焊接车间工艺平面布置设置课件

1、焊接车间工艺平面布置设计因汽车公司上新产品、对老产品进行改进、扩大现生产能力等，需新建或改造焊接车间，这就需要进行焊接车间工艺平面布置设计。现介绍一些焊接车间工艺平面布置设计的经验，供今后设计参考。1.设计条件在工艺平面布置设计工作开始之前，首先要明确设计边界条件，提供设计依据及设计所需资料。1.1边界条件1.1.1公称年时基数公称年时基数是以中华人民共和国机械工业部1995年6月20日发布的机械工厂年时基数设计标准（JBJ2-95）为基础确定的，但近些年有所变化，且各个汽车公司采用的年时基数也不相同。1.1.1.1工作制度a.根据机械工厂年时基数设计标准，焊接车间工作制度采用两班制。b.各汽

2、车公司焊接车间普遍采用两班制生产，当实际产量超过设计能力时，一般通过增加工作时间来解决。1.1.1.2每天工作时间a.根据机械工厂年时基数设计标准，焊接车间白班工作8小时，二班工作8小时，全天工作16小时。b.现有部分公司将每天工作时间减至15小时，既:白班工作7.5小时（生产前有10分钟班前会，上午中间休息10分钟、下午中间休息10分钟，总共休息30分钟）；二班工作也为7.5小时。c.但大部分汽车公司仍采用全天工作16小时。1.1.1.3全年工作日a.按全年365天计算，其中国家法定节日11天，周六、周日假日104天，则全年工作日为250天。b.根据机械工厂年时基数设计标准，在南方高温地区，

3、夏天可休高温假，休假时间为全年工作日的5%（1213天）。有部分公司每年夏天安排几天的高温假，在高温假期间检修设备或进行设备改造。c.各汽车公司在全年工作日安排上不一样，一般在240天300天之间。1.1.1.4公称年时基数a.在规定的工作制度下，工人和设备在一年内工作的小时数，称为公称年时基数。b.由于工作制度、每天工作时间及全年工作日不同，公称年时基数也不同。c.举例：若按每天工作16小时，全年工作250天计算：设备公称年时基数=全年工作日×每天工作时间=250天×16小时=4000小时工人公称年时基数=全年工作日×每天工作时间=250天×8小时=2

4、000小时1.1.2设计年时基数1.1.2.1设备设计年时基数a.从设备公称年时基数中扣去公称年时基数损失，设备在一年内工作的小时数，称为设备设计年时基数。b.设备开动率=设备设计年时基数/设备公称年时基数。设备开动率（有的公司称为综合开动率）一般为80%90%。数值小的常用于焊装线等复杂设备，数值大的常用于分装阵地的简单设备。c.举例：若焊装线综合开动率按85%计算：设备设计年时基数=4000小时×85%=3400小时。1.1.2.2工人设计年时基数a.从工人公称年时基数中扣去公称年时基数损失，工人在一年内工作的小时数，称为工人设计年时基数。b.公称年时基数损失包括职工年休假、探亲

5、假、婚假、丧假、产假、病事假等。根据机械工厂年时基数设计标准，工人公称年时基数损失在1015%。 c.举例：若工人公称年时基数损失取11%时：工人设计年时基数=2000小时×（1-11%）=1780小时。1.2设计依据1.2.1车型种类和生产规模a. 若为一次开发的车型，应提供全系列车型的种类（宽、窄、长、短、高、矮）和生产规模。b.若为分期开发的车型，需提供后续开发车型的种类和生产规模。 c.若为老车间改造，需提供原有车型的种类和生产规模。d.若为老车间改造，并保留部分车型，需提供保留车型的种类和生产规模。1.2.2投产时间a.明确新车型的投产时间，提供新车型的主日程计划。b.在新

6、车型的主日程计划中明确了产品研发、工艺设计、新车间建设、设备工装准备、现场安装调试、车身产品PT1、PT2及SOP等阶段的进度。c.一个全新车型的生产准备周期一般要2年左右，一个成熟车型的生产准备周期一般1年左右。生产准备周期与产品种类、生产规模、投资额度及技术水平等有很大关系。1.2.3加工程度a.根据焊接车间可利用生产面积，可利用面积经济性，工艺布置与物流合理性，产品收益性等来决定车身零合件的自制程度。b.有一定规模的汽车公司，配套环境比较好的地区，车身产品的自制程度相对较低。降低自制程度可以有效的降低生产面积与工艺投资。c.车身的主要总成、主要的结构件，主要的外表面件一般为自制件，这样可

7、以有效的控制产品质量。1.3产品设计资料a.在规划设计阶段要提供产品构想书，产品的详细结构、主要设计尺寸及零件材料、表面状态、料厚等资料。此项工作多半由汽车公司自己完成。 b.在产品开发期间需组织制造部门的技术人员对产品的工艺性进行评审，并在此基础上对产品进行工艺性优化。有些汽车公司将这部分工作交给制造商完成。c.在工艺设计阶段要提供全系列车型车身产品数模、产品数据树及通用件明细表等。d.在产品数模冻结前应将工艺定位孔标注在产品图中，工艺定位孔的位置与尺寸应得到制造部门的认可。工艺定位孔对夹具设计与产品质量影响很大，我们要特别关注，并帮助汽车公司进行优化。1.4工艺设计资料a.若为新建车间，需

8、提供厂房土建资料，提供电气、压缩空气、循环水接口资料及其它相关技术资料。b.若为老车间改造，需提供原有车型工艺设计资料与工厂设计资料，提供保留的设备、工装等实物资料。c.若为老车间改造，并保留部分原有车型，需提供原有车型种类和生产规模，提供原有车型工艺设计资料与工厂设计资料，提供保留实物的资料。1.5明确质量目标产量、质量、成本都是重要的设计目标，但与我们关系较大的是质量目标。随着产品质量目标的提高，产品设计水平、工艺设计水平、夹具设计水平也需相应提高，工艺投资也会相应增加。我们应对汽车车身产品的质量目标有一定的了解。1.5.1外观质量a.外观质量对油漆后的质量影响较大，同时它又容易受油漆和喷

9、涂方法的影响，因此，决定外观质量要考虑其与喷涂方法的关系。随着金属漆比例的增加，对白车身外观质量的要求会越来越高b.白车身外观质量检查一般分为A、B、C三个区域。左/右侧围、前顶盖、左/右车门、前围上盖板为A区，A区外观质量要求最高；后顶盖、侧围后部为B区，B区外观质量要求较高；中顶盖、后围为C区，C区外观质量要求较低。1.5.2装配质量a.装配质量是单个零件精度的集和，跟产品装配工艺性、冲压与焊接工艺保障能力、零合件精度、焊接夹具精度、驾驶室装配精度都有密切关系。 b.装配质量判定的主要项目有：白车身骨骼精度、车门间隙与面差合格率、面罩间隙与面差合格率、CS-VES评价等。c.在设计前要提出

10、驾驶室的产品技术条件和驾驶室骨骼精度目标值，轿车及高端卡车车身的骨骼精度可达85%以上，微型车车身的骨骼精度要求较低，在70%左右即可满足使用要求。1.5.3焊接质量a.焊接质量跟产品的焊接工艺性、冲压件质量、焊接方法、夹具保障能力、焊接设备等都有密切关系。b.焊接质量判定的主要项目是焊点合格率。c.当对焊点焊接、表面质量及焊点间距要求较高时，考虑采用机器人焊接，或在夹具上增加一些必要的保障措施。d.在设计前要明确焊接质量要求，见相关的焊接标准。1.6明确质量保证措施a.做好模具、夹具、检具定位基准统一，提高零件、总成及车身制造精度。 b.选用成熟、可靠、并具有一定先进水平的工艺与设备。c.进

11、一步完善零件、总成、白车身及工装检测手段、检测工具及检测阵地。 d.物流设备、工位器具配备齐全，保证零合件的储运质量。e.在劳动强度大，产品质量要求高的工位采用机器人焊接。f.点焊机配备质量好的恒流控制箱，确保焊接质量。g.随着镀层钢板、高强度板等新材料应用，随着节能、环保水平提升，中频直流焊接、激光焊接、点焊机群控技术等将得到推广应用。2.产品装焊工艺性优化汽车车身有良好的装焊工艺性，是做好汽车车身装焊工艺设计工作的基础，它直接影响到车身的工艺设计质量、产品制造质量及产品收益性等，因此，需认真作好要装焊工艺性审查与优化工作。主要审查内容如下：2.1产品设计优化a.产品系列化设计宽型、窄型、长

12、型、短型、高顶、矮顶等所有品种的驾驶室全部设计完成后再投入生产准备，会大大降低工艺设计难度，提高生产准备质量，缩短生产准备时间，提高产品收益性。b.产品通用化设计提高同系列宽、窄、长、短、高、矮驾驶室的通用化设计水平，提高新、老驾驶室之间的零件及分总成通用性，尤其是地板定位基准的一致性，尽量减少专用零件与专用总成数量，降低焊装线设计（或改造）难度，可以有效的减少设备与夹具投资，提高产品收益性。c.产品标准化设计提高产品的标准化设计水平，有利于提高工艺设计与工装设计水平，有利于提高产品制造质量。d.产品合理分块对产品进行合理分块，可以最大限度的减少焊装线装配总成的数量，降低装配难度，减少线上焊接

13、工作量，方便工人操作，提高产品质量，降低工艺投资。2.2装配工艺性优化装配工艺性审查包括装配方法、产品结构、装配方向及装配顺序等。 a.装配方法根据生产纲领与产品结构合理确定装配方法,如:夹具定位装配、样板定位装配、工件自定位装配等。根据确定的装配方法,提出产品优化意见。 b.装配方便性 产品结构要便于零件与总成的装配及定位,便于总成与驾驶室的吊挂及运输,在装配时不允许出现负角。c.装配方向主要总成要沿X、Y、Z方向垂直装配，有利于夹具定位；其余总成与零件也要尽量避免斜角度装配，以利于简化夹具，方便操作。d.装件顺序装件顺序要综合考虑零合件装配的方便性，工件定位的合理性，焊钳操作的接近性，装焊

14、工作量的均衡性及生产节拍等2.3焊接工艺性优化焊接工艺性审查包括焊接方法、焊点接近性、焊点接头形式及焊件厚度等。a.焊接方法根据生产纲领与产品结构合理确定焊接方法,如：机器人焊接、自动焊机焊接、悬挂点焊机焊接、固定点焊机焊接、二氧化碳焊机焊接等。根据确定的焊接方法,提出产品优化意见。b.焊点接近性根据确定的焊接方法对焊点接近性进行审查。采用机器人焊接时，可以选择尺寸大一些的焊钳；采用悬挂点焊机焊接时，需选择尺寸小一些的焊钳；采用固定点焊机焊接时，上下电极的负角不能太大。c.焊点接头形式常用的焊点接头形式有搭接接头和翻边接头两种形式。搭接接头产品造型好看，焊点处贴合较好，但焊钳接近性差。翻边接头

15、产品造型不好看，焊点处贴合较差，但焊钳接近性好。为了满足产品造型要求，产品外表件越来越多的采用搭接接头取代翻边接头。d.焊件厚度单层焊件厚度不宜超过2.5mm，两层焊件总厚度不宜超过5mm，三层焊件总厚度不宜超过4.5mm，避免四层料焊接。当焊件较厚，且层数较多时，可以采用内部加强板开孔的方式，减少焊件总厚度。2.4定位合理性零合件的合理定位，可以有效的提高零件与总成制造精度。a.定位方式常用的定位方式有孔定位、形状定位、凸点定位、凸台定位、螺栓定位等。要根据生产纲领、产品结构、精度要求等进行合理选择。 b.定位孔根据工件的尺寸与姿态，根据夹具重复定位夹紧的次数与夹紧方式合理选择定位孔的位置与

16、尺寸。定位孔尺寸的确定要有利于保证装配尺寸，便于焊钳操作。c.定位面根据工件的尺寸、重量、姿态，根据夹具重复定位夹紧的次数，夹紧方式及重要度合理选择定位面的位置、形状与尺寸。尽量消除零合件与夹具偏差对总成精度的影响。d.定位基准统一首先根据车身焊接需要提出总成工艺定位孔与工艺定位面的位置与尺寸，再经冲压、总装（或内饰）专业进行确认，最后标注在产品数模上。这样可以有效的统一模具、零件检具、分装夹具、线上夹具、总成检具的定位基准，还可以统一自制零合件与外制零合件基准。3.工艺设计新车型工艺设计，新焊装线建设，是提高产品质量和工艺水平的良好机会，此时应充分利用国内外先进技术与设备，协调好产品质量、生

17、产能力和制造成本的关系，生产高质量、低成本的产品。良好的工艺设计是平面布置设计的基础，它影响到焊接车间平面布置设计、投资额度及项目实施效果。3.1确定生产方式车身产量、品种与工艺特点不同，生产方式也不同，在车身焊接生产中常用的生产方式有小批量生产、中批量生产、大批量生产、混流生产及柔性化生产等。3.1.1小批量生产a.当车身年产量小于3000台时，采用小批量生产方式。b.这种生产方式装焊工艺水平很低，仅用于少量特殊车型。3.1.2中批量生产a.当车身年产量在3000台30000台时，采用中批量生产方式。 b.此种生产方式装焊工艺水平较低，在卡车领域应用较多。 c.地板总成与车身总成一般采用多工

18、位生产，采用电动葫芦、梁式天车、人工推送小车、人工推送滑撬或人工推送放置在托盘上的车身等非机械化方式完成总成输送。d.前围总成、后围总成、左/右侧围总成及顶盖总成等一般采用12个工位生产，采用电动葫芦、助力装置及人工来完成总成的输送。e.总成的装配与焊接主要采用人工，劳动强度大，生产率低。3.1.3大批量生产a.当车身年产量为30000150000台时，采用大批量生产方式。 b.此种生产方式装焊工艺水平一般，应用较广。c.地板总成、车身总成等一般采用机械化传送线，焊后总成采用自行葫芦输送。左/右侧围总成及顶盖总成等主要分总成多采用自动上线装置装配，大部分焊点均采用机器人焊接。d.主要分总成为多

19、工位生产。产量较低时采用简单的传送方式，以人工焊接为主；产量较高时采用机械化传送方式，采用少量机器人焊接。e.实力很强的汽车公司、产量很高的焊装线，则大量采用机器人焊接。3.1.4混流生产a.混流生产是指在一条焊装线上可以容纳同一系列多种车型同时生产的能力。可以混流生产宽、窄、长、短、高、矮等所有车型，也可生产其中部分车型。b.此种生产方式装焊工艺水平较高，在汽车车身的各个领域得到了广泛应用。 c.车型的变化主要通过夹具、吊具或传送机构上的运动部件来实现，常用的运动部件有平移机构、翻转机构、升降机构等。 d.地板总成、车身总成等都采用机械化传送线，在卡车车身焊接生产中以往复杆传送方式为主，在轿

20、车车身焊接生产中以滑撬（或台车）传送方式为主。e.地板总成、车身总成的焊点普遍采用机器人焊接。公司实力很强、焊装线产量很高时，大量采用机器人焊接；公司实力较弱、焊装线产量较低时，只采用少量机器人焊接；公司实力很弱、仍采用人工焊接。3.1.5柔性化生产a.柔性化生产是指在一条焊装线上可以容纳不同系列多种车型同时生产的能力。可以混流生产不同系列的不同车型。b.此种生产方式装焊工艺水平最高，在国外汽车公司车身焊装线上已大量应用，在国内只有少量高水平的轿车车身装焊线上得已应用，c.实现车身柔性化生产的关键是实现总装线总装工位的柔性化装焊，而柔性夹具与机器人的应用则是实现车身柔性化生产的基础。d.总装工

21、位可通过机器人抓取不同车型的夹具实现多种车型任意切换，也可通过在一套夹具上切换不同的定位模块来切换车型，而这些动作要通过机器人来实现。e.柔性化生产可使新开发的车型在原有焊装线上混流生产，从而减少工艺投资，缩短生产准备时间，提高产品收益性。3.2确定点焊方式因产品结构、生产纲领、生产品种及投资额度不同，采用的点焊方式也不同，在汽车车身焊接生产中常用的点焊方式有固定点焊、悬挂点焊、多点焊、机器人点焊等。3.2.1固定点焊在通用固定点焊机上，采用不同的机臂和焊接辅具，可以进行多种中小零合件的焊接。采用固定点焊机焊接占地面积小，工艺投资少，生产组织灵活，是首选焊接方式。a.对装配尺寸要求较高的小总成

22、采用样板定位，要求定位样板定位准确、装件方便、轻便灵活。b.对装配尺寸要求不高的小总成可考虑采用凸点定位、缺口定位，凸焊螺栓定位等，凸点、缺口及凸焊螺栓孔的尺寸根据设计标准确定。c.采用专用辅具，可以在固定点焊机上焊接凸焊螺母、凸焊螺栓等焊接标准件。d.对体积较大的总成可考虑采用简易的助力装置降低劳动强度，如：布置在空中的弹性吊挂装置，布置在固定点焊机上的弹性支撑装置及布置在工位边的辅助支撑装置等。3.2.2悬挂点焊采用不同形式的焊钳，对较大的合件或总成进行焊接。采用悬挂点焊机焊接占地面积较大，工艺投资较多，生产组织不灵活，但目前仍是最主要的焊接方式。a.对体积较大、装配尺寸要求较高的总成采用

23、夹具定位焊接，要求夹具定位准确、工件装卸方便、焊钳操作灵活。b.对体积较小、但装配尺寸要求较高，又难以用固定点焊机焊接的总成，也可考虑采用夹具定位焊接。c.焊钳的合理选择、焊钳的接近性、焊钳的操作灵活性等非常重要，对焊接质量与生产效率会产生很大的影响。d.悬挂点焊机分成分体式焊机与一体式焊机两种；而分体式焊机点焊控制箱又分成安装在变压器上与不安装在变压器上两种；而不安装在变压器上的控制箱又分成安装在空中钢平台上与安装在地面钢立柱旁两种。e.悬挂点焊机目前仍以工频焊机为主，在特殊场合采用了体积小、重量轻、操作灵活的中频直流一体式悬挂点焊机。3.2.3多点焊多点焊机可以分组依次焊接数个、数十个、甚

24、至更多的焊点，曾是电阻点焊实现机械化、自动化的重要方法之一。由于工艺投资大，设备故障率高，产品柔性差等缺点，多点焊接已基本上被点焊机器人所取代。 a.现在多点焊机一般用于总装线总装工位的定位点焊，点焊左/右侧围总成与地板总成连接处。有些公司还用于点焊左/右侧围总成与前围总成、后围总成及顶盖总成连接处。b.现多点焊机焊接变压器仍以工频交流为主，少量有实力的公司已改用中频直流，改用中频直流焊接后可以减少变压器数量，提高焊点质量。 c.一些产量较小的焊装线，采用了傀儡焊钳，通过电缆线与导电板引致夹具外侧，采用普通悬挂点焊机焊接。采用傀儡焊钳可以降低设备投资。3.2.4机器人点焊机器人的应用主要根据生

25、产纲领、生产品种、柔性化要求、产品焊接工艺性等多种因素来综合考虑，是实现车身焊接自动化、柔性化生产的主要设备。a.车身生产纲领越高，生产品种越多，柔性化需求越强，采用机器人焊接的必要性就越大。b.一般焊钳尺寸越大、人工装配与点焊越困难，采用机器人装配与点焊的必要性就越大。c.一般对焊接质量要求越高，尤其是外表面件焊点，采用机器人焊接的必要性就越大。3.3确定焊装线传送方式由于生产纲领、生产品种、生产方式不同，焊装线传送方式也不同，常用的焊装线传送方式有机械化传送与非机械化传送两种。车身年产量超过3万辆，焊装线一般采用机械化传送方式；车身年产量小于3万辆，焊装线一般采用非机械化传送方式。机械化传

26、送又分为往复杆传送、台车传送及滑撬传送等。3.3.1往复杆传送3.3.1.1传送方式a.往复杆行走轨迹为上升、传送、下降、返回，每个动作都能实现慢-快-慢，停位准确。往复杆输送线单个循环时间为20秒左右，往复送件的重复到位精度为±1毫米，往复杆输送升降行程一般不超过1000mm。b.工件的水平输送是通过调频电机驱动齿轮齿条做往复运行实现的，有的调频电机安装在往复杆上，有的调频电机安装在焊装线旁的地面上。 c.往复杆的升降有气动、液压及电动驱动方式。现在已很少采用液压驱动方式，气动驱动方式应用的也不多，电动驱动方式应用的最多，常用的电动驱动方式有摆臂式与齿轮齿条式两种。d.摆臂驱动方式

27、采用调频电机、双速电机或伺服电机带动曲柄旋转1800，从而实现输送线本体的顶升与落下，一般采用液氮平衡缸平衡输送线本体与工件的重量。这种形式的焊装线结构简单，常用于升降行程较大的车身产品，如：东风天龙、天锦车身焊装线。e.齿轮齿条驱动方式采用调频电机带动贯通全线的齿条实现往复运动，通过齿轮带动各个工位夹具齿条实现输送线本体的顶升与落下，采用气动平衡缸平衡输送线本体与工件的重量。这种形式的焊装线结构较复杂，常用于升降行程较小的车身产品，如：奇瑞L11轻卡车身焊装线。3.3.1.2国外应用情况a.往复杆传送方式曾是汽车车身焊装线的主要传送方式之一，上个世纪八、九十年代曾在国外得到广泛应用。b.此种

28、传送方式柔性较差，不利于焊装线的换型改造，也无法实现焊装线的柔性化生产。c.国外新建的车身焊装线，已很少采用此种传送方式。3.3.1.3国内应用情况a.往复杆传送方式仍是国内车身焊装线的主要传送方式之一，在国内仍在大量使用。b.此种传送方式虽然存在柔性较差等问题，但因为往复杆传送方式运行平稳，可靠性高，维修方便，造价较低，仍是国内卡车车身焊装线的主要传送方式。如：一汽J6车身焊装线，重汽A7车身焊装线、柳汽M5车身焊装线等。c.轿车车身焊装线已基本不再采用往复杆传送方式。3.3.2轻便轨道+随行夹具式台车传送3.3.2.1传送方式a.采用随行夹具式台车具有独立的定位夹紧系统；有足够的强度和刚度

29、，不易变形；通过轻便轨道输送，运行噪音低，稳定、可靠、移动精度高；可直接利用台车上的动力定位夹紧机构对车身进行定位夹紧。b.定位装置可以实现自动转换，转换精度容易控制，适合多品种生产，柔性化强。c.由于单车及系统的柔性化设计要求和制造成本都很高，在主要焊接工位上对台车的定位也有较高的要求，因此，在选择这种输送方式时首先要考虑生产批量和制造成本。3.3.2.2国外应用情况a.随行夹具式台车传送方式在上世纪九十年代与本世纪初，曾是轿车车身焊装线的最主要传送方式，常用在大批量生产的轿车焊装线上。b.部分轿车车身焊装线采用双层传送方式，上层为台车传送的机器人自动焊接生产线，下层为空台车返回线，地面没有

30、设备基础坑，如;德国奔驰汽车公司的轿车车身焊装线。c.部分轿车焊装线采用单层传送方式，如:韩国起亚汽车公司的轿车车身焊装线。3.3.2.3国内应用情况a.国内部分轿车生产企业的车身焊装线已与国外处在同一水平，焊装线的主要装备都由国外供应商直接提供，部分轿车车身焊装线采用了这种输送方式。b.目前尚没有收到国内卡车车身焊装线采用台车传送方式的信息。3.3.3 动力滚床+滑撬传送3.3.3.1传送方式a.动力滚床采用皮带输送、变频调速同样可以获得较低的噪音。滑撬本身带有精确的定位机构，但不具备动力夹紧装置。b.可以进行车身的一般性补焊工作。在设计上也可以实现多车型滑撬的共享。可通过设置90°

31、;180°旋转机构进行分支，容易实现柔性化改造和产能提升改造。c.采用动力滚床+滑撬式的输送方式制造成本相对较低，而且检测维护方便。由于车身滑撬具有造价低、体积小、重量轻，便于维修、传送效率较高等特点，所以应用比较广泛。d.滑撬也可作为线下运输的车身支具，用于车身的离线检查转运及车身存储等其它场合。3.3.3.2国外应用情况a.动力滚床+滑撬式传送方式是现在车身焊装线的主要传送方式之一，常用在大批量生产的轿车焊装线上。b.采用滑撬传送方式，焊装线工位间距可变，可以根据工艺需要确定工位间的距离。c.滑撬还可以实现地板线、总装线、调整线、白车身储存及运输通用，空滑撬空中返回至地板线一工位

32、。日本的许多汽车厂就采用了此种传送方式。d.有的汽车公司滑撬实现了地板线、总装线、调整线及油漆车间前处理共用，法国雷诺卡车车身焊装线就采用了此种传送方式。3.3.3.3国内应用情况a.此类输送线在国内轿车生产中得到了大量应用，如：襄樊天籁轿车车身焊装线。b.在微型车生产中也有应用。c.国内有的汽车公司也在着手考虑卡车车身焊装线采用动力滚床+滑撬式输送方式。3.3.4非机械化传送驾驶室年产量在3万辆以下，总装线一般都采用非机械化传送方式，常采用的非机械化传送方式有以下几种。3.3.4.1人工推送台车方式a.地板总成与车身总成采用台车输送，台车的升降通过装配工位的4个气缸完成，台车的前进靠地面轨道

33、导向，由人工推送。b.用电动葫芦将地板总成吊运至人工推送的台车上，然后将台车推至装配工位。c.装配工位的台车下降，地板总成落到夹具的定位部件上；装焊工作量完成后，台车上升，人工将台车推至下工位。d.完成总装线的全部工作量后，人工将台车推至调整线，或送回一工位。 e.十堰市的一些小型车身制造公司就采用了此种非机械化传送方式。3.3.4.2人工推送滑撬（或托盘）方式a.地板总成与车身总成采用滑撬（或托盘）输送，滑撬的升降通过各工位的气缸与导向机构完成，滑撬的前进靠空中的轨道导向，由人工推送。 b.用电动葫芦将地板总成吊运至人工推送的滑撬（或托盘）上，然后将托滑撬推至总装工位。c.滑撬（或托盘）下降

34、，地板总成落到夹具的定位部件上；装焊工作量完成后，滑撬上升，人工将滑撬推至下工位。d.完成总装线的全部工作量后，人工将滑撬推至调整线，或送回一工位。 e.重庆鑫源汽车公司就采用了此种非机械化传送方式。3.3.4.3人工吊运工件方式a.地板总成与车身总成较重，一般采用电动葫芦与吊具吊运。b.其余分总成较轻，常采用电动葫芦、气动葫芦、气动平衡装置等方式吊运，完成工位之间的总成传送。3.4 确定总成的装配方式由于产品结构与品种不同，车身的夹具装配形式也不同，现仅对焊装线总装工位的装配方式提出一些粗浅的看法。白车身总装工位常用的总成装配形式有单套夹具装配、多套夹具装配及柔性夹具装配三种。3.4.1单套

35、夹具装配单套夹具装配是应用最广的一种装配方式，常用的单套夹具装配方式有翻转式装配、平移式装配、翻转平移式装配。3.4.1.1 翻转式装配a.当白车身产量很小、且自动化水平很低时，左/右侧围总成可考虑采用翻转夹具装配、定位。b.左/右侧围总成夹具绕夹具下部的铰链轴旋转打开15度角左右，人工预装左/右侧围总成，或用简易吊具将左/右侧围总成吊运至夹具上，左/右侧围总成夹具整体翻转合拢，完成左/右侧围总成装配、定位。c.然后再装配前围总成、后围总成、顶盖前横梁总成及顶盖总成。 d.此种装配方式现已很少采用，基本上被平移夹具装配方式所取代。3.4.1.2 平移式装配a.平移夹具装配是总装工位最主要装配方

36、式，由于产品结构、产量及品种不同，常用装件方式也有不同。b.前工位预装方式：在前一工位用定位钳或工件自定位方式将左/右侧围总成预装在地板总成上，在总装工位由平移夹具完成左/右侧围总成的定位，然后再完成其余总成的装配与定位。c.本工位人工装配方式：在本工位人工将左/右侧围总成装配到平移夹具上，平移夹具运行到位，然后再完成其余总成的装配与定位。d.本工位自动装配方式：在本工位通过自动输送装置将左/右侧围总成自动输送到装配位置，由平移夹具自动完成工件定位，然后再完成其余总成的装配与定位。e.当白车身产量较大时，通常采用自动化输送装备，自动完成工件定位；当白车身产量较小时，通常采用手动控制夹具，手工完

37、成工件定位。 f.现在设计制造的卡车焊装线普遍采用此种装配方式。3.4.1.3 翻转平移式装配a.翻转平移夹具装配方式适合于高度尺寸较大的左/右侧围总成（如卡车高顶双卧左/右侧围总成），适合于较低的厂房，即难以采用平移夹具装配的场合都可考虑采用翻转平移式装配。b.采用翻转平移夹具装配方式有利于左/右侧围总成输送。在分装工位用简易的输送装置将左/右侧围总成预装在地面夹具上，通过空中的自动输送装置将工件自动运至线旁夹具上，翻装夹具自动旋转90度角，然后自动运行至装配位置，自动完成左/右侧围总成定位。c.由于夹具翻转速度较慢，在车身产量大于7万辆时就不易再采用翻转夹具装配。d.东风卡车车身焊装线、山

38、西大运卡车车身焊装线就采用了此种装配方式。3.4.2多套夹具装配多套夹具装配是大批量、多品种生产总装工位常用的装配方式，左/右侧围总成夹具可自动完成品种的切换，实现不同品种车身的任意混流生产。常用的多套夹具装配方式有滚桶式夹具装配、移动式夹具装配及多工位夹具装配等。3.4.2.1滚桶式夹具装配a.总装工位左/右侧围总成夹具分别布置在工位两侧与总装线平行，且可以向内平行移动的滚桶上，滚桶为正四方形的四面体，可实现定轴360°旋转。b.滚桶每一面可以安装一套夹具，每个滚桶可安装4套夹具，安装2种不同车型的夹具，每种车型安装2种相同的夹具，1套夹具用于装件定位，另1套夹具用于焊接，可实现两

39、种车型任意切换。c.韩国起亚、韩国现代、德国宝马都采用过这种夹具装配形式。3.4.2.2移动式夹具装配移动式夹具分为升降式夹具装配与水平移动式夹具装配。a.总装工位夹具分为地面部分和空中部分，在该工位的二层钢平台上有三个位置，可存放两种车型的空中部分夹具，两种车型任意切换，如果连续布置两个这样的总装工位便可以实现四种车型任意切换，丰田公司就采用过此种生产方式。b.总装工位夹具为多套，分为线内夹具和线外夹具，线内夹具与线外夹具位置可以根据生产需要进行调整，来实现两种（或三种）车型的任意切换。3.4.2.3分工位夹具装配a.可将不同车型的总焊夹具在焊装线中分工位布置，在同一条焊装线上布置23个工位

40、的总装夹具，不同车型在不同工位的夹具上生产。 b.采用此种方式会延长生产线，但可降低夹具的设计难度。c.此种方式在轿车与卡车公司都有应用，如：东风汽车有限公司襄樊工厂天赖轿车总焊线就预留了一个用于新车型的总装工位，随州齐星汽车公司卡车车身焊装线上就有多套总装夹具。3.4.3柔性夹具装配近几年采用柔性夹具装配的汽车公司越来越多，在国外已经广泛应用，在国内部分轿车车身装焊线上也开始应用。总装工位可通过机器人抓取不同车型的夹具实现多种车型任意切换；也可通过在一套夹具上切换不同的定位模块来切换车型，这样焊钳的可达性变得很差，往往需要机器人焊接。常用的装配方式有独立夹具装配与组合夹具装配。3.4.3.1

41、独立夹具装配a.左/右侧围总成、后围总成及顶盖总成夹具都是分开独立定位的，相互之间没有联系分别布置在焊装线两侧。b.线旁的机器人抓取左/右侧围夹具送至线上的通用定位机构上，锁紧定位，然后机器人再抓取后围总成及顶盖总成定位夹具送至装配位置，由其余的机器人完成焊接工作。c.由于没有形成一个刚性的整体，这样不仅使每一边的侧围夹具在结构上要加强，对车身骨架整体结构尺寸的保证能力也较弱。d.早期设计制造的车身柔性夹具常采用此种方式。3.4.3.2组合夹具装配a.左/右侧围总成夹具通过一种定位联结锁装置相互联接起来，同时也可实现把顶盖总成及后围总成定位夹具同时联接，形成一个刚性的整体。 b.这样可使每一边

42、的侧围总成夹具在结构上得到加强，同时也保证了车身骨架的整体结构尺寸，并使原来夹具的平面定位型式变成立体定位型式，组成了覆盖整个车身的三维整体框架结构。c.采用此种方式，消除了车身零件变形及各种误差带来的对车身整体尺寸的影响，定位的精度及可靠度都得到了提高。d.随着车型更新换代速度加快，为实现多品种柔性化生产，国内主流厂家已开始使用组合装焊夹具。如神龙公司206/C2的侧围成型夹具，通过固定部分和活动部分组合而成，可通过车型识别实现两种车型的快速转化。瑞典ABB公司为北京奔驰公司制造的车身焊接总拼夹具也采用了组合夹具装配方式。3.5确定总成输送方式焊装线常用的总成输送方式有自行小车上线、自动输送

43、装置上线及人工输送装置上线等。3.5.1 自行小车输送自行小车分为循环输送与往复输送两种形式。3.5.1.1循环输送a.循环输送具有多点输送、交叉输送、远距离输送等优点，这些优点尤其适合于2条（或2条以上）总装线向1条调整线输送白车身的场合，可以同时运行2种（或2种以上）的吊具，满足不同车型的吊挂要求。b.循环输送也适用于地板总成及其它大型总成的输送，一般用于大批量生产，具有积放与CKD散件调出功能。c.自行小车轨道材料又分为铝合金轨道与钢轨道两种形式。要求比较高的场合采用铝合金轨道，但费用也较高。d.自行小车升降形式分为交叉臂形式、皮带形式、链条形式等，其中交叉臂形式应用较广，皮带形式与链条

44、形式占用空间尺寸较小。3.5.1.2往复输送a.自行小车往复输送具有沿着非直线轨道运行的优点，在一些难以布置直线自动输送装置的场合，可以考虑采用自行小车输送。b.自行小车往复输送一般用于左右侧围总成、顶盖总成等总装线分总成的上线。3.5.2自动输送装置输送自动输送装置输送分为升降臂输送与伸缩杆输送两种形式。3.5.2.1升降臂输送a.可自动升降的升降臂沿着固定的轨道自动运行，自动输送装置全部采用水平直线轨道，点到点运行。b.升降臂布置在矩形轨道侧面，通过安装在升降臂与矩形轨道之间的滚轮与电机实现升降臂的升降与水平运动，也可在中间任意位置停顿。c.此种输送设备需安装在地面上，主要用于大型分总成件

45、，左右侧围总成、顶盖总成等。3.5.2.2伸缩杆输送a.伸缩杆布置在空中的两排水平轨道底面，通过安装在两排水平轨道之间的小车实现水平往复运动，通过大小不等的2套（或3套）伸缩杆实现升降运动。b. 伸缩杆的轨道材料又分为铝合金轨道与钢轨道两种形式。要求比较高的场合采用铝合金轨道，但费用也较高。c.此种输送设备一般安装在空中的钢结构上， 主要用于左右侧围总成、顶盖总成等总装线分总成的上线。3.5.3人工输送装置输送人工操作简易的电动（或气动）升降装置与水平移动装置，完成总成的输送。常用的人工输送装置有梁式天车输送、电动葫芦输送，气动平衡吊输送等。a.梁式天车输送人工操作0.51吨梁式天车，完成白车

46、身总成的升降与水平输送，此种输送方式常用在总装线向调整线的白车身转运。b.电动葫芦输送人工操作0.51吨单钩（或双钩）电动葫芦，完成总成的升降与水平输送，此种输送方式常用在地板线向总装线的地板总成转运。 c.气动平衡吊在车身分总成生产中，大量应用了人工操作的气动平衡吊，有50KG、100KG、150KG、200KG等规格。主要用于分装焊接阵地吊运重量较轻的分总成。3.6工时计算工时定额是工艺设计的一个重要基础数据，有实力的公司一般采用动作分解法计算工时。实力较弱的公司一般采用参照法计算工时。3.6.1动作分解法a.采用动作分解法计算出标准时间，然后再根据标准时间计算出各个工位的装焊工作量，在此

47、基础上确定所需工位的数量。b.具有一定的技术和熟练程度的作业者（称为标准作业者），在最佳作业条件和作业方法下（称为标准作业），以工作因素基准速度，按标准努力程度作业所需作业的时间就是标准时间。采用标准时间，便于作业管理，同时标准时间也是确定计算成本的依据。c.标准时间由纯操作时间（加工、装配、焊接、搬运等）和空闲时间（延续操作所必需的）构成。空闲时间由一般空闲时间和生产线空闲时间构成。一般空闲时间包括操作空闲时间（整理工具、给机器加油等）、工作场地空闲（操作指导、场地清扫等）、生理空闲时间（上厕所、喝水、擦汗等）、疲劳空闲时间（疲劳引起的操作速度减慢）。生产线空闲时间包括编制工艺上的损失、变换

48、车型的损失。d.标准时间计算方法：若纯操作时间为1，一般空闲时间为1.19，生产线空闲时间为1.1，则标准时间为1 × 1.19 × 1.1 = 1.309。在实际生产中要最大限度的压缩空闲时间，提高生产效率。3.6.2参照法计算根据以往生产过的车型，或相似的车型，确定新车型的工时定额及个人的工作经验确定的。3.7工艺设计3.7.1确定生产节拍若设计依据为全年工作250天，两班工作制，每班工作8时间，设备开动率为85%，年生产纲领为50000台，则生产节拍为：生产节拍 = 250天×2班×8小时×60分×85%/50000台= 4分3

49、.7.2计算工位数根据生产节拍、设计工时及夹具功能等计算工位数。3.7.2.1焊装线工位数a.根据分总成的装焊工作量、设计工时、生产节拍及夹具通用性，计算出装配及定位点焊工位数量。b.根据焊接工作量计算出人工补焊工位与机器人补焊工位数量。 c.考虑将来生产能力提升与产品品种扩展，酌情预留出备用工位。d.根据操作的方便性，焊钳的通用性，分总成上线的可行性，总体布置的合理性等各方面因素，总装线的工位数进行确定。3.7.2.2调整线工位数a.调整线的生产工位按2名生产工人考虑。b.调整线的装配、打磨、修整等工作量不能放在同一工位，需分工位布置。 c.调整线另加检查工位、返修工位及发车工位，具体工位数

50、量依据工作量确定。3.7.2.3分装工位数a.根据总成的装焊工作量、设计工时、生产节拍及夹具通用性，计算出工位数量。b.根据焊钳的接近性与工件吊运的可行性，确定是否增加补焊工位。3.7.3确定工艺装备a.确定生产线数量，常用生产线有：地板线、总装线、调整线，当产量很高时，还会布置左/右侧围线、前围线、后围线、顶盖线及左/右车门线等。 b.确定焊接设备数量，常用的设备有：固定点焊机、悬挂点焊机、CO2气体保护焊机、氩弧焊机、螺柱焊机、机器人等。c.确定输送设备数量，常用的设备有：推杆悬链、自行葫芦、摩擦线、滑撬、板链、自动上线装置、梁式天车、电动葫芦、电瓶叉车等。d.确定其它设备数量，常用的设备

51、有：液压机、车门包边机、涂胶泵、三坐标测量机、打标机等。e.确定夹具、检具、吊具、焊钳、工具数量。3.7.4编制技术任务书a.编制生产线技术任务书；b.编制焊接设备技术任务书；c.编制输送设备技术任务书；d.编制其它设备技术任务书；e.编制夹具、检具、吊具、焊钳技术任务书；f.编制工具订货清单及技术要求；3.8编制生产准备计划a.编制焊接车间总体生产准备计划；b.编制土建、公用动力、生产线、设备、夹检具等具体准备计划。 c.编制网络计划；3.5工艺设计应注意的问题a.了解每道工序达到质量的程度，以便达到车身产品质量要求。 b.工艺设备的选择要与成本协调一致，以少的投资选择恰当的设备。 c.生产

52、规模要适应生产纲领要求，选择设备时应避免留富余而造成浪费，同时还要考虑设备之间的能力平衡。d.要缩短生产准备时间，对产量的变更要有适应性。在工艺设计中应考虑产量和品种变化的应变能力。e.考虑自动化、省力化。f.尽量减少工序，工序要有连续性。g. 要适应换型的需要。4 物流设计搞出一个好的平面布置设计，主要是搞好两个设计，一个是工艺设计，一个是物流设计，这两个是平面布置的基础。工艺设计和物流设计是关系较密的工作，互相有交叉，有影响，有切不开的关系。在进行工艺设计时，要考虑到零件、分总成、总成、驾驶室流动的全过程。4.1物流设计原则a.一条线流的原则，不允许停顿、倒流、超流。b.规范化装载的原则，

53、几个同类物品装在一个器具内。c.单纯化的原则，不要搞得繁锁，工位器具、运输机械、手段要简单可靠、易修。d.实现迅速的原则，输送要快。e.便于管理的原则，一旦要发生问题，管理者能一目了然，很容易找出问题所在。并且遵循先进先出的原则。4.2物流设计要考虑的因素a.考虑工厂的长远发展，保持物流设计的合理性。b.加快物流的速度，不停、不堵、不超迁、快进快出。c.要避免送货车、人交叉，要各行其道。d.要注意安全作业。e.外协件到装配线的距离应当是最短。f.仓库设计时，要明确设计的前提条件。g.物流设计要与厂房、车间工艺设计统一协调确保物流设计的合理性。4.3物流系统设计步骤4.3.1部品分类a.根据装载

54、形式与特点，对零件或总成进行分类，将盒子、架子标准化；b.较大的零件一般采用专用工位器具；c.车间内生产的总成一般采用带有轮子的专用小车储存与转运； d.大型的总成一般采用手动或自动方式转运。4.3.2绘制物流图a.物流图是物流设计的主要文件，包含两方面内容，一是物流的流向，二是物在流动过程中的数量或重量是怎样变化和输送的。b.在绘制了物流图基础上确定主要运输装置。c.车间之间、仓库与车间之间的主要运输装置是采用内燃叉车，车间内的运输装置逐步由手动液压车改为电瓶叉车。4.3.3确定平面空间所需面积a.计算面积有几种方式：按每台车消耗量统计；根据装载形式统计；用比例法统计。b.常用的计算方法是根

55、据装载形式统计，焊装车间与零件仓库根据工件的种类与产量确定工位器具的数量，再根据工位器具的数量与尺寸计算所需面积。4.3.4物流系统设计a.设计详细的物流系统，物体在车间的什么位置?多少量?何时运走?停留周期等等必须考虑到。b.通过物流图可以发现设计中的问题并加以解决，物流图作为工艺设计的原始资料是必要的，但也不是完全按这个模式去做，还可以根据现有的条件和经验，对现有的东西进行分析，早出问题，定出解决办法，实施效果可能会更好。5.平面布置设计总体平面布置设计的好坏对工厂的建设与发展有着重要的影响。设计前要充分了解国内外先进的设计理念，充分汲取以往的设计经验，使新车间的平面布置设计有一个质的飞跃

56、。5.1平面布置设计原则5.1.1单纯化原则单纯化设计，有利于平面布置设计、生产管理及人员管理。a.同类驾驶室集中生产平面布置设计时尽量将同类车型驾驶室集中在同一厂房内生产，这样便于生产管理与人员管理，便于平面布置设计与更改设计，且厂房结构和要求基本相同。b.便于运输和管理设备布置尽量靠近通道，零件和分总成尽量存放在通道边上。这样便于运输和管理。c.与生产流向一致平面布置尽量与生产流向一致，这样能减少运输线上的浪费和人员来往行走时间上的浪费。d.仓库集中布置冲压件仓库、中小件仓库、标准件镀与锌件仓库尽量集中，这样便于管理。5.1.2规模化原则规模化设计，可以减少产量变动、品种变动及人员变动对生

57、产的影响，还可以降低成本。加大管理单位和管理规模，能减少产量变动和和人员变第21/25页 动对生产的影响。5.1.3弹性原则弹性化设计，可以提高产品的市场应变能力，有利于工厂的长远发展。 a.有利于扩建和改造焊接车间应具备一定的扩建和变更的适应性，扩建、改建方向一定要明确，不要含糊，否则会引起整个厂房平面布置的重新设计。b.采用双轨制布置同一个焊接车间内布置2条（或2条以上）焊装线，可以实现新老产品的同时生产与平稳过渡。c.预留发展工位在焊装线增加12个补焊工位，当机器人故障时采用人工点焊完成驾驶室焊接工作。将来产量提升时，可分担部分机器人焊点，用于压缩生产节拍。也可以用于新增的其它焊接工作量。5.1.4安全和便于工作原则强化安全设计，创造良好的工作环境，充分满足工人的要求。a.确保作业安全作业者提心吊胆是无法生产出高质量产品的，在工作中一定要确保作业安全。生产现场所必须的人行通道、空中护网、安全护栏、操作踏板、安全门、安全标识等要配备齐全。b.