汽车焊装自动化生产线典型工艺 课件 项目3：汽车焊装自动化生产线

项目3汽车焊装自动化生产线目录3.1车身焊装工艺流程3.2汽车焊装自动线概述3.3汽车焊装自动线规划3.4汽车焊装自动线制造要求3.5汽车焊装自动线主要工艺及装备3.1车身焊装工艺流程1.工艺流程概念

工艺流程，是指在生产过程中，通过设备、工装、工具等装备，采用一定的生产工艺，将原材料或半成品按照一定的顺序连续进行生产加工，直至生产为半成品或成品的过程。工艺流程一般由专业的工艺技术人员根据产品结构特点，结合公司生产条件，进行设计和建设。设计的基本原则是：产品制造高质量、产品制造低成本、产品制造短周期。工艺流程的设计，根据产品各零部件间的层级关系、结构关系及采用的加工工艺，同时综合考虑产品质量、生产成本等因素进行设计，一般以过程流程图等形式进行设计呈现。在经过可行性分析、相关审核、批准后，依据设计的工艺流程进行生产线的布置和建设。

设计后的工艺流程落实到生产中，以生产线的实物形式体现。生产线由若干个工位工艺和若干个工位间的转运工艺构成，每个工位又含有若干个小的工艺流程，可以说总工艺流程可以分解为若干个子级工艺流程，子级工艺流程继续分解，直至分解为原材料这一级别。2.车身焊装工艺流程（1）车身总成焊装工艺流程（2）行李箱盖总成工艺流程3.2汽车焊装自动线概述1.焊装线主要分类车身下部焊接总成线侧围线主焊线门盖线车身装配调整线后围板点焊工位2.焊装自动线构成

以工艺流程和工作分工为原则划分，汽车焊装线主要分为两类，一类是汽车整车厂的焊装线；另一类是汽车零部件厂的焊装线。后者是前者的子级别生产线。汽车整车厂的车身焊装线布置与焊装车间，主要包括五大生产线：车身下部焊接总成线（地板线）、侧围线，主焊线、门盖线、车身装配调整线。010工位020工位030工位自动线原理图示（1）工位。完成固定工作、加工内容的某处工作位置。

请同学思考5分钟，西红柿炒鸡蛋工位划分。

1）工位概念：完成固定工作、加工内容的位置。

2）工位要素：工艺、人员、装备、节拍。

3）工艺—产品3D数据得出；

4）装备—根据工艺进行选择；

5）节拍。每个零件（辆车）的生产时间：1.08min/个（辆）计算公式：以每年250个工作日，双班生产共16小时，可动率为90%，生产节拍计算公式要求为：P=250*16*60*90%/L注：p—生产节拍L—年规划产量

例：某新车型规划年产能10万辆，以每年250个工作日，双班生产共16小时，可动率为90%，其生产节拍计算如下：P=250*16*60*90%/100000=2.16min/辆车

6）人员。

人员数量=工位人工工作工时/节拍=小数进1取整

如60min/20min/辆=3人

7）工位人工工时。模特法计算：把工位的工作分解为若干个动作，每个动作按照标准工作时间计算，然后累积时间。

工位人工工时按逻辑顺序计算

工位——若干个工作内容——若干动作——每个动作时间累积。

8）工位数量计算：工序工作内容最小极限时间/节拍如40min（极限）/节拍。（2）转运。

转运存在于生产线间和生产线中，在生产线间一般为产品上件工位前的转运和下件工位后的转运；在生产线中一般为工位间的转运。

生产线间的转运。需要与车间物流部门合议，规划合理的转运物流路径，主要依靠叉车、电瓶车、人工推送、吊具吊运及智能AGV小车等设备。设备的选择要综合考虑质量、成本等因素，如对于所转运零件小、生产线间距离短的可采用灵活机动的人工推送等转运方式；对于所转运零件大、生产线间距离大、上线要求精度高的可采用时下最新的智能AGV小车转运方式。

工位间的转运。属于生产线内部的转运，对于手工焊装线，一般采用人工搬运、吊具吊运、传输到输送等方式；对于自动化焊装线，一般采用机器人抓取转运、往复杆转运、自动吊运、自动传输等方式。3.汽车焊装生产线过程流程

汽车焊装生产线过程流程是汽车车身焊装工艺流程的细化，是按照实际生产顺序对生产线整个焊装过程工艺内容的细节性描述3.3汽车焊装自动线规划1.明确自动线规划前提（1）规划建议（2）产品数据（3）工艺路线某车型后盖总成3D数据图2.开展同步工程评审在进行车身焊装生产线的规划时，产品数据尚未锁定，还在设计、试制等阶段。在这一阶段，进行产品设计的同时，工艺技术部门结合规划时的需求或以往车型生产时遇到的问题，对车身的结构设计提出建议和要求，即同步工程评审。评审主要围绕无铆钉铆接等的工艺可行性、质量提升、成本降低和生准周期缩短四个方向进行。评审一般采用《工艺评审单》的形式与产品设计部门进行沟通，最终双方经过一轮或多轮协商、沟通，达成一致意见。如右图所示，为某车型后盖铰链的工艺评审单。3.生产线工艺平面位置确定

根据生产线规划前提中提供的《规划建议》、产品数据等资料，结合当前工厂的生产线布局等实际情况，综合分析，确定自动线的工艺平面位置。如某车型后盖总成自动线，经过综合分析后，其工艺位置确认如下：（1）初步分析后盖总成在车身中的装配位置和工艺，后盖总成生产完成后，需要运送到车身装配线进行装配，根军物流路径最近的成本原则，后盖总成线应选择在车间的车身装配线两侧布置。（2）进一步分析车间的当前生产线实际情况，车身装配线的左侧有3种车型的后盖总成线，右侧有2种车型的后盖总成线，每侧的后盖总成生产完成后运送到车身装配线的当侧，根据前后盖多车型种类均衡原则，最终确定后盖总成自动线布置在车身门盖装配线右侧，如下图所示。4.生产线自动/手工形式选择：

生产线生产形式一般分为2种：自动线和手工线。全自动线的生产率高、产品质量稳定、运行成本低，但是固定投资成本高；全手工线的生产率低，产品质量存在波动、运行成本高，但是固定投资成本低。

当C1-C2≥0时，自动线成本优于手工线，选择自动线；当C1-C2<0时，手工线成本优于自动线，选择手工线。自动线成本：C1；手工线成本：C2秒；总成加工总时间：T2；车型年规划产量：n；车型生命周期：z年；操作者年薪：x万元；手工线直接投资：D1万元；自动线直接投资：D2万元；5.生产线新建/改造形式选择：生产线的建设形式分为2种，一种是新建线，即在厂房空地新建一条生产线；第二种是改造线，即改造工厂在产车型生产线，实现新车型与在产车型共用。新建和改造线的选择需要从以下三个方面进行综合分析：对新车型和在产车型产品结构及工艺相似性进行分析，对在产车型自动线改造后产能负荷与新车型产能、在产车型产能进行分析，对新建自动线和改造自动线成本进行分析。如某车型后盖自动线的建设，经分析，该车型与在产M车型的后盖结构类似、工艺种类相同，均有无铆钉铆接工艺；该车型产能需求是年产8万辆，在产M车型的产能需求是年产5万辆，在产M车型自动线改造后的产能负荷为15万辆，产能上可以实现两车型共用；经综合成本计算后，改造在产M车型实现生产线共用方案较新建线成本节省300万元。综合以上分析，选择改造现有M自动线的方案。6.自动线线工艺平面布置图设计：根据规划部门输入的《规划建议》和产品部门输入的《车身3D数据和2D产品图》,分析生产节拍和制造工艺，按照已确定的工艺平面位置、生产形式和建设形式，进行工艺平面布置图的设计。平面布置图须体现生产线来件物流、下件物流、安全围栏、上件口、下件口、机器人和无铆钉铆接设备等装备位置、工位内容、工位转运等信息。如下图所示，为某车型后盖自动线工艺平面布置图。7.自动线招标采购：对于汽车主机厂，在完成上述6项内容之后，即可启动后盖自动线招标采购。主要程序为，首先进行工艺方案设计及审批，由技术制造部门提出和归口；然后进行生产线技术要求的设计工作，涵盖供货范围、到货日期等具体要求；最后依据上述技术文件开展招投标采购及合同签订工作。由于招投标采购工作有一定的周期要求，在这里须在项目周期上重点关注和把控一下，避免因招投标影响项目进度。。8.自动线设计及技术要求：设计要求是规划前提的延伸和细化，是对规划前提和前面7项规划阶段各数据的系统性整理和设计，将直接用于自动线的设计。设计要求主要包括：生产要求中的设备故障率、生产节拍及生产方式；技术要求中的产品结构描述、车身材料和工艺内容，产品尺寸精度质量要求，产品焊接质量标准；车间内部物流及边界条件；设计法规及规范等。其中，技术要求及设计法规规范是重点内容。技术要求主要包括工艺要求和电气要求。工艺要求主要包括供货范围、产品描述及工艺流程、工艺方面技术要求、质量标准、生产线接口界定、物流要求等，电气要求主要包括生产线控制结构、生产线操作模式、生产指示系统和人机交互要求、控制要求（硬件要求）、电源柜/供电系统、控制柜、人机界面.操作盒、按钮与指示灯、桥架、配线、标注标牌、图纸、接地.安全、生产线控制程序结构、机器人系统等要求。3.4汽车焊装自动线制造要求1.线体制造原则白车身焊装总成自动线线体主要包含机械装备和电气设施两部分物资，通过对这两部分物资进行工艺布局定点，然后以点连线，从而集成出一条能够自动化生产焊接总成的流水线体，即为自动线，如下图，为某车型地板总成自动线示意图。自动线线体的制造必须把握下属原则：①满足产品质量要求；②满足生产节拍要求；③满足生产线开动率要求；④工艺面积最小化；⑤操作人数最小化；⑥装备能耗最小化；⑦工艺先进，柔性化高；⑧维修方便，空间充分；⑨物流通畅；2.制造内容要求制造的项目内容中须描述自动线线体的承包内容，也即供货范围，须注意界定好与其它线体或厂房现有设施的接口分工，如自动线线体与车间压缩空气管道的接口分工（如下图所示）。同时，应明确生产线的设计、制造、安装、调试、解体、运输、人员培训、PCF、试生产、批量生产陪伴及售后服务等的主体责任，避免项目实施过程中产生职能混乱等问题。3.制造周期要求根据线体生产车型所在项目的项目计划，明确在各重要项目时间节点所需要输出的工作物，同时制定线体建设的详细计划，规划详细的工作内容及对应完成时间，以保证线体按计划投入使用。4.制造项目的组织及管理要求1)项目组织机构。成立项目组，统一对工程实施进行管理，对工程质量和进展进行监督控制。。2)项目管理①明确项目组人员的数量和分工.一般须设置项目经理、项目工程师及现场施工管理工程师等。同时项目人员力求保持其稳定性，以适应项目的长周期特点和连续性要求。②制定详细的项目进度计划。计划节点必须满足项目所属车型的各时间节点要求。项目计划中应体现计划实施的输入前提和阶段性输出成果。③项目实施期间建立周例会制度，对项目进展情况进行确认，检查阶段性输出成果，并以会议纪要形式对实际方式问题进行记录和备忘。5.数据、信息保密责任和数据传递要求(1)要求承包商对线体所产车型的产品数据、信息，承担保密义务不得直接或间接向第三方转移，以保证车型数据的安全保密。(2)项目进行过程中，要求双方数据、信息等均以光盘或电子版数据传递，为保证时效性，同时须进行签字确认。6.对输出的技术文件的要求(1)对提供时间及数量的要求。

根据项目时间节点，提出对应阶段技术文件的完成时间要求。同时，提出3套以上电子版和纸版文件的提供要求，用于本公司多部门的使用。(2)对文件格式的要求。1）自动线线体须进行三维模拟仿真设计，机器人、夹具、焊钳等物资应有完整的三维数据，如图三，为某车型自动线中后地板总成工位三维仿真模拟图。三维数据要求采用CATIAV5R18或以下版本可以打开，具体可做如下要求：①线体内安装物资的装配总成及下一级部件总成，要以单个文件存在，而且可以单独打开调用和编辑，同时三维模型必须为实体格式；②要求文件在模型树中的名称与外部文件夹中的名称一致，以便于查找；③要求文件在模型树中的零件号与2D图纸明细表中的零件号一致；④一般要求三维模型零件图文件格式为*.catpart，装配图文件格式为*.catproduct。某车型自动线中后地板总成工位三维仿真模拟图2)一般要求二维数据、图册等使用AutoCAD2004或以下版本可以打开的格式，文件格式为*.Dwg；AutoCad软件输出文件以电子传递方式输出。3)要求二维图纸投影方法采用GB-T146921993所规定的第一角画法。4)要求手册等文件使用Microsoftoffice2003或以下版本可以打开和编辑。5)要求所有软件必须能长期无故障使用，所有软件要具备升级功能。(3)文件使用语言要求1)所有文字和图形文件中语言尽量要求同时使用中文和英文。2)机器人离线编程示教程序操作语言界面应能实现中文和英文语言切换。3)生产线检验程序操作界面语言要求同时使用中文和英文。4)电控程序的编写版本必须为中文和英文，中间注释必须为中文和英文。7.对制造、运输、安装、调试、培训、验收的要求。线体从制造、运输、安装到调试、试生产、正式生产陪产、验收等过程的控制须掌握如下要点：（1）制造要求（2）运输要求（3）安条要求（4）培训要求（5）验收要求3.5汽车焊装自动线主要工艺及装备1.汽车焊装自动线主要工艺（1）装配工艺车门人工上件装配（2）螺栓、螺母紧固工艺。车门装配到车身（3）涂胶工艺。前盖外板涂减震胶（4）无铆钉铆接工艺。后盖无铆钉铆接工艺（5）拉铆工艺。拉铆工艺（6）SPR铆接工艺。是通过液压缸或伺服电机提供动力将铆钉直接压入待铆接板材，待铆接板材在铆钉的压力作用下与铆钉发生塑性变形，成形后充盈于铆模之中，铆钉腿部向四周翻开，形成机械互锁的冷成型连接工艺。SPR是一种稳定的板材连接技术SPR铆接工艺（7）翻边压合工艺。指外板预留一定角度的翻边，通过外力使外板边沿发生塑性变形，将内板包裹住形成牢固的连接的一种工艺。如车门总成