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1、焊装输送线焊装输送线2009.6.24修改 都韧刚车身焊装输送线是装焊生产线的一个重要组成部分。是实现各工位之间的制件传送的装置。是汽车制造过程中一个十分重要的生产环节。随着现代汽车工业的飞速发展，对制造工艺过程的机械自动化要求愈来愈高。为了提高生产率，减轻工人的劳动强度，提高汽车的质量和产量，应当尽量采用并且不断研制先进的机械自动化生产设备。输送装置提高了生产率，改善了劳动条件，保证了作为产品的汽车的质量和产量。根据输送线与装焊制件的空间相对位置，可以分为底置输送线和顶置输送线。顶置输送线又称为空中往复式，一般分为吊具直送式和上夹具平移式。吊具直送式是在每个工位上方安装一套吊具，利用这些吊具
2、在空中轨道上的同步往复运动来输送制件。每当一个装焊循环完成后，吊具自动抓住制件使其脱离升降台，并将制件送至下一工位的升降台面上，然后吊具回位。上夹具平移式是在每个工位上方安装一套带提升装置的上夹具。每当一个制件的装焊循环完成后，提升装置下降，通过上夹具将工件夹紧提升至平移高度，平移装置带动提升装置将制件平移至下一工位。输送到位后提升装置下降，上夹具松开，将制件放入夹具体定位后，提升装置再升起，与上夹具返回初始位置。这种输送方式对于某些底面形状复杂、不宜用往复杆输送的大总成如：轿车底板、中、轻型载重车的驾驶室等，比较适用。但是，因为输送装置整体安装在空中桁架上，位于制件的上方，故对厂房高度上有要
3、求。同时，从安全角度考虑，应该在空中设置安全护网，防止制件掉落伤害工作人员。底置输送线是常用的输送形式，根据输送线的结构形式，大体可以分为：举升直送式、滑橇输送式、工艺小车输送式、滚床输送式、自动导向小车输送式及往复杆输送。由于底置输送的常用性以及结构形式的多样性，下面着重就底置输送的各种形式进行介绍。一、举升直送式举升直送式是安装在夹具举升支架上的输送体升起后，将制件举起脱离夹具，直接将制件输送至下一工位的输送方式。根据输送体的不同，可以分为滚轮输送和皮带输送。滚轮输送式在举升支架上安装的是滚轮，在各个工位之间用滚道连接起来，通常用手工的方法将制件推送到下一工位。如（图1），为华普海域506
4、车型侧围线输送装置。这种生产线劳动强度较大，效率较低，适用于批量不大的生产。皮带输送在举升支架上安装的是同步齿型带，通过电机带动皮带输送制件，如（图2），为华普海域506车型行李箱输送装置。由于制件直接与滚轮或皮带接触，因此制件形状应平滑，如果有太多的弯曲、凹凸，输送时会产生颠簸、震动，损伤制件表面。 图1图2二、滑橇输送式滑橇是安装有定位装置，用来托举制件的支架。滑橇输送式就是利用滑橇在辊道移动，实现工件水平输送的方式。辊道安装在各个工位的举升支架上，当一个装焊循环结束时，各个工位的举升支架同时举起，使辊道升起到同一高度，驱动滑橇将制件输送到下一工位。到位后各工位的举升支架下降，滑橇与制件脱
5、离，将制件放入夹具中定位。滑橇输送式根据驱动滑橇的方式，可以分为手工滑橇和摩擦轮输送式。用手工推动滑橇输送的方式称为手工滑橇。如（图3），为奇瑞汽车H13商务车侧围线手工滑橇输送方式。（图4）为吉轻D82A主焊线手工滑橇输送方式。通过减速电机带动摩擦轮，利用摩擦轮与滑橇之间产生的摩擦力作为动力，推动滑橇输送的方式称为摩擦轮输送式。如（图5），为夏利X121侧围的摩擦轮输送式滑橇。 图3滑橇输送根据滑橇的运行方式可分为往复式滑橇输送和通过式滑橇输送。往复式滑橇输送在制件输送到下一工位，举升下降到位后，滑橇通过手工或摩擦轮方式返回原工位，实现往复运动。通过式滑橇输送的滑橇跟随制件从初始工位直到最后
6、工位下线，滑橇堆积在下线工位，由人工或机械的方式运回初始工位重新装到输送线上。可见，通过式滑橇输送效率低，劳动强度大。因此，滑橇输送大多数采用的是往复式输送方式。 图4图5为了保证滑橇运行的平稳性和定位的准确性，滑橇在加工制造过程中要保证相同的外形尺寸和加工精度。三、工艺小车输送式 通过工艺小车输送托举制件，在工位间传输的形式称为工艺小车输送。工艺小车输送式与滑橇输送式的原理一样。滑橇在辊道上运行，而工艺小车通过自身带有的轮子在轨道上运行。如（图6），为华普TX4的工艺小车输送方式。工艺小车通常通过手动推动，因此劳动强度大，工作效率低。不适合大批量的生产。图6四、滚床输送式 滚床输送式是一种特
7、殊的滑橇输送形式。其举升装置通常由电机带动同步齿形带，驱动曲柄旋转180度，或者驱动齿轮与齿条啮合，从而实现输送线本体的举升、落下。工件的水平输送是通过电机带动同步齿形带，使摩擦轮转动，驱动滑橇运行实现的。如（图7），为奇瑞汽车H13商务车主焊线滚床输送方式。 图7由于滚床的结构形式已经逐渐标准化，通用性日益增强，因此有很多专业厂家可以设计生产辊床。用户只要提出举升高度、工位跨度、摩擦轮跨距等参数即可。与滚床相配的滑橇可自行制造，或由滚床厂家直接设计制造。从以上的结构介绍中可以看出，举升直送式、滑橇输送式、工艺小车输送式、滚床输送式的举升装置是独立安装在各工位夹具体上的，各工位举升装置有独立的
8、动力源，因此各工位的举升过程并不是完全同步的，但举升到位后，其升起的高度必须是等高的，以保证滑橇水平输送过程的平稳。由于滑橇水平输送是同时进行的，因此各工位举升的时间也不能相差太多，以免出现等待的现象，影响生产效率，降低焊接节拍。五、自动导向小车输送式自动导向小车输送式也称为台车输送式。台车实际上就是定位夹具本身，工件在台车上定位，在电机的驱动下在轨道上运行，从第一工位直到最后一个工位，然后从循环的回路返回到第一工位。如（图8），为轿车公司M2输送线的局部图。图8台车在轨道上无法保证工件定位的精度，因此焊接时气缸举升装置举起台车定位。台车输送时举升装置下降将台车落入轨道中。与其他的输送形式不同
9、，台车在输送过程中，工件始终定位夹紧在台车中不动，直至同台车一道运行至最后一个工位下线，因此工件的定位精度高。台车输送式结构简单可靠，适应多种车型的柔性生产能力强，代表了车身制造技术的发展方向。六、往复杆输送式焊装线上各工位托举制件的定位机构，安装在贯穿全线的两条并列的滑橇上，通过这两条滑橇的往复运动，实现制件传输的输送方式称为往复杆输送。这两条滑橇外形像两根长杆，通常称为往复杆。 往复杆式输送线与滑橇式输送线最大的区别在于，滑橇式输送线的各个举升装置分别安装在各自工位的夹具底板上，因此各个举升是相对独立的。而往复式输送线的举升装置尽管也分别安装在各工位的夹具底板上，但他们通过连接部件连接成一
10、体，使各工位夹具的底板也通过输送线连接为一体。因此输送线中所有夹具的底板必须超平、找正，调整为等高，并用过梁连接，才能保证输送线举升和传输的同步性和平稳性。这对夹具的调整提出很高的要求。往复杆式输送线中往复杆行走轨迹为举升、传送、下降、返回。当往复杆升起时将制件托起脱离夹具的定位，然后向前传送，将制件输送到下一工位，往复杆下降，将制件放入夹具里定位，最后往复杆返回原位。往复杆式输送线主要由以下部分组成：举升装置、水平输送装置、举升驱动装置、辅助举升装置、水平导轮连板等。1.举升装置 往复杆输送线的举升装置将制件托起脱离夹具的定位，为制件的传送做准备。举升装置是往复杆输送线的重要组成部分。根据举
11、升装置的结构形式，往复杆输送线可分为齿轮齿条式、曲柄摆臂式、曲柄滑块式、交叉臂式等。1.1齿轮齿条举升式齿轮齿条举升式是通过齿轮与齿条的啮合，将输送线举起，传送制件的方式。这种方式将动力系统的拉力由水平齿轮齿条传递给垂直齿轮齿条，转化为向上的举升力。垂直齿条安装在基座中，与基座中的导套配合，垂直齿条在这里既是传递举升动力的零件，也是保证举升平稳性的导杆。如（图9），为华菱H08车型主焊线使用的齿轮齿条式往复杆输送线局部图。 图9齿轮齿条举升式结构简单、可靠，制造调试便利。由于采用齿轮齿条传递动力，因此传递效率高，响应速度快，举升同步性好，有明显的优点，是广泛采用的形式之一。但是由于举升齿条安装
12、在台面上，往往比夹具底板的厚度长很多，因此输送线安装前必须开挖地坑，增加了基础施工量。同时，安装和维修也必须经常进入地坑，增加了工作的难度。1.2曲柄摆臂举升式曲柄摆臂举升式的机械原理是多平行四边形连杆机构。每个工位的举升装置都是一个平行四边形连杆，焊装线上所有工位的举升装置通过水平连杆连为一体，形成多平行四边形连杆机构。输送线动力装置拉动动力曲柄旋转，动力曲柄通过回转轴将扭矩传递给举升装置使曲柄摆臂回转，托举起整个输送线。如（图10），为解放公司J6卡车曲柄摆臂举升式输送线的局部图。图10曲柄摆臂举升式结构明快、轻盈，输送线工作时震动小、噪音低，全部的装置均安装在夹具台面上，无需开挖基础，使
13、安装和维修都很便利，是目前经常采用的形式。但是由于曲柄摆臂举升式采用的是平行四边形连杆机构，所有的曲柄摆臂及连杆的尺寸必须相等，否则无法形成平行四边形，导致举升时因别劲而无法运动甚至损坏输送线。因此曲柄摆臂举升式对输送线的加工和调试精度提出了很高的要求。1.3曲柄滑块举升式该举升结构的机械原理相当于曲柄滑块机构。各工位的回转曲柄通过水平连杆连为一体，输送线动力装置带动曲柄转动时，曲柄通过垂直连杆传递动力，使各工位举升装置沿导向座做垂直运动。可见，各工位举升装置就相当于滑块。如（图11），为大众捷达地板线的曲柄滑块举升形式。图111.4交叉臂举升式交叉臂是两根交叉成剪刀形状的等长的摆臂。摆臂的铰
14、链回转点在摆臂的中点处。摆臂的两端分别安装在举升架和夹具底板上，摆臂一端是固定回转铰链，另一端是安装有滑块或滚轮的活动端。在外部动力的驱动下，活动端在导轨或滚道中移动，摆臂绕铰链回转点旋转，使交叉臂在垂直方向的高度发生变化，驱动举升架升起或下降。如（图12），为交叉臂举升机构的外观图。图12交叉臂举升式的两根交叉臂必须同时动作，才能实现举升，因此交叉臂举升式是举升同步性最好的机构。但是交叉臂最好在每个工位沿着传输方向设置一个，因此交叉臂占用的空间较大，不利于使用在夹具结构较复杂的情况下。2.水平输送装置 水平输送装置由调频电机带动齿轮齿条将动力传递给往复杆，实现工件的水平输送。往复杆加工的精度
15、和材质的稳定性对于制件的定位精度影响很大。由于往复杆很长，很难整体加工制造，因此通常由带凸凹槽的连板连接而成，或者由铝型材连接而成。制件的定位装置按照工位跨距等距离的安装在往复杆上。齿条安装在滑橇的下面，通过与齿轮啮合驱动滑橇前进。电机以及齿轮等通过连接架上与输送线举升装置安装在一起，使水平输送装置与输送线同步举升下降。3.举升驱动装置举升驱动装置为输送线的举升提供动力。通常的动力形式有电动、气动和液压三种。气动和液压分别以气缸和液压缸为执行元件，以压缩空气和液压油为工作介质，推动或拉动执行元件的活塞杆，通过举升传动部件将水平方向的输出力改变为垂直方向的举升力。电动的形式是以电机和减速机作为执
16、行元件，由滚珠丝杠将回转扭矩转变为水平方向的拉力，再通过举升传动部件将水平方向的输出力改变为垂直方向的举升力。气动形式具有结构简单、成本低 、易于维修等优点。但是气动形式只能用于输送线较短、负载较小的场合。电动是一种简单的输送动力。它的主要优点是启速度动快、传递效率高。但是如果输送线负载过大，电机的功率也很大，动能消耗很大，为了防止出现“别劲”现象而烧损电机，电气设计时要增加安全设置。 液压形式在输送线负载较重，工位较多的情况下常采用。液压输出压力高，压力输出过程平稳、柔和，冲击力小，提高了输送线举升过程的平稳性，和制件定位的准确性。在输送线的设计中得到了广泛的应用。液压传输需要另外配置液压泵
17、站。由于液压输出压力高，对于密封和安全要求高，泵站通常由专业厂家设计制造，增加了输送线的成本。三种动力形式各有其优缺点，应用在不同的场合。应根据输送线的形式、负载的大小、焊接节拍、传动精度、工作环境、经济性以及安装维修的要求等，综合分析各种因素考虑。4.辅助举升装置 辅助举升装置是输送线举升的助力装置。辅助举升气缸平衡掉输送线一部分重量，减小了动力元件的负载。对于摆臂式、交叉臂式举升形式来说，辅助举升装置就更为重要。摆臂式和交叉臂式举升是通过摆臂的摆动角度变化举起输送线。在举升刚刚启动时，由于摆臂与夹具台面夹角较小，在垂直方向形成的举升力也较小，辅助举升气缸弥补了举升力的不足，缩短了举升的辅助
18、时间。辅助举升气缸通常单作用使用，举升时起到助力作用。而输送线下降时，则起到了缓冲的作用，保证了线体上下运送的平稳性，又降低了升降时带来的噪声。5.水平导轮连板水平导轮连板将各个工位的举升装置连接为一体，使各工位举升时同步。连板两侧安装有导向导轮，在滑橇运行时起到导向的作用，保证滑橇水平输送的稳定性和准确性。为了降低与滑橇的冲击，减少滑橇的磨损，导向导轮外壳通常采用尼龙或聚氨酯制造，内部装有滚动轴承。同时导轮与连板的连接处应安装垫片，便于调整导轮间距，使滑橇通过时轻松、顺畅。6.往复杆输送线的设计要点升降式往复输送线的设计、制造、安装、调试及生产必须完全满足工艺要求，设计结构合理，具有足够的强
19、度和刚性。a、输送线上升、下降时要有可靠的导向机构，使举升时平稳、安全、可靠，没有抖动、发颤现象。b、输送线上升、下降到位时要求停止位置精确，保证滑橇运行时不会与夹具或其他设备干涉。c、往复杆水平输送机构要有极限限位装置。通过普通的减速电机驱动滑橇前进或后退，到位时并不能使滑橇处于精确的定位位置，因此要在水平输送的两端安装机械限位及缓冲器。d、辅助气缸为单作用，气路设计时要考虑气缸回程时的排气装置。通常采用带溢流功能的减压阀，排气量较大的情况下也可以考虑使用储气罐。e、输送线还要有必要的安全装置。比如在维修时应有安全插销锁定输送线，防止输送线突然启动，造成对维修人员的伤害。f、对于经常转动或滑
20、动的位置，应设置润滑点，以便于保养加油。七、装焊输送线的选择车身装焊生产线作业内容多 ，装备空间位置关系复杂、自动化程度高。对设计者提出了很高的要求。它涉及焊接工艺、机械、电器、液压等专业知识和设计经验。在静止和相对运动的状态下，诸如作业者、机器人、输送系统、自动焊钳、焊接夹具及其它辅助装置的空间布置问题都成为设计者的难点和要点。对焊装输送线结构的选择，最需要考虑的是生产纲领、产品结构和工艺特点、投资规模和夹具设计制造技术水平以及厂房等情况，在细部结构上要结合产品的寿命周期，市场定位和质量要求，并对相关因素进行综合比较来进行选择。1、生产纲领 根据生产纲领的大小，确定生产节拍及工位数量。一般生
21、产纲领越大，则焊接节拍越短；工位越多，自动化程度越高。2、经济性装焊生产线的设计要符合投资效益规律。对焊接设备、焊接夹具、自动焊接装置、输送装置等影响投资额度和生产效率的关键设备要进行价值工程分析。必须通过最佳工艺方案和优化设计装备实现以最少的投资得到最大的效益。3、焊接工艺性焊接工艺的拟订对车身焊接质量起着决定作用。要避免由于焊接过程而导致的制造误差，除了要优化装备设计外，再就是采用容易实现机械化和自动化的焊接方法。4、车身总成的装配性车身总成是由若干个分总成组成。装配方案有两种：一种是集中装配，另一种是分散装配。必须合理确定装配方案和分散装配时的分散程度及装配顺序，既要考虑总成的焊接与装配
22、，又要有利于分总成的焊接与输送。5、质量检测车身装焊质量包括；形状、尺寸精度、焊接接头强度、密封性等方面。为了获得有互换性的车身总成，有效的控制误差分配，车身在制造过程中和成型后，均要进行检测。最长用的方法是通过检测夹具来检测关键部位及整车外型尺寸。可以有效的提高白车身质量 ，降低次品率。6、自动化程度自动化程度对生产线是一个重要的影响因素。在投资条件允许的情况下，尽可能提高自动化程度。这样可以稳定车身的焊接质量，提高生产效率，提高柔性程度，减轻工人的劳动强度。7、安全保证体系安全保证体系是汽车装焊线中不可缺少的部分。设备、产品、人员的安全都必须有精心的组织、严密的技术措施加以防范和保证。必须做到万无一失。11网络材料