3829.机电一体化设备在现代化汽车制造业中的应用

1、xxx劳动保障职业学院大作业（毕业）题目：机电一体化设备在现代化汽车制造业中的应用专 业: 机电一体化技术班 级: 08机电业余姓 名: 学 号： 辅导教师: 2010年 11月 28日 内容简介本文介绍了在现代化汽车制造厂，大量投入使用的焊钳、压铆机、冲孔机、弧焊机以及种类繁多的工业机器人等现代化机电一体化设备的综合应用情况。 正文 现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生

2、产由“机械电气化”迈入以“机电一体化 ”为特征的发展阶段。 在当今社会中机电一体化技术的迅速发展 已在世界各个国家的工业农业科学技术的到了不小的应用。机电一体化技术正迅速的向生产和科技领域的各个方面渗透，并产生了极其深远的影响。汽车行业就是其中之一：在汽车制造的四大工艺里，装焊是装配流水线上一道不可或缺的工序。所谓装焊，就是利用各种焊接手段将零碎的工件拼装在一起的过程。一个人的身形体态取决于全身骨骼的形状和连接，汽车也同样如此冲压专业制造出的散碎零件，需要有焊装专业来组合连接，形成一辆汽车的骨架，而这骨架上的每一个连接处的拼装质量将会直接影响到最终整车的品质。为满足当前轿车市场的多样化需求，我

3、们公司引进了克莱斯勒300c等轿车制造项目。克莱斯勒300c车身分成总成焊装线和主焊装线。总成分装线使用了传统人工生产方式进行生产，其工件完全符合住焊装线的需求，并能够高效的保证产品质量的稳定。在人工焊接中主要使用的是nimak焊钳，由于它使用的是中频变压器所以频率在1000hz左右其外形如图。此类焊钳分为c形钳和x形钳等几种。它是通过冷却水，压缩空气，高电压的紧密配合完成焊接的，在焊接中电极臂、变压器、以及电极头会产生很高的热量所以靠软化后的冷却水进行冷却以保证焊接质量。当然只有焊钳是不够的，要有相应的控制器控制焊钳才有好的焊接效果。奔驰生产线就是纯手工焊接完成的。由于每个焊点都是由人工完成

4、这样就给个工人带来了很大的工作疲劳，反而达不到预期的效果，以下就是奔驰生产线的焊接方式，机器人是典型的机电一体化产品，是当今世界综合技术的典型代表，它使控制技术、计算机技术、机械技术、电子技术、光学、仿生学、运动学和动力学等各学科相互渗透、相互结合的产物。是为了完成各种不同的作业，又程序化的动作来实现对材料、零件、工具或某个装置已懂得操作机器，它可以有重新编制程序而实现多种功能的操作，是在三维空间内具有类似人体上肢动作机能及其结构的，并能完成复杂空间动作的，有多个自由度的自动机械。所以在克莱斯勒300c和三菱欧兰德的生产线中就引用了机械手和自动运输线来代替了人工焊接这样不但提高了生产效率还节省

5、了人力。克莱斯勒300c主装焊线是生产线上最重要的一部分，为了提高产品质量和空间利用率，有效降低制造成本，在主装焊生产线上的下体焊装工委、车身大装工位（/）、顶盖工位及车身冲孔这5个关键工位上，均采用全自动机器人操作。机器人定位准确、焊接机冲孔精度高、质量稳定，可在人工焊接难以操作的部分出色的完成焊接。例如，在大装（i）工位，经由输送系统，传送到该工位的车身下体总成被工作站定位后，左右各一台机器人利用所持有的侧向卡具抓取左、右侧围内板总成后，与工作站基板夹紧到位，龙门平台最高处的机器人由传输机器人处抓取车身顶盖的各横梁后，将工件与夹具一同与工作站基板夹紧，各机器人松开夹具后，抓取焊钳与其余持有

6、焊钳的机器人一同对车身进行焊接作业。焊接作业完成后，传送机器人再次抓取工件并解除工作台夹具的夹紧状态，工件即可送至下一个工作站。当然在300c生产线上不只有焊接机器人，在冲孔工位上，装焊车间引进了车身整体冲孔技术，取代了传统的在单一零件上冲孔的操作方式，使车身装配在质量大幅度提高。车身上装配孔的精确度，直接影响在总装配时的各种配件能否与车身完美契合；装配孔之间的空间关系，决定了各个配件经装配后是否处于最佳配合状态，能否发挥出最优的性能。传统的单一零件冲孔方式，虽然可以保证装配孔在单个零件上的位置准确，但是在白车身总成焊装后，往往因为零件拼接时的误差积累，导致各装配孔的空间位置发生变形，一方面增

7、加了整车装配难度，另一方面由于位置偏移，各个配件之间的配合受到一定影响，留下汽车使用时的不良隐患。所以在装焊的最后一道工序后进行冲孔。在冲孔工位上，4台大型机器人和专用冲孔机系统将车身上关键的控进行空间定位，这样就保证了各个孔的空间位置关系，大大提高了车辆的装配精度。由于300c机盖及行李箱的材料为高强度铝合金，焊接难度大，因此在内板安装时使用了机器人铆接系统。铆接气缸是由德国tox公司生产的气液增力缸，其外形与普通气缸无太大的差别只是在冲压形成时加入液压油，通过气压带动液压工作从而带到铆接效果。在奔驰汽车焊接生产过程中，焊接工具起着十分重要的作用，螺栓焊机是将螺栓焊接在车身上，供总装车间组装

8、时布线、悬挂部件所用，在e级奔驰轿车的车身上需要239个螺栓焊接在车身四周。单从焊接在车身上的数量就足以说明其重要性，更不要提它在后续工序中的作用，由此可见螺栓焊机在装焊车间的作用非同一般。随着汽车制造业的技术进步，汽车的车身大量采用镀锌薄钢板，促使了短周期螺柱焊接技术的发展。1974年第一台用于汽车车身植钉的专用螺柱焊机在德国被采用，使螺柱焊机应用范围进入了一个更广泛的汽车制造领域。无论采用何种方法，镀锌钢板的焊接都需要复杂的工艺。由于电容放电螺柱焊机只能焊接无镀层钢板（1mm），因此增加了先导电弧将锌层熔化、汽化后再进行电容大电流放电焊接，这种拉弧式电容储能焊机成了短周期螺柱焊机的雏形。20世纪80年代逆变技术及微电脑技术，使螺柱焊机在短周期得到了充分的采用。焊接参数控制精度及焊接过程实时监控技术及带自动送料的短周期螺柱焊机在汽车制造业领域得到了广泛的发展与应用。汽车生产线是应用螺柱焊机最集中的场合，那么如何保证螺柱焊机稳定的前提下，进一步提高焊接的生产率，是国内外螺柱焊机发展的一个重要方向。国外90%的螺柱焊机是专用焊机，只有10%是通用移动式螺柱焊机。 在现代汽车制造业采用了大量的机器人工作站，充分利用了机器人与自动控制系统在现代制造业中的优势。其中，包括使用