由电机、减速器、制动器三位一体的传动装置驱动，可以实现快速启动和准确停止。根据工件的长度及节距的具体布置，滚床可以有不同的长度，如节距为6米，滚床长度为5.5米。 举升台（可升降滚床）举升台不仅用来传递滑撬，并且用来把滑撬和工件举起（或下降）到要求的高度。使不同高

29、度的输送系统连接起来，以及在需要将工件准确定位时，举升台下降使滑撬与工件脱离，使工件落入夹具的定位机构上。按不同用途举升台有三种类型传递举升台和停放举升台，主要和链式移行机配合使用，链式移行机是实现滑撬的横向移动；传递举升台用来使滑撬进出链式移行机，并和纵向的输送单元相连接；停放举升台用来提供滑撬在链式移行机上移动中的中间暂时停放。传递举升台和停放举升台由气缸推动凸轮连杆机构而托起滑撬，停止横向平移运动，其举升行程为86mm。剪式举升台，是用来实现需将工件准确定位时，使滑撬下降脱离工件，而工件落入夹具的定位支撑块。剪式举升台上部为一标准的滚床基本输送单元，下部为一剪式液压升降台。根据车身的长短

30、，剪式液压升降台可以是单剪式或双剪式，升程为500mm1000mm之间。链式升降台，其功能与剪式升降台相同，只是在高差较大的场合比较适用。如链式移行机需设在高处，则需采用链式升降台。电动移行滚床电动移行滚床用来实现滑撬的横向移动，这种移动可以是两位的或者多位的，主要用于将一条线分成几条并列线的输送场合。应生产要求变化不定或需要车型变换时，尤其需要这种移行滚床。电动移行滚床由基本的滚床输送单元和一个可横向移动的托架所组成。托架的轮子沿敷设在地坪上的滑轨移动。移行机构由一个带制动的双速电机驱动，以实现移行滚床慢速起动，快速行驶，减速定位使移动滚床运行平稳，定位精确。移行速度为：慢速5.4米/分，快

31、速为22米/分。 链式移行机链式移行机同样是用来实现滑撬横向平移的，其动作过程是：首先传递举升台，升起到滑撬纵向运行高度，将滑撬送入移行机，然后传递举升台落下，将滑撬放在移行机横向运行的链条上，当滑撬横移到与某一纵向线路对齐时，按程序控制指令，该处的传递举升台升起并将滑撬顶起，脱离横移输送链。然后传递举升台电机启动将滑撬送出移行机。传递举升台之间根据需要可设停放举升台，以提供滑撬传递过程中的中间等待。 移行机的两条输送链由一个恒速电机带动，链条速度为11.16米/分，链条在由钢结构支撑的U型轨道内运行。 单链式输送机单链式输送机用于滑撬的纵向快速输送及存储。单链式输送机有两条相互独立的运行轨道

32、，一条轨道内布置有输送链，另一条轨道内布置有随动托轮。滑撬在单链式输送机上运行时，一侧放置在输送链的滚子上，另一侧支撑在托辊上。一旦滑撬受到阻挡时（停止器或前面停止的滑撬）滑撬底面与托辊及输送链滚子发生相对运动实现滑撬的存储，一旦阻挡消失滑撬便随输送链一同运行，单链式输送机运行速度为918米/分驱动装置上装有过载保护机构。 旋转台旋转台是一种可实现滑撬水平旋转的输送单元，用来提供滑撬的90度转弯或180度调头转向。旋转台的结构是将基本的滚床输送单元固定在一个旋转支撑上，由平面包络蜗杆减速机和双速带制动盘的电动机所组成的驱动装置，能使旋转过程先慢、后快、再慢，以使旋转过程平稳，并且提高了效率。旋

33、转台一般有两种，一种旋转轴是偏心的，即在滚床的一端。另一种旋转轴在滚床的中心。推车式滚床有时系统内的滑撬因工作需要，要从系统里脱离出来，例如工件出现废品或送去检查。另外，若系统尚未完善，如没有横向输送系统，可借助推车式滚床完成。推车式滚床的结构就是一手推车上装有非机动滚床，当需要时，推至对准线上的滚床，将滑撬及工件送至小车上，再送到需要位置。 b 其它部分与方案A相同。3 汽车车身装焊线的实施设计3.1 前提条件 装焊线的施工设计应拥有产品（白车身）的全套产品图，若是仿造（即没有产品图）则需要样车，一般最少三辆样车，及一套冲压零件明细表。3.2 工艺路线分析（爆炸图） 装焊线设计第一步是完成路

34、线图或爆炸图设计，若采用样车，还有样车的分解。将一个样车拆解至小总成，一个拆解至大总成，而保留一个。同时还要对样车进行测量工作。3.3 编制工艺卡3.3.1 工艺卡的内容 这是汽车车身设计最为重要的一项工作，工艺卡内容包括：（1） 焊件（总成或合件）简图。一般为轴侧图，图中应标出进入装配冲压零件的名称及图号，同时将焊点、焊缝位置及数量标出。（2） 工艺工程描述，如装件顺序、焊接顺序等。（3） 工序所采用的夹具、设备、辅具、工具的名称、编号及数量，做出定性和定量分析。（4） 给出工序的时间定额。甚至分每一工步给出，而工时的确定有如下几种方法：a 凭经验定额确定b 采用人工模仿，秒表确定c 计算机

35、仿真确定3.3.2 编制工艺卡的设计要点 在汽车车身装焊线设计过程中，总是要详细研究各种方案，并进行优化。具体设计过程可分为以下若干阶段进行：（1） 将车身总成分成若干部件，即称部件装配，并画出流程图。设计的第一步是详细研究车身总成是由哪些部件组成的，并进行分类，画出流程图（爆炸图）。（2） 确定车身装配的几何精度及检测的基准点（面）。 几何基准是零件或部件的某个明显部位，用来确定该零部件在X、Y、Z坐标系统内的理论位置，准确的部件基准位置将保证装配的几何形状的准确性。因此基准位置对装配工作非常重要。在研究焊接过程之前，需要仔细分析部件的基准，必须与用户一起完成几何形状的分析，由用户确定其基准

36、位置或由设计人员确定后再取得用户同意。 为了使这些基准能一直保持准确，有必要进行系统检测：l 在制造焊装夹具时进行调整（检测）l 在生产时，对装配好的部件的最后几何尺寸进行校核l 在维修装焊夹具时进行检测（3） 焊点的焊接次序及焊钳的确定表明焊点的主要参数（焊点数量、位置及幅度）是由产品设计者来决定，但编工艺时仍要确定：a 装配定型时的焊点选择 在定型定位的工位上，必须同时考虑保证几何定位所必要的焊点数以及机械手相对于定位基准的位置。b 装配过程中的装配顺序 零件在线上的装配次序是应引起十分注意的，为了保证完成所有焊点，必须按照一定的次序进行装配及施焊，否则有些焊点可能无法焊接。c 焊点的分组

37、 在编制工艺时必须进行焊点分组，一组焊点采用一把焊钳完成。并应按各组焊点在组装件的位置，对焊接时间进行初步分析。d 焊钳的选择 经过以上研究就可以确定完成焊点群或焊点组所必须焊钳的最小数量及类型。（4） 生产率及工作密度的确定a 生产率的确定 生产率取决于从待焊零件的上料开始到成品的输出整个过程中，各工序的动作时间，同时还与生产线的效率及辅助作业时间有关。一般这需要通过实践才能有一个较准确的时间定额，而设计时只能凭经验给出一个参考数，何况生产率因工人的熟练程度有很大差别。因此生产率高低取决于以下条件：l 装配时间一般按实际操作实测。l 夹具动作按机械动作计算或实测。l 焊接作业 手工焊钳焊接速

38、度为15点/分 机械手焊钳焊接速度为20点/分 CO2半自动焊接速度为300mm/分 机械手CO2自动焊接速度为400mm/分 螺柱焊焊接速度为35个/分 凸焊螺母焊接速度为3个/分l 输送机械动作时间根据机械设备的速度计算l 生产线的效率也就是生产线的利用系数，是根据生产线的复杂程度、是否有缓冲存储有关，一般取8595。b 工作密度 所谓工作密度就是一个工位需要设置几台设备及多少人操作。工作密度一般取决于工件的尺寸，不同的工艺方法。如焊接部件在1×1.5米以下，密度取1；2×1.5米以下，取12；3×1.5米以下，取2；6×1.5米以下，取4。（5）

39、生产线的柔性 装焊线的柔性应理解为其适应不同产品型号的程度，这些不同型号应该同时或者不同时在这线条上进行生产。 柔性的程度应由客户选定，因为柔性会提高投资。柔性有以下几种选择：a 原来只用于加工一种产品型号的装配线，但经局部或全部改装后可以生产类似的另一型号产品。b 原来只为一种类型产品设计，但已考虑制造各种不同派生的规格，其方法是增加或改造相应的焊装夹具。c 装配线原来就适于装配与基本车型相近的各种车型。 以上c称为全面柔性，而a，b称为替换柔性。（6） 工件的位置 所谓工件的位置是指工件在装焊线或装焊夹具中所处的型态，这对定位与焊接也是很重要的。a 大型工件例如地板总成或车身焊接总成，这种

40、工件由于尺寸大，应保持正常位置，即车上位置，但如地板总成，为了焊接方便往往在指定工位需翻转180度，在焊接完成后恢复原来位置。b 中型工件例如车身侧护面或前后地板，这种工件在空间的位置应按以下各点斟酌决定。上料要求几何形状及定位焊点位置及机械手操作可能性（成形模和焊装夹具的尺寸考虑在内）（7） 机械手的选择 在装焊线中机械手用于焊接及用于搬运两种用途。a 焊接机械手将工件定位，并在需要的位置上维持一段时间，直至装在机械手上的焊钳完成焊接工序，这是最常见的情况b 操作机械手有另一种可能，固定在机械手上的铁手将零件抓送至一个或几个固定焊钳上去焊接。c 搬运机械手另一种机械手是将零件从存放地抓起，放

41、入定位夹具中完成自动上料。（8） 机械手的几何要求及机械手的布置a 几何要求有时客户为了维修方便或已经获得经验特地指定某种机械手结构或型号，否则选择机械手应遵循以下各项准则。l 自由度数目 按焊点或焊点组要求，机械手能沿几个轴运动，以达到空间的这些焊点。这就需要使用两个、三个或四个自由度的标准组件，如果这几个自由度已足够的话，其它情况下应当选择称之为万能的五个或六个自由度的机械手，其实目前已趋向选用万能的机械手为多。l 成形定位工位 必须使用最小尺寸焊钳，机械手和腕关节三个自由度动作幅度应为最小以保证不碰夹具。因此能直线移动而所需活动空间为最小的机械手比较合适。b 机械手布置 根据焊点在总成或

42、分总成上的分布可以确定工件相对于机械手位置。否则就要将机械手安装在一个特定位置。c 机械手可以装在底面、平台、顶部或处于倾斜位置。如果骑跨在装配线上，同一龙门架上可以安装两个或三个甚至于四个机械手。d 机械手的分类与用途 焊接机械手除了功能、载重量、移动速度及驱动方式之外目前所使用的各种机械手，根据三个初始自由度的运动方式可分为三个基本类别： 第一类、直角坐标机械手，即直线移动式机械手。 第二类、极坐标机械手，即关节型机械手 第三类、水平或垂直圆柱坐标机械手贴图 各种机械手的特性和适用范围每一类机械手的结构是选择的依据，各类机械手都有其应用上的优缺点。涉及机械手及其具体应用范围的例子见以下各情

43、况： 第一种情况：车身定型定位和点固焊工位 侧面机械手：属第一或第二类直线移 动式 前面和后面的机械手：属第一类，装贴图 在构架或龙门架上或第二类 第二种情况：地板总成装配线 属第一类，安装在底面上或龙门架 上；或第二类，立式。贴图 第三种情况：车身侧护板或地板焊接装配线 属第一类，装在龙门架上。 属第二类，直线移动式，装在平台上。e 复核根据工件的具体要求已经上诉各种准则，对机械手类型做出选择后，必须复核以前所作各种假设，包括：完成焊点所必需的时间焊点根据焊钳类型的分组焊装夹具所提供的通道f 机械手周围环境条件为装配线所选用机械手的安装应考虑下列要求：l 维修保养机械手在工位间的分布须保证便

44、于维修保养。l 安全对于机械手本身：利用死挡铁或手臂锁紧装置来限制运动幅度防止事故或误动作。对于操作人员：安装保险栏杆，如果需要，安装隔音装置和排除烟尘的装置。l 操作空间装配线的布置受到不同条件限制，例如柱子，机器或工件搬运装置，天花板高度等等。3.4 编制夹具、非机械化任务书3.4.1编制夹具任务书（或称构想图）举例 根据已编好的工艺卡而编制夹具任务书，夹具任务书是在缩小的产品图（1：10）上完成的，要确定以下问题：（1） 是气动或手动，及夹钳的型号（2） 是否要回转，是水平回转还是垂直旋转（3） 采用多少定位加紧器，及坐标（4） 采用那些孔定位，定位销是固定的还是可动的（5） 工作面（工

45、件中心）离地面的高度（6） 给出钳口形状3.4.2夹具任务书的讨论并确认 因为夹具任务书将是夹具设计制造的依据，也是将来交付验收的依据，所以一定要得到甲方的认可并签字。3.4.3非标机械化方案及任务书 在完成工艺卡、夹具任务书后，才能确定机械化任务书，因为夹具与机械传递装置是分不开的。焊接车间的机械输送由以下几部分组成：（1） 成品送往油漆车间，目前大部分采用推杆悬链，这部可归油漆车间与油漆车间的工艺链成一系统。（2） 调整线，其传送方式有：a 小车轨道手工推进，这种方法小车回程不好解决。b 地面环链小车式送进，这种方法给平面布置带来困难，一汽大众捷达是采用这种方式。6m4分V1.5m/min

46、节距节拍c 板式链带支架，目前几乎所有车身调整线都采用这种方式，这种方式又分成两种：即单板链和三板链。所谓三板链是中间是工件，两侧副链是站人用。这种链称连续作业链，其链速是生产节距除以节拍。d 滑撬式调整线，其优点对多品种生产有利，为了解决撬体的回程，往往与总焊线组成矩形生产线。（3） 车身总焊线的输送机主要有如下几种形式：a 滑撬式输送机，目前车身总焊主张滑撬传送以取代往复杆传送。其优点是：工件不用升降及多次定位，对多品种生产有可能（容易实现）。b 除此以外，也可以采用往复杆输送机，小车轨道式输送或电葫芦输送（如CKD线）。（4） 左右侧围线输送机a 一般采用往复杆为好。b 也可以采用上部轨

47、道往复小车加抓起机构。c 外国有用随行夹具链传动机构。（5） 车身下部构件总成（地板总成） 一般采用往复杆输送机，而地板总成需要翻转，因此要托起工件，翻转夹具翻转，然后下降。（6） 前后地板总成输送a 采用上部轨道往复下车送进机构。b 或采用电葫芦。1名称：地板装焊线输送机2. 组成： （1）底座 （2）轨道或滚床 （3）小车或撬体 （4）剪刀式升降机构及气缸 （5）连杆 （6）齿轮及齿条 （7）变速箱 （8）调速马达3.功能： A.小车举起，托起工件。 B.送进一节距。 C.落下将工件放入夹具。 D.小车返回（完成一个循环）。4.主要技术数据： A.节距T=A+B, A为工件长度，B为工位间

48、距，8001500mm。 B.升举高度H=2h+200，h为夹具支撑面的高度差。 C.送进速度，起步及到位为5m/min，送进18m/min。5优缺点： AA.优点：结构简单，运行可靠，成本低。 B.缺点：小车送进及退回时，占去较大空间，影响夹具布置。6最适用汽车地板总成装焊线7造价：每一工位约10万元。（包括夹具及电控）滑撬输送机系统1 撬体 撬体是一个长条形的钢结构框架，其依靠摩擦力使载有车身的撬体实现运动，并通过定位销使车身固定在撬体上，而撬体到位后，通过一锁紧机构连同车身定位于夹具上。2 滚床 滚床是最基本的独立输送单元。一方面用来快速纵向传递滑撬，另一方面可以使滑撬在滚床上停留，对车

49、身进行作业，滚床输送速度11.67m/min。3 辅助随动托辊 辅助随动托辊是撬体从一个滚床过渡到下一个滚床的过渡支撑。4 总组焊夹具 总组焊夹具对于单一产品一般设置在第一工位上，而该线要通过两种产品，也可以设置两个工位。5 举升台滚床 举升台不仅用来传递滑撬，并且用来将滑撬和车体举升到要求的高度，使不同高度的输送系统连接起来。 举升台有两种类型：A.剪式举升台 B.链式升降台 剪式举升台是用来实现不同水平输送线路之间的滑撬过渡的，剪式举升台的上部为一标准的滚床基本输送单元，下部为一剪式液压升降台。 链式升降台的功能与剪式升降台相同，只是用在高差较大的场合。6 单链式输送机 单链式输送机用于滑撬的纵向快速输送即存储。单链式输送机有两条相对独立的运行轨道。一条轨道内置有输送链，另一条轨道内布置有随行托辊。滑撬在单链式输送机上运行时，一侧放置在输送链的滚子上，另一侧支撑在托辊上，一旦滑撬受到阻隔时（停止器或前面停止的滑撬）滑撬底面与托辊及输送链滚子发生相对运动实现滑撬的存储，一旦阻挡消失，滑撬便随输送链一同运行，单链式输送机运行速度为918m/min。驱动装置上同样装有过载保护机构。7 电气控制 滑撬式输送机通过各种