汽車裝配技術(shù)課件

1、第四講 汽車裝配新技術(shù) 長安大學材料科學與工程學院報告人劉勝林1第四講 汽車裝配新技術(shù) 長安大學材料科學與工程學院1報告內(nèi)容 整車裝配工藝概況 汽車裝配新技術(shù)及發(fā)展趨勢 沖壓件的檢測2報告內(nèi)容 整車裝配工藝概況21 汽車裝配概述 現(xiàn)代汽車工廠的總裝車間，是機械行業(yè)現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的典型代表，是現(xiàn)代各種先進生產(chǎn)技術(shù)、先進生產(chǎn)理念的集合。總裝車間工藝設計綜合了現(xiàn)代轎車的先進生產(chǎn)工藝、現(xiàn)代化生產(chǎn)設備和檢測設備，以現(xiàn)代物流技術(shù)、信息技術(shù)，計算機技術(shù)為支撐，是一項系統(tǒng)工程。 31 汽車裝配概述 現(xiàn)代汽車工廠的總裝車間，44長安汽車總裝車間 5長安汽車總裝車間 5661.1 整車裝配工藝概況 整車裝配線,

2、一般是指由輸送設備(空中懸掛和地面)和專用設備(如舉升、翻轉(zhuǎn)、壓裝、加熱或冷卻、檢測、螺栓螺帽的緊固設備等)構(gòu)成的有機整體。71.1 整車裝配工藝概況 整車裝配線,一般是指由輸送浙江臺州路橋的吉利汽車總裝車間 8浙江臺州路橋的吉利汽車總裝車間 8整車裝配所用的主要設備 包括:裝配線所用輸送設備、發(fā)動機和前后橋等各大總成上線設備、各種油液加注設備、出廠檢測設備以及各種專用裝配設備。9整車裝配所用的主要設備 包括:裝配線所用輸送設備、發(fā)動1) 輸送設備 輸送設備主要用于總裝配線、各總成分裝線以及大總成上線的輸送。完成汽車裝配生產(chǎn)過程最重要的設備之一是汽車總裝線。 101) 輸送設備 輸送設備主要用

3、于總裝配線、各總成分裝線哈汽集團整車裝配生產(chǎn)線上輸送設備11哈汽集團整車裝配生產(chǎn)線上輸送設備11輸送設備的種類 輸送設備有剛性和柔性兩類。剛性輸送設備主要有板式輸送帶、普通懸掛輸送機這類設備國內(nèi)完全能夠制造生產(chǎn),并且質(zhì)量可靠。12輸送設備的種類 輸送設備有剛性和柔性兩類。剛性輸送設備柔性輸送設備的種類 第一種是整車柔性輸送設積放式懸掛輸送機和自行葫蘆輸送機,這種設備80年代末我國一些設備生產(chǎn)廠引進了國外先進術(shù),因此,這種設備目前國內(nèi)能夠制造并且質(zhì)量可靠;13柔性輸送設備的種類 第一種是整車柔性輸送設積放 第二種是發(fā)動機、變速器、前后橋等大總成柔輸送設備(中型非同步輸送線),這類設備國內(nèi)能設計制

4、造,但質(zhì)量不過關(guān),設備壽命短;14 第二種是發(fā)動機、變速器、前后橋等大總成柔輸送設備(中型 第三種是氣濾清器、減振器、微電機等零部件柔性輸送設(輕型非同步輸送線)。該種設備國內(nèi)能夠設計造,并且質(zhì)量可靠。15 第三種是氣濾清器、減振器、微電機等零部件柔性輸送設(輕2) 大總成上線設備 大總成上線設備是指發(fā)動機、前橋、后橋、駕駛室、車輪等總成在分裝、組裝后送至總裝配線并在相應工位上線所采用的輸送、吊裝設備。車輪上線一般采用普通懸掛輸送機和積放式懸掛輸送機。發(fā)動機、前橋、后橋、駕駛室等大總成上線,傳統(tǒng)的方式是采用單軌電動葫蘆或起重機。 162) 大總成上線設備 大總成上線設備是指發(fā)動機、前橋、 隨著

5、汽車裝配的機械化、自動化水平的提高,目前各大總成上線普遍采用自行葫蘆輸送機和積放式懸掛輸送機,也有少數(shù)廠家采用了帶有升降裝置的電動磁軌小車(AGV)自動上線（自動引導小車(AutomatedGuideVcbicle-AGV)） 。17 隨著汽車裝配的機械化、自動化水平的提高,目前各大總成貨廂涂裝線(自行葫蘆輸送機) 18貨廂涂裝線(自行葫蘆輸送機) 18XD單軌小車懸掛輸送機自行葫蘆 19XD單軌小車懸掛輸送機自行葫蘆 19積放式輸送機是一種自動化程度較高的綜合性空間儲運系統(tǒng) 20積放式輸送機是一種自動化程度較高的綜合性空間儲運系統(tǒng) 20寬推桿積放式懸掛輸送機 21寬推桿積放式懸掛輸送機 21

6、天津SEW（德國）有限公司積放式懸掛輸送機 22天津SEW（德國）有限公司積放式懸掛輸送機 223) 各種油液加注設備 隨著轎車技術(shù)的引進,燃油、潤滑油、清潔劑、冷卻液、制動液、制冷劑等各種加注設備的水平也有了很大的提高,由過去的手工加注發(fā)展到采用設備定量加注,直到自動加注。尤其是在轎車裝配中,普遍采用具有抽真空、自動檢漏、自動定量加注等功能的加注機,保證加注的質(zhì)量。 233) 各種油液加注設備 隨著轎車技術(shù)的引進,燃油、潤滑汽車裝配線黃油加注機（適用于給車橋、輪轂、軸承、密封圈等）24汽車裝配線黃油加注機（適用于給車橋、輪轂、軸承、密封圈等）普通定量加注設備,國內(nèi)能夠計制造,并且質(zhì)量可靠。抽

7、真空定量加注設備國還不過關(guān),需要引進。 25普通定量加注設備,國內(nèi)能夠計25加注系統(tǒng)、清洗液加注系統(tǒng) 26加注系統(tǒng)、清洗液加注系統(tǒng) 26潤滑油加注中央控制監(jiān)控系統(tǒng) 27潤滑油加注中央控制監(jiān)控系統(tǒng) 27制動液真空加注機 28制動液真空加注機 284) 專用裝配設備 隨著汽車產(chǎn)量的提高和對質(zhì)量的高要求,高效專用的裝配設備進入裝配線。現(xiàn)已廣泛應用于整車裝配的主要專用裝配設備有:車架打號機、底盤翻轉(zhuǎn)機、螺紋緊固設備、車輪裝配專用設備、自動涂膠機、板簧襯套壓裝機、液壓橋裝小車等。 294) 專用裝配設備 隨著汽車產(chǎn)量的提高和對質(zhì)量的高要求 普通螺栓擰緊設備,國內(nèi)夠制造生產(chǎn),并且質(zhì)量可靠;定扭螺栓擰緊設備

8、,內(nèi)少數(shù)廠家也能夠生產(chǎn),但設備可靠性差。這類備目前以引進為主。 30 普通螺栓擰緊設備,國內(nèi)夠制造生產(chǎn),并且質(zhì)量可 目前我國各類汽車產(chǎn)品裝生產(chǎn)線上的各類專用裝配設備,一部分是隨著引產(chǎn)品制造技術(shù)引進的;另一部分是通過消化引進備自行設計制造的。 31 目前我國各類汽車產(chǎn)品裝生產(chǎn)線上的各類專用裝配設備,一部5) 出廠檢測設備 整車出廠試驗的水平也有較大的提高,由過去采用室外道路試驗發(fā)展到現(xiàn)在采用室內(nèi)檢測線。出廠檢測線一般由前束試驗臺、側(cè)滑試驗臺、轉(zhuǎn)向試驗臺、前照燈檢測儀、制動試驗臺、車速表試驗臺、排氣分析儀等設備組成。 325) 出廠檢測設備 整車出廠試驗的水平也有較大的提高,汽車整車出廠檢測線 3

9、3汽車整車出廠檢測線 33武夷汽車制造公司汽車出廠檢測 34武夷汽車制造公司汽車出廠檢測 34整車出廠檢測線網(wǎng)系統(tǒng) 35整車出廠檢測線網(wǎng)系統(tǒng) 35汽車裝配裝備制造水平現(xiàn)狀 先進的裝配工藝需要先進的工藝裝備,工藝裝備設計制造水平,對保證高效率的生產(chǎn)和高質(zhì)量的產(chǎn)品至關(guān)重要,也是汽車裝配技術(shù)水平的標志。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展,我國從國外引進了大量先進的設備,使汽車工業(yè)裝備水平有了很大的提高;同時,許多設備制造企業(yè)也紛紛引進技術(shù),購買產(chǎn)品生產(chǎn)專利權(quán),合資合作生產(chǎn)國內(nèi)急需的裝備。36汽車裝配裝備制造水平現(xiàn)狀 先進的裝配工藝需要先進的工 從整體來說,國內(nèi)的裝備制造水平尚不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展的需要,幾大轎車

10、廠所用設備70%都是引進設備。就裝配工藝裝備而言,與其它工裝設備相比,由于技術(shù)要求高(特別是試驗設備),且大多為非標設備,我國設備廠家開發(fā)裝配設備難度較大,導致我國裝配設備的發(fā)展落后于其它設備的發(fā)展。 37 從整體來說,國內(nèi)的裝備制造水平尚不能滿足汽車工業(yè)發(fā)展2.汽車裝配技術(shù)及裝配工藝裝備的發(fā)展趨勢 汽車裝配技術(shù)發(fā)展趨勢 汽車裝配工藝裝備發(fā)展趨勢382.汽車裝配技術(shù)及裝配工藝裝備的發(fā)展趨勢 汽車裝配技術(shù)發(fā)展趨2.1汽車裝配技術(shù)發(fā)展趨勢 近年來,隨著汽車消費市場需求的個性化和多樣化,汽車裝配作業(yè)也從傳統(tǒng)的單一品種、大批量生產(chǎn)向多品種、中小批量轉(zhuǎn)化,裝配生產(chǎn)的批量性特點趨于復雜,安裝零件的品種、數(shù)

11、量進一步增多,對零部件的接收、保管、供給、裝配作業(yè)指導等都提出了新的要求。392.1汽車裝配技術(shù)發(fā)展趨勢 近年來,隨著汽裝配技術(shù)的發(fā)展方向 逐步向裝配模塊化、自動化裝配技術(shù)與柔性裝配系統(tǒng)(FAS)、汽車虛擬裝配系統(tǒng)(AVAS)發(fā)展。40裝配技術(shù)的發(fā)展方向 逐步向裝配模塊化、自動化裝配技術(shù)與1) 裝配模塊化 所謂模塊,是指按汽車的組成結(jié)構(gòu)將零部件或子系統(tǒng)進行集成,從而形成一個個大部件或大總成。而生產(chǎn)裝配模塊化,即汽車零部件廠商生產(chǎn)模塊化的系統(tǒng)產(chǎn)品,整車廠商只對采購的模塊化產(chǎn)品進行裝配即可完成整車生產(chǎn)。 411) 裝配模塊化 所謂模塊,是指按汽車的組成結(jié)構(gòu)將零部德國奔馳、寶馬等高端車型均采用模塊化

12、裝配 42德國奔馳、寶馬等高端車型均采用模塊化裝配 42采用模塊化裝配（如儀表板模塊、底盤部件模塊、車頭模塊） 總裝車間裝配工藝采用了先進的模塊裝配工藝，共有駕駛艙模塊、發(fā)動機預裝模塊、前圍模塊和門預裝模塊。各模塊在分裝線上裝配，減少了總裝工作量，確保了部套質(zhì)量，進而提高了總裝配質(zhì)量。 43采用模塊化裝配（如儀表板模塊、底盤部件模塊、車頭模塊） 裝配車間采用國際上流行的模塊化裝配模式44裝配車間采用國際上流行的模塊化裝配模式44模塊化裝配，檢測設備-世界知名的德國杜爾公司45模塊化裝配，檢測設備-世界知名的德國杜爾公司45 采用計算機控制的德國werner公司自動氣動刻劃式打印機打印底盤號，其

13、中底盤號可以通過鍵盤選擇、條碼讀取及網(wǎng)絡讀取，并具有車型選擇、數(shù)字累加、信號輸出等功能，打印的字高、字度及字一母可通過軟件來進行調(diào)整，既保證打印底盤號正確性，又具有一定的柔性。 46 采用計算機控制的德國werner公司自動氣動刻劃式打 噴蠟采用德國wagner公司生產(chǎn)的設備，對部分零件噴防腐蠟。 為了降低電器裝配的返修率，提高整車電器的可靠性，增加了對駕駛艙和門模塊的電器在總裝前的預檢查。 47 噴蠟采用德國wagner公司生產(chǎn)的設備，對部分零件 車輪裝配采用計算機控制的德國BOSCH公司制造的多頭螺栓裝配機，能進行扭矩和角度的控制，并具有存儲和打印功能，對存儲的數(shù)據(jù)可以進行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分

14、析，通過分析可以發(fā)現(xiàn)問題，從而及時采取措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量 48 車輪裝配采用計算機控制的德國BOSCH公司制造的卡車車輪裝配生產(chǎn)線 49卡車車輪裝配生產(chǎn)線 49有些車輪裝配時需要用大扭力風槍，也會要求有PCD墊片 50有些車輪裝配時需要用大扭力風槍，也會要求有PCD墊片 50 在總裝流水線上加制動液、制冷劑R134a、冷卻液和動力轉(zhuǎn)向伺服系統(tǒng)的液體，均采用德國Schenck公司先進的加液設備。其中加制動液采用先加壓試驗后抽真空再加液，加注制冷劑R134a采用先抽真空、泄漏檢查，再補抽真空，然后加液，從而大大提高了空調(diào)制冷效率，及時發(fā)現(xiàn)并排除空調(diào)制冷系統(tǒng)的泄漏。 51 在總裝流水線上加制動液、制

15、冷劑R134a、冷卻液申克SCHENCK振動傳感 52申克SCHENCK振動傳感 52 對整車所有的D類螺栓用德國進口的高精度扭矩扳手及設備進行扭矩測量和控制，保證質(zhì)量的可靠性，對緊固件扭矩進行可靠有效的控制。 53 對整車所有的D類螺栓用德國進口的高精度扭矩扳手及德國HBM公司T5動態(tài)扭矩傳感器 54德國HBM公司T5動態(tài)扭矩傳感器 54德國PLARAD電動定扭矩扳手 精度高、輸出扭力可調(diào)精度達3% 55德國PLARAD電動定扭矩扳手 精度高、輸出扭力可調(diào)精度達螺絲自動上料及擰緊機 56螺絲自動上料及擰緊機 56 2） 柔性自動化制造技術(shù) 簡稱柔性制造技術(shù)。自1967年由英國莫林斯(moli

16、ns)公司提出以后，至今已發(fā)展了30多年。由于柔性制造技術(shù)是管理技術(shù)和制造技術(shù)的有機集合換句話說它是以數(shù)控技術(shù)為核心，以計算機技術(shù)、信息技術(shù)、檢測技術(shù)、質(zhì)量控制技術(shù)與生產(chǎn)管理技術(shù)相結(jié)合的先進制造技術(shù)，因而被世界各國所重視，并在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛的應用。 57 2） 柔性自動化制造技術(shù) 簡稱柔性制造技術(shù)。自19柔性制造技術(shù)的優(yōu)越性 既解決了近百年來中小批量和中大批量多品種加工自動化的問題，亦很好地適應了產(chǎn)品不斷迅速更新的需求；即解決了20世紀60年代以來一直是以提高切削用量、減少切削時間，縮短或重合輔助時間為手段，來達到提高生產(chǎn)率效果不理想的問題。 58柔性制造技術(shù)的優(yōu)越性 既解決了近

17、百年來中小批量和中大批量多柔性制造技術(shù)的特點 1)具有較高的柔性、機構(gòu)性和通用性； 2)轉(zhuǎn)產(chǎn)快、準備時間短； 3)設備利用率高，可實現(xiàn)無人看管24h連續(xù)工作； 4)加工質(zhì)量高且穩(wěn)定； 5)所需費用低； 6)相同產(chǎn)量占地面積是傳統(tǒng)設備的60。59柔性制造技術(shù)的特點 1)具有較高的柔性、機構(gòu)性和通用性； 由此可見，正是由于柔性制造技術(shù)的這種高效、靈活的特性使其成為實施敏捷制造、并行工程、精益生產(chǎn)和智能制造系統(tǒng)的基礎，且應用日益廣泛已成為整個機械制造領(lǐng)域的核心技術(shù)。 60 由此可見，正是由于柔性制造技術(shù)的這種高效、靈活的特性使其幾種柔性制造技術(shù)的類型 柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實現(xiàn)程序化、

18、柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。柔性制造技術(shù)是技術(shù)密集型的技術(shù)群，普遍認為凡是側(cè)重于柔性，適應于多品種、中小批量(包括單件產(chǎn)品)的加工技術(shù)都屬于柔性制造技術(shù)。目前，按規(guī)模大小劃分為以下幾類。 61幾種柔性制造技術(shù)的類型 柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀2.1）柔性制造系統(tǒng)(FMS) 關(guān)于柔性制造系統(tǒng)(FMS，F(xiàn)lexible Manufacturing System)的定義很多，權(quán)威性的定義有：美國國家標準局把FMS定義為：“由一個傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來的一些設備傳輸裝置把工件放在其他聯(lián)結(jié)裝置上送到各加工設備使工件加工準確、迅速和自動化。 622.1）柔性制造系統(tǒng)(FMS)62柔性制造系統(tǒng)(FMS) 的特

19、征 由一個物料運輸系統(tǒng)將所有設備連接起來，這些設備不限于切削加工設備，也可以是電加工、激光加工、熱處理、沖壓剪切設備以及裝配、檢驗等設備；可以進行沒有固定加工順序和無節(jié)拍的隨機自動制造。 63柔性制造系統(tǒng)(FMS) 的特征 由一個物料運輸系統(tǒng)將所有64646565刀具系統(tǒng) 66刀具系統(tǒng) 66小型計算機集成制造系統(tǒng) 67小型計算機集成制造系統(tǒng) 676868 目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，日本從1991年開始實施的“智能制造系統(tǒng)”(IMS)國際性開發(fā)項目，屬于第二代FMS；而真正完善的第三代FMS預計21世紀10年代后才會實現(xiàn)。 69 目前反映工廠整體水平的FMS是第一代FMS，日本

20、從192.2) 柔性制造單元(FMC) 一般由加工中心機床與自動更換工件(AutomatedWork-piece Changer-AWC)的隨行托盤(pallet)或工業(yè)機器人以及自動檢測與監(jiān)控技術(shù)裝備所組成。由多臺和存儲，以及必要的工件清洗和尺寸檢查設備，并由高一級的計算機對整個系統(tǒng)進行控制和管理。可實現(xiàn)多品種的全部機械加工。 702.2) 柔性制造單元(FMC) 一般由加工中心機床與7171 FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6-8年，F(xiàn)MC可視為一個規(guī)模最小的FMS，是FMS向廉價化及小型化方向發(fā)展的一種產(chǎn)物，其特點是實現(xiàn)單機柔性化及自動化，具有適應加工多品種產(chǎn)品的靈活性。迄今已進入

21、普及應用階段。72 FMC的問世并在生產(chǎn)中使用約比FMS晚6-8年，F(xiàn)MC可2.3) 柔性制造線(FML) 它是處于單一或少品種大批量非柔性自動線與中小批量多品種FMS之間的生產(chǎn)線。其加工設備可以是通用的加工中心、機床：亦可采用專用機床或CNC專用機床，對物料搬運系統(tǒng)柔性的要求低于FMS，但生產(chǎn)率更高。732.3) 柔性制造線(FML) 它是處于單一或少品 它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過程中的分散型控制系統(tǒng)(DSC)為代表，其特點是實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化及自動化，其技術(shù)已日臻成熟，迄今已進入實用化階段。74 它是以離散型生產(chǎn)中的柔性制造系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)過程中的分散型2.4) 柔性制造工廠

22、(FMF) FMF是將多條FMS連接起來配以自動化立體倉庫，用計算機系統(tǒng)進行聯(lián)系，采用從訂貨、設計、加工、裝配、檢驗、運送至發(fā)貨的完整FMS。它包括了CAD/CAM。并使計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)投入實際，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化及自動化。進而實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)管理、產(chǎn)品加工及物料貯運進程的全盤化。752.4) 柔性制造工廠(FMF) FMF是將多條F FMF是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世界上最先進的自動化應用技術(shù)。它是將制造、產(chǎn)品開發(fā)及經(jīng)營管理的自動化連成一個整體，以信息流控制物質(zhì)流的智能制造系統(tǒng)(IMS)為代表，其特點是實現(xiàn)工廠柔性化及自動化。 76 FMF是自動化生產(chǎn)的最高水平，反映出世

23、界上最先進的自動化2.5) 柔性裝配系統(tǒng)(Flexible Assembly System,簡稱FAS) 由控制計算機、若干工業(yè)機器人、專用裝配機及自動傳送線等組成。772.5) 柔性裝配系統(tǒng)(Flexible Assembly 一種多品種自動裝配系統(tǒng)。它是由計算機控制的具有高度的裝配自動化、裝配柔性、生產(chǎn)率及較好的可靠性的自動裝配系統(tǒng)。是柔性制造系統(tǒng)(FMS)的一個重要環(huán)節(jié)。78 一種多品種自動裝配系統(tǒng)。它是由計算機控制 FMS的發(fā)展與裝配機器人的迅速發(fā)展分不開,柔性裝配系統(tǒng)是可編程序、可擴展、可更換并具有人機接口系統(tǒng),由裝配機器人系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、零件自動供料系統(tǒng)、工具(手部)自動更換裝

24、置及工具庫、視覺系統(tǒng)、基礎件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機管理系統(tǒng)組成。79 FMS的發(fā)展與裝配機器人的迅速發(fā)展分不開,柔性裝配系柔性裝配生產(chǎn)線由日本三國公司研制，自動化程度高、檢測工藝先進、齊全 80柔性裝配生產(chǎn)線由日本三國公司研制，自動化程度高、檢測工藝先柔性裝配示意圖 1無人駕駛輸送裝置 2傳送帶 3雙臂裝配機器 81柔性裝配示意圖 1無人駕駛輸送裝置 2傳送帶 3雙臂 從結(jié)構(gòu)上可分為柔性裝配單元(FAC)和柔性裝配系統(tǒng)(FAS)。柔性裝配單元是借助一臺或多臺機器人按程序完成各種裝配工作,采用機械視覺系統(tǒng)、超聲波陣列測零件位置及有關(guān)參數(shù)。82 從結(jié)構(gòu)上可分為柔性裝配單元(FAC)和柔性裝配系統(tǒng)(

25、F 柔性裝配系統(tǒng)一種是柔性多工位同步系統(tǒng),由傳送機構(gòu)組成的固定或?qū)Ｓ醚b配線;另一種柔性裝配系統(tǒng)是組合式結(jié)構(gòu),由裝配機、工具和控制裝置組合而成。柔性裝配系統(tǒng)能在一條裝配線上同時完成多個品種的安裝工作。 83 柔性裝配系統(tǒng)一種是柔性多工位同步系統(tǒng),由傳送機構(gòu)組成3) 汽車虛擬裝配系統(tǒng)(Automobile Virtual As-sembly System) 利用計算機輔助技術(shù)建立汽車零部件主模型。根據(jù)主要模型形狀特性、精度特性、約束關(guān)系,進行計算機模擬裝配干涉分析模擬裝配等的多次反復,以達到預定評價標準的設計過程,并通過產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management,PDM)將計算機

26、輔助設計(CAD)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)統(tǒng)一集成起來,具有高適應性和高柔性的集成化裝配系統(tǒng)。 843) 汽車虛擬裝配系統(tǒng)(Automobile Virtual包括大型計算機、工程工作站和網(wǎng)絡 85包括大型計算機、工程工作站和網(wǎng)絡 85多用戶協(xié)同虛擬裝配工作流程 86多用戶協(xié)同虛擬裝配工作流程 86虛擬裝配場景，用戶可以利用數(shù)據(jù)手套等硬件設備對產(chǎn)品進行虛擬裝配 87虛擬裝配場景，用戶可以利用數(shù)據(jù)手套等硬件設備對產(chǎn)品進行虛擬汽車虛擬裝配工藝的構(gòu)成 汽車總裝產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。直接來自工具層中PDM,總裝產(chǎn)品數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品設計結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品裝配數(shù)據(jù); 88汽車虛擬裝配

27、工藝的構(gòu)成 汽車總裝產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。直接來 裝配單元劃分。它是裝配作業(yè)均衡的基礎,是裝配工序的直接來源,也是裝配工具選用的依據(jù),主要包括確定裝配單元的任務,技術(shù)要求,裝配工、夾具的選用,裝配工序卡; 89 裝配單元劃分。它是裝配作業(yè)均衡的基礎,是裝配工序的直裝配作業(yè)均衡。它是解決裝配線的平衡問題,達到平均分配作業(yè)量的目的,以提高汽車裝配的生產(chǎn)效率,降低制造成本。 90裝配作業(yè)均衡。它是解決裝配線的平衡問題,達到平均分配作業(yè)量2.2汽車裝配工藝裝備發(fā)展趨勢 隨著汽車裝配技術(shù)的提升,汽車裝配工藝裝備也隨之迅速發(fā)展。整車裝配線和零部件裝配線向模塊化、自動化、柔性化和虛擬化方向發(fā)展,以滿足多品種生產(chǎn)和自

28、動化裝配要求。912.2汽車裝配工藝裝備發(fā)展趨勢 隨著汽車裝配技術(shù)的輸送設備向柔性輸送設備方向發(fā)展;加注設備向真空式、自動檢漏和自動定量加注方向發(fā)展;92輸送設備向柔性輸送設備方向發(fā)展;92Passat車的液體自動定量注入機器人93Passat車的液體自動定量注入機器人93變速箱的裝配和定量注的齒輪油94變速箱的裝配和定量注的齒輪油94試驗檢測設備已大量應用光、機、電一體化技術(shù),并采用計算機測控,有些檢測設備具有專家系統(tǒng)和智能化功能,能對汽車技術(shù)狀況進行檢測,并能診斷出汽車故障發(fā)生的部位和原因,引導維修人員迅速排除故障,向微機控制、數(shù)字化、高精度、智能化、自動化方向發(fā)展;95試驗檢測設備已大量

29、應用光、機、電一體化技術(shù),并采用計算機測 螺栓緊固設備向定轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)角的多頭螺栓扭緊機方向發(fā)展; 專用裝配設備向高精度、適應性強、自動化方向發(fā)展,一臺專機應能適應23種產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,以適應多品種生產(chǎn)的要求; 96 螺栓緊固設備向定轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)角的多頭螺栓扭緊機方向發(fā)展; 以靜扭扳手和定轉(zhuǎn)矩電動扳手替代沖擊式氣動扳手是裝配工具的發(fā)展趨勢。 一些產(chǎn)量大、零件數(shù)量少的零部件裝配線趨于采用全自動裝配線;97 以靜扭扳手和定轉(zhuǎn)矩電動扳手替代沖擊式氣動扳手是裝配工 將柔性裝配線和其上的各種裝配專機及檢測設備有機地結(jié)合在一起,由同一廠家設計、制造、安裝,即交鑰匙工程,是今后裝配設備制造的發(fā)展趨勢,這樣便于保證設

30、備的制造質(zhì)量,避免扯皮現(xiàn)象,有利于提高裝配工藝裝備的整體制造水平。98 將柔性裝配線和其上的各種裝配專機及檢測設備有機地結(jié)合在一機器人在汽車裝配中被廣泛采用 檔風玻璃安裝。一般采用兩臺機器人，并配有真空吸盤和傳感器，一臺涂教密封劑，一臺將檔風玻璃裝入窗框。 車輪安裝。拓德國庫卡機器人公司生產(chǎn)的車槍自動裝配系統(tǒng)，輪毅孔的位呈和形狀由電視一圖像系統(tǒng)測定，裝車輪采用六軸機器人。 99機器人在汽車裝配中被廣泛采用 檔風玻璃安裝。一般采用東風雪鐵龍檔風玻璃安裝100東風雪鐵龍檔風玻璃安裝100 儀表板安裝 如法國雪鐵龍會司襯奧裝配廠儀表板安裝，先將儀表板分裝成整體后，再用機器人將儀表板裝在駕駛室前面板上

31、，然后自動進行功能檢測和校正。 101 儀表板安裝 101 車門安裝 機器人將車門送至車門分裝線，待分裝好后，再用機器人將其安裝到車身上。 后懸架安裝 機器人將后憊架從下面舉起裝到車體上，其上配有螺檢自動供應裝置和電子扭矩控制儀。 102 車門安裝 機器人將車門送至車門分裝線，待分裝好后，再3. 沖壓件的檢測 大部分沖壓件具有比較復雜的立體形狀,在檢測時不僅要檢測出它的空間形狀,還要檢測其位置尺寸,是一項比較復雜的工程。目前沖壓件主要采用檢具和三坐標測量機進行檢測。 1033. 沖壓件的檢測 大部分沖壓件具有比較復雜的 使用通用或?qū)Ｓ脵z具檢測沖壓件的優(yōu)點是方法直觀、操作簡單、成本低;缺點是檢測

32、精度低、檢測復雜沖壓件時速度較慢,并且專用檢具的通用性差、設計制造費時費力。 104 使用通用或?qū)Ｓ脵z具檢測沖壓件的優(yōu)點是方法直觀、操作簡三坐標測量機 伴隨著計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和傳感技術(shù)發(fā)展起來的自動測量設備使用它對沖壓件進行檢測具有精度高、柔性強、通用性好等諸多優(yōu)勢,但也存在檢測速度慢、對環(huán)境(溫度、振動)要求苛刻、操作比較復雜等缺點,難以在生產(chǎn)線上布置。 105三坐標測量機 伴隨著計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)和傳感技術(shù)發(fā)展 上述兩種檢測手段都不能達到檢測速度和檢測精度的統(tǒng)一,難以滿足復雜沖壓件批量生產(chǎn)的檢測需要。復雜沖壓件的某些部位如果得不到有效的檢測,則難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量,影響沖壓件的裝配及使

33、用。另一方面,如果不能及時發(fā)現(xiàn)零件的超差,會造成產(chǎn)品的大量報廢,浪費材料,增加生產(chǎn)成本,嚴重影響生產(chǎn)效率。106 上述兩種檢測手段都不能達到檢測速度和檢測精一種新的檢測技術(shù) 一種基于逆向工程3D對齊技術(shù)高度集成化自動化的沖壓件質(zhì)量檢測設備,通過3D光學掃描獲取沖壓件表面的點云數(shù)據(jù),然后在相關(guān)軟件環(huán)境下與參考模型(設計的CAD模型等)進行對比分析,得出沖壓件表面與理想表面的誤差,達到檢測的目的?；谏鲜鲈碓O計的設備具有高精度、高速度的特點,可以實現(xiàn)對復雜沖壓件的在線檢測。 107一種新的檢測技術(shù) 一種基于逆向工程3D對齊技術(shù)高度 測量方法的選擇是檢測設備設計的關(guān)鍵。為了滿足對復雜沖壓件在線檢測

34、的需要,設備必須有較高的檢測精度和速度,能夠適應現(xiàn)場的工作環(huán)境,同時從使用價值考慮還要有較好的通用性。108 測量方法的選擇是檢測設備設計的關(guān)鍵。為了滿足對復雜沖 如果采用傳統(tǒng)的機械測量方法顯然無法滿足上述要求,因此必須采用數(shù)字化測量方法。隨著計算機和光學測量技術(shù)的迅速發(fā)展,日益成熟的3D掃描、逆向工程(點云數(shù)據(jù)處理及3D對齊)技術(shù)為設備提供了理想的測量方案。109 如果采用傳統(tǒng)的機械測量方法顯然無法滿足上述要求,因此3D掃描技術(shù)其基本原理 利用具有規(guī)則幾何形狀的激光或結(jié)構(gòu)光,投影到被測量表面上,形成的漫反射光點(光帶)的像被安置于某一空間位置的圖像傳感器吸收,根據(jù)光點(光帶)在物體上成像的偏

35、移,通過被測物體基平面、像點、像距之間的關(guān)系,按三角幾何原理即可測量出被測物體的空間坐標,即物體表面的三維點云數(shù)據(jù)。 1103D掃描技術(shù)其基本原理 利用具有規(guī)則幾何形狀的激光或結(jié)三維點云數(shù)據(jù)的處理 通過掃描獲得的三維點云數(shù)據(jù)不能直接使用,需要在逆向工程軟件(如Imageware)中進行分析、處理,以便得到能夠反映物體表面幾何形狀的最佳點云數(shù)據(jù)。 111三維點云數(shù)據(jù)的處理 通過掃描獲得的三維點云數(shù)據(jù)逆向工程3D對齊技術(shù) 指在相關(guān)的軟件環(huán)境下,將處理好的點云數(shù)據(jù)和該樣件的參考模型(設計的CAD模型等)坐標對齊后進行對比分析,得出檢測結(jié)果,從而達到檢測目的的一種方法。112逆向工程3D對齊技術(shù) 指在

36、相關(guān)的軟件環(huán)境下,將 基于上述檢測原理的在線檢測設備的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。設備的硬件系統(tǒng)包括測量主機、工件傳送定位裝置、輔助裝置、計算機和數(shù)控系統(tǒng)硬件等。設備的軟件系統(tǒng)是一個綜合性的軟件平臺,其主要功能為:系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理。113 基于上述檢測原理的在線檢測設備的基本組成結(jié)114114設備的工作過程簡介 先將被測沖壓件的參考模型(設計的CAD模型等)輸入設備的軟件系統(tǒng),然后將沖壓件放在工作臺上,讓被檢測表面對準掃描測頭,操作者在工作界面上選擇掃描方式,掃描測頭按設計好的掃描方案對工件進行掃描,迅速獲取沖壓件表面的點云數(shù)據(jù),經(jīng)過軟件系統(tǒng)的自動點云數(shù)據(jù)處理后,與檢測環(huán)境中該工件參考模型進行3

37、D對齊比較,得出誤差分析結(jié)果,以圖形及報表的形式顯示或輸出。 115設備的工作過程簡介 先將被測沖壓件的參考模型(設備軟件系統(tǒng)的首要任務 數(shù)據(jù)處理,包括點云數(shù)據(jù)獲取、點云處理、點云數(shù)據(jù)對齊比較、誤差分析等。在數(shù)據(jù)處理之前,要先獲得樣件的CAD模型,在數(shù)據(jù)處理之后,要將比較結(jié)果輸出。具體的檢測工藝流程如圖2所示 。116設備軟件系統(tǒng)的首要任務 數(shù)據(jù)處理,包括點云數(shù)據(jù)獲取、117117硬件系統(tǒng)構(gòu)成 包括測量主機、工件傳送定位裝置、輔助裝置、計算機和數(shù)控系統(tǒng)硬件等。測量主機是3D數(shù)字化測量裝置,為了達到快速準確的要求, 采用光學掃描測量。傳送定位裝置用于自動、準確地把被檢沖壓件傳送到檢測工作臺上,并

38、進行定位,可以考慮采用輸送小車及工件支承型面、定位銷等。輔助裝置包括防震、防塵和防潮裝置。 118硬件系統(tǒng)構(gòu)成 包括測量主機、工件傳送定位裝置設備工作要求 其中防震裝置非常重要,只有將傳到測量主機上的振動減弱到很小的程度,才能保證測量主機的正常工作,控制平臺也需要安裝防震裝置。從設備的維護和對環(huán)境的適應能力考慮,設備上還設有防塵和防潮裝置。計算機需要有較好的配置,以運行功能強大的軟件和快速地處理數(shù)據(jù)。 119設備工作要求 其中防震裝置非常重要,只有將傳技術(shù)的實現(xiàn)方法 坐標測量機與光學掃描系統(tǒng)的結(jié)合,通過與坐標測量機的可傾斜工作臺和X、Y、Z向移動軸的配合,可以實現(xiàn)多視角的掃描運動,獲得完整數(shù)據(jù)

39、,是高效、精確的完美結(jié)合。同時,由于采用了3D Camega光學掃描測量系統(tǒng),改變了坐標測量機對環(huán)境要求苛刻,不能應用于現(xiàn)場的缺點。120技術(shù)的實現(xiàn)方法 坐標測量機與光學掃描系統(tǒng)的結(jié)3D Camega光學掃描測量系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢 3D Camega光學掃描測量系統(tǒng)采用的是面掃描技術(shù)且拍攝速度極快(可以在0. 4 s之內(nèi)完成單幅圖像的采集),對溫度和振動都不敏感。測量主機的底座和控制柜都有專門設計的防震裝置,即使地面有一些振動,傳到設備上的也已經(jīng)非常微小。1213D Camega光學掃描測量系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢 4. 測量機器人 測量機器人除了具有快速、精度高、檢測項目多等一系列特點外,還有很強的數(shù)據(jù)處

40、理和統(tǒng)計分析的功能,因此在大批量生產(chǎn)中能更有效地實現(xiàn)工序間對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控,盡管為后者要付出高得多的代價。 1224. 測量機器人 測量機器人除了具有快速、 上海大眾二期工程中的車身生產(chǎn)線由日本二家公司承建,三臺測量機器人選用的是日本川琦公司(Kawaski)二種相類似的產(chǎn)品,型號分別為Js-10.Js-30。每臺機器人都有7個自由度,端部安裝了非接觸式三維檢測裝置。123 上海大眾二期工程中的車身生產(chǎn)線由日本二家公司承 這種裝置由二個在45方向?qū)ΨQ配置的激光傳感器機和一個位于中心線上的CCD照相機組成,可用來檢測型面上某一點在空間的位置,或確定型面上一個孔的大小及其中心位置。124 這種裝置

41、由二個在45方向?qū)ΨQ配置的激光傳感器機和機器人工作原理 機器人采用比較測量的方式,故事先要準備一個較準件,用于給測量機器人“置零”。該較準件沒有必要,事實上也不可能制成一個很精確的標準件。實際做法是,造一個稍好些的工件,在精度較高的三座標測量機上測出其實際值,然后將這些數(shù)據(jù)輸入機器人的控制系統(tǒng)作為修正值。125機器人工作原理 機器人采用比較測量的方式,故事測量機器人的性能參數(shù) 整機精度為0.3,激光傳感器的精度為0.06,對于拼裝件而言,已是足夠了,因為車身總成及分總成的公差多數(shù)為1。不計裝卸工件時間,二臺測量機器人同時完成前圍上65項參數(shù)的檢測只需3分20秒,而另二臺機器人分別測量側(cè)圍(框)

42、上55項參數(shù),也只需4分多鐘。126測量機器人的性能參數(shù) 整機精度為0.3,激光傳感器測量機器人的優(yōu)點 適合生產(chǎn)批量很大情況下的車間現(xiàn)場使用,由于配備了功能很強的計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),故測量機器人不僅可進行在線檢測,還有工序監(jiān)控作用,即判斷工序運行的穩(wěn)定性和可靠性。這與上海大眾質(zhì)量方針中提出的“強調(diào)工序控制”的思想是十分吻合的。127測量機器人的優(yōu)點 適合生產(chǎn)批量很大情況下的車間現(xiàn)場 盡管這類設備在國內(nèi)還是首次應用,但在國外大型轎車生產(chǎn)廠家已用得相當普遍,如在日本豐田、日產(chǎn)、本田等大企業(yè)的拼裝車身生產(chǎn)線上,均有數(shù)以十計的這類測量機器人。128 盡管這類設備在國內(nèi)還是首次應用,但在國外大型轎車生產(chǎn)

43、 測量機器人對前圍、左右側(cè)轉(zhuǎn)的抽檢頻次要比依然在國內(nèi)外轎車沖壓、拼裝、車身生產(chǎn)中廣泛應用(也包括上海大眾)的檢驗夾具高得多。在目前桑塔納轎車2000型還沒有完全達到生產(chǎn)能力的情況下,每班抽68件,通過控制這幾種關(guān)鍵車身分總成的質(zhì)量,進一步掌握有關(guān)沖壓件、拼裝件的情況。 129 測量機器人對前圍、左右側(cè)轉(zhuǎn)的抽檢頻次要比依然在國內(nèi)外圖2為工作示意圖,右下顯示的是測孔的情況130圖2為工作示意圖,右下顯示的是測孔的情況130圖2 為工作示意圖,右下顯示的是測孔的情況。131圖2 為工作示意圖,右下顯示的是測孔的情況。1315.測量中心的座標測量機 位于生產(chǎn)現(xiàn)場但離線的測量中心對于產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控起著十

44、分重要的作用。類似于已投產(chǎn)多年的汽車一廠和發(fā)動機廠,上海大眾二期工程在規(guī)劃時已考慮這一機構(gòu),并以第一流的設備加以裝備。1325.測量中心的座標測量機 位于生產(chǎn)現(xiàn)場但離線的德國蔡司VISTA系列三坐標測量機 133德國蔡司VISTA系列三坐標測量機 133 汽車二廠測量中心的三臺設備均選用意大利DEA公司的產(chǎn)品,用于整車車身的是Bravo 4308型座標測量機,用于沖壓件、拼裝件,即車身分總成的是Delta3408型座標測量機。另外還有一套柔性夾具,稱為FLVE柔性裝夾系統(tǒng),前后二種設備都是國內(nèi)第一次引入并用于實際生產(chǎn)。134 汽車二廠測量中心的三臺設備均選用意大利D美國謝菲爾德（Sheffield）測量公司，是世界性的著名品牌，擁有三十多年設計、制造三坐標的豐富經(jīng)驗和先進技術(shù)，裝機數(shù)量超過15000臺。 135美國謝菲爾德（Sheffield）測量公司，是世界性的著名品檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢 檢測技術(shù)從早期的最終檢測、單一判別，發(fā)展到近期通過較完善的在線檢測、統(tǒng)計分析，實施動態(tài)工序監(jiān)控，并向智能化、網(wǎng)絡化的監(jiān)控模式發(fā)展；裝試技術(shù)綜合利用現(xiàn)代化