汽车车身制造工艺学(唐远志)-第12章车身焊接装配线.pdf

第第 12 章章 车身焊接装配线车身焊接装配线 车身焊装线的装备构成与生产规模密切相关 在单件小批量生产中， 只有少量的装焊夹 具随着批量的增大，装焊工作为流水式．车身总装是在多工位流水装焊线上完成的，每个 工位都有一套夹具．机械运输链传送工件若是大批量牛产，有的自动线上还使用焊接机器 人，以适应快的生产节奏，保证稳定的焊接质量 1212. . 1 1 车身焊接装配线的组成车身焊接装配线的组成 车身焊接装配线主要由焊机、水冷系统、机械输送系统及各工位夹具组成 12.1.l 焊机及水冷系统焊机及水冷系统 焊机由变压器、平衡器、二次电缆、焊枪组成平衡器用于在任意高度提供向上的拉力 以平衡焊枪的重力．便于工人操作 水冷系统(图 12 -1)由进水管、回水管、水泉，回水池组成进水管为阶梯结构是为了保 证各出水门的压力基本恒定， 回水管采用大直径结构是为了消除背压， 从而保证各焊机进回 水压差基本一致 12.1.2 机械输送系统机械输送系统 机械输送系统由悬挂导轨、葫芦和机械输送链组成 悬挂导轨是悬挂焊装线上方四根工字钢导轨．用于挂点焊机变压器的吊挂轮组 机械输送链用于传送工件。

图 12-2 所示为东风公司 EQl241 驾驶室焊装线采用抬起步伐 式往复输送方式，这种装焊线输送平稳，定位精度岛，占地面积小，分总成上线方便，适用 于悬点、多点、机器人以及气体保护焊的焊接，是国内外汽车厂家普遍采用的新型焊装线该传送装置的升降采用凸轮铰链式，用双向汽缸推动升降臂，可将传送装置抬起 810mm， 前后输送采用往复式输送方式． 用变频电机作为动力带动齿轮， 使与其啮合的齿条前后运动， 来完成驾驶室的 输送工作该焊装线完成一个工件的输送循环过程为：输送线本体(含小车)抬起小车向 前输送(带工件)输送线本体(含小车)落下小车返回(空车) 电控系统采用可编程序控制器， 可控制装配线的同步抬起和落下、 输送装置的往复运动、 车型的识别、驾驶室固定位置的监测以及故障诊断等 该装配线有 12 个工位，工位间距 5m，传送速度 20m／min，重复传送精度土 0．5mm， 传送时可用低速启动，高速输送，低速接近终点．可生产各种系列的驾驶窒 12.1. 3 合装工作台合装工作台 车身合装有手动、机动两种 图 12- 3 为机动车身合装台，重力台架采用液压缸驱动，可作 90o翻转，同时．采用高 强度直线导轨，在汽缸驱动下可作水平方向移动。

侧围总成件在侧围总成线完成焊接后． 由搬送机传输到焊装主线的土台装台侧围 台架上，通过侧围合装央具定位夹紧在合 装台的重力台架上，然后由液压缸驱动作 90翻转，再沿水平方向移动，与地板总成 件准确组合 车身合装台有定位检侧系统，保证设 备无故障且平稳准确地工作；有机械和电 控安全装置，具有在紧急状态下急停功能 1212. .2 2 贯通式装焊线贯通式装焊线 贯通式装焊线在车身制造中使用较普 遍其由若干工位串联组成，由地面机械 输送链或悬挂电动葫芦完成工件的运输工作 每个工位有夹具、 若干台悬挂点焊机或一体化 焊机这种焊装线有利于工件上下料减小了在制品存放的空间 12.2.1 车身焊装线车身焊装线 图 12—4 为某汽车公司微型面包车的焊装线布置 该线为高顶棚与低顶棚 2 种车型混合 焊装线 全线由 19 个工位组成 010 工位完成大地板的组焊， 将部件和小件装焊在一起； 020 工 位对 010 工位组焊的合件进行补焊；030 工位将大地板与前地板总成进行组焊；040 工位将 后地板总成与 030 工位的钣金组件进行组焊；在 050、060、070 及 080 工位进行补焊，完成 地板总成；090 工位为预留工位；100 工位为主合装工位，是保证车身质量的关键工位，左 右侧围总成在侧围总成线上焊接好后，由搬送机传输到台装台上定位，与前围总成、地板总 成及坝栅横粱等组装焊接，110 工位进行注胶．保证汽车在防水、隔音、防尘方面达到设汁 要求；120、130 工位对车身壳体进行补焊；140 工位为顶棚合装工位，将顶棚与车身壳体 在顶棚合装台定位后进行组焊完成白车身；1 50、1 60、1 70 及 180 工位对汽车自车身进行 补焊．1 80 工位对铰链部件进行 CO2保护焊；最后 l 90 工位将焊好的汽车自车身用升降机 下线．传输到检验工位或涂装线。

全线操作人员设计为 35 名，其中在 070、120、130 及 150 工位共设置焊接机器人 6 台， 堆产常拍为 120s 12．．2．．2 驾驶室焊装线驾驶室焊装线 图 12 -5 所示 CA—l0B 驾驶室焊装线是一条典型的贯通式装焊线，由各工位夹具、总挂 点焊机及传动机构组成全线共有六个上位，其中有四个装配台、一个电弧转台及一个翻转 电弧补焊台线上配有 16 台悬挂式电焊机和 2 台直流弧焊机生产节奏为 4min／辆，全线 18～20 人各工序工作内容如下 l 工位：将底板总成、前围骨架总成(前围内盖板及发动机挡板总成)及后围骨架总成装 配在一起，以底板及门洞夹具定位，点焊 10 处点焊完后再装配四个门铰链 2 工位：是电弧焊工位，设有顶起及回转夹具，主要焊接驾驶室骨架总成的加强处 3 工位：是焊接工位，焊接底板和发动机挡板连接处 4 工位：是覆盖件装配焊接工位，将前围(上盖板及左右盖板总成)、顶盖总成、下后围 及风窗支柱等装配到驾驶室骨架总成上，并焊接门洞及前风窗的焊点 5 工位：装配焊接左、右门槛总成，并焊接后风窗口、前围和发动机挡板连接处、下后围和底板连接处 6 工位：将驾驶室翻转 90o。

焊接门槛和前、后同连接处，并以电弧加固地板连接处、 发动机底板和地板处 随着产量的增加，还可增加工位，将装配和焊接工作量进行调整 12．．2．．3 分总成焊装线分总成焊装线 (1)(1) 底板焊装线底板焊装线 图 l2- 6 所示为底板分总成贯通式焊装线这种焊装线占地面积小，工作时仅工件作前 后传递， 而所有装夹、 焊接装备分别固定在各工位上 工件传送大多数靠贯通式往复杆实现， 因而整个传递装置比较简单 ( (2 2) ) 侧围焊装线侧围焊装线 图 1 2- 7 所示是法国雷诺汽车公司 R1 6 轿车侧围装焊线 左右侧围总成各一条线，这两条线的布置及结构完全样，焊装线全长 20m、五个工位， 操作工人 7 个、生产节拍 lmin全线布置有四立柱式多点焊机和悬挂式点焊机 9 台，可完 成 250 点焊点工位用往复杆传送 1 工位：将整体的侧围外板装入，同时再装上后柱下段后柱和中柱的后加强板，3 人用 悬}丰焊枪点定后，装焊台下降，把工件置在往复杆上，传送至 2 工位 2 工位：装焊台托起工件，并旋转到接近垂直位置，由人工用 2 台悬挂焊钳将内补焊点 全部补齐，焊后台面回至水平位置并下降，以便工件传送。

3 工位：将后内捎泥板及其加强板合件装人(此合件是在附近的三台转台式装焊台上用焊钳预先装焊好的) 4 工位:多点焊机．共 140 个焊点 5 工位：由 1 人用两台悬挂电焊机进行补焊．焊好的侧围总成下线 1212.3 .3 循环式装焊线循环式装焊线 12．．3．．1 上下循环装焊线上下循环装焊线 除了贯通式装焊生产线以外． 还有其他形式的装焊生产线． 例如各种各样的环形装焊线 和先进的门框式装焊线 图 12 8 所示为驾驶室的地下循环装焊线这种线和贯通式装配线在地面上的部分基本 相似 其区别在于地下环形线采用随行夹具， 此夹具在最后一个工位通过升降机构下降到地 下，再返到第一上位，进行下一个零件的装配这种装配线的占地面积较小，有利于在装配 线上采用随行夹具但是它的升降机构较复杂，而且地坑、地沟的建筑工程量大 这条装焊线全线共设八个工位，手工装配，悬点焊机焊接共有 9 台悬点焊机．全线定 员 8 人，生产节拍 6min／辆，全装焊线由以下几部分组成 ①随行夹具全线设有 8 台相同的带有夹具的小车(随行夹具)，包括底板定位及门框定位 夹具，采用气动夹紧装置，夹具连同小车重约 3t。

②推杆机构推杆机构推动小车前进．推杆通过链条由电机带动 ③液压升降及地下同程传送链线的首位设有液压升降台．当小车到达末工位时，借助 液压升降台将小车降到地下回程传送链上，快速返回第一下位，再由液雁升降台送至地面 12．．3．．2 平面循环装焊线平面循环装焊线 图 1 2-9 是 EQ1090 前围装焊环形线全线长 8m，共有 l0 个工位，线上配有 10 套随行 夹具、3 台专用多点焊机和 8 台悬挂电焊机，全线 4 人，生产节奏 8min／辆，所以这种线 占地面积较大，但是传动机构简单，它是通过链条带动拨杆运动，拨杆再推动大链条作地面 环形运动，小车被链条带动当小车运动到须定工位时，一方面通过行程开关切断电源，另 一方面通过多点焊机卜的油缸迫使夹具强行定位，以便装配焊接 1212. .4 4“由内往外”夹具“由内往外”夹具 传统方法用三套夹具从外面固定住加上车身，从车 体的左、右和上方三个位置将车体固定住，然后由机械 手臂或者人工对车身进行焊接这些托架与车身一起移 动，直到完工为止 “由内往外”夹具将三套夹具缩减为一套，它的运 行方式就是在车体内部由一台夹具支撑并固定车体。

夹 具从敞开的顶部伸人，在要焊接的地方固定住车身的侧 面当侧面焊接完毕后，史具从车体中抽出，车体则随 着生产线移动到下一工位，以便进行下一步焊接．并安 上车顶盖这样，制造每一种车型只需要一个夹具装 置，不仅简化了操作，而且增强了灵活性如图 12—10 所示为“由内往外”夹具 第第 13 章章 车身焊装工艺改进案例车身焊装工艺改进案例 良好的工艺设计是产品质量的保证， 但是任何丁艺设计方案在使用过程中都会出现各种 各样的问题，为了保证产品质量，就必须进行针对性改造，不断完善因此从发展角度看， 工艺方案不是静止的，而是不断变化的了解工艺方案改造的过程，有助于从本质上理解工 艺的基本概念和理论．也可提高解决上程实际的能力 1313．．1 1 焊装线焊机发热分析及对焊装线焊机发热分析及对策策 某公司轿车焊装线，约 90％的焊机存在不同程度的发热故障．导致设备停工台时过高， 车身焊接质最差，维修工作量大 13．．1．．1 焊装线焊机发热类型焊装线焊机发热类型 焊机发热故障有四种类型 ①焊装线焊枪出现“阶梯式”温升故障 ②焊枪进回水管错接引起焊枪发热故障 ③焊点工作频次高引起焊枪发热。

④l-次电缆内脱落铜丝团阻塞焊枪水路引起发热故障 四类故障发生的频次统计见图 13- 1，可以看出“阶梯式”温升故障发生频次最高 其他三类发生频次稍低下面详细分析四类故障原因，并介绍对应的措施 13．．1．．2 故障原因分析与措施故障原因分析与措施 (1)(1) 焊装线焊枪依次出现“阶梯式”温升故障焊装线焊枪依次出现“阶梯式”温升故障 这属于系统故障，其表现为沿进水管进水方向，焊枪依次出现“阶梯式”温升故障原 因可从两个方面来分析 ①进水管假设回水管内压力为零， 由于焊装线水冷系统进水管为恒径式结构， 进入进水 管的冷水在沿途陆续被焊枪分流， 每分流一一次 下一级焊枪得到的冷却水流量和压力相应 减小，以此类推，进入各焊枪的冷却水流量、压力呈现“阶梯式”减小趋势，流量减小导致 焊机热量散发减少，因此焊枪出现“阶梯式”发热现象 ②叫水管 阿水管内瓜山分布为沿回水方向呈递减趋势， 与进水压力相反， 同水管内的 压力就是焊枪回水背压，背压越大，焊枪进回水压差越小，故流量减少，回水管内压力递减 趋势． 加剧了焊枪 “阶梯式” 发热现象 现场亓丁从焊机示流计叶片转动速度变化观察出来。

解决这个问题有两个措施：一将恒径式进水管改成“阶梯式”结构，。