汽车底板焊装生产线研究摘要：汽车底板焊装线被焊装车间主要的生产线之一而倍受关注。
上世纪以来车身焊装技术发展迅速，而国内主流生产方式有以下几种方式,SHUTTEL,滚床,台车,3种。
通过3种平台引入夹具切换(NC LOCATR),成为各大主机厂主流生产模式，本文重点介绍几种底板线输送平台和NC LOCATR,来比较各类方式的特点,重点讲述北斗公司2种生产线体.关键词：汽车焊装；焊装生产线；SHUTTEL引言：汽车是我国重要的交通运输工具之一，是我国科学技术发展水平的标志。
汽车的研发、生产、销售影响着国民经济的各个部门，在世界上大部分国家，汽车制造业已成为国民经济的支柱产业之一。
而在汽车制造过程中，汽车车身的综合质量既是衡量汽车整体质量的重要指标之一，也是评价汽车设计质量、工艺水平的重要指标。
车身的综合质量通常包括冲压成型质量、焊装质量、涂装质量和内饰质量。
其中焊装质量起着桥梁的作用，将直接或间接影响其他三个因素。
由此可见汽车车身焊装在汽车制造过程中起着举足轻重的作用。
1 汽车底板焊装生产线的组成汽车底板焊装生产线是指通过焊装工艺完成完整产品的综合生产线，通常包括辅助设备、传输设备、焊接设备等。
具体包括以下部分：1.1 车身焊装夹具焊装夹具主要对焊接薄板冲压件进行可靠定位与夹紧，保证车身各部分有正确的相互位置及几何形状、保证车身装配焊接工艺的正常进行。
汽车车身焊装夹具是随汽车的大规模生产而发展起来的，是汽车焊装的必须装备。
随着汽车性能和生产自动化水平的提高，对汽车车身焊装夹具的要求也越来越高。
车身焊装夹具根据自动化程度和使用的要求，主要有手动夹具和气动夹具两种，根据控制方式的不同，气动夹具又可分为气控、电控两种形式。
一般情况下，焊装夹具由定位元件、夹紧元件及支撑机构等部分组成。
1.2传输装置传输装置在车身生产线中负责各组合部件的对接，是实现大规模生产的必不可少的设备。
传输装置的种类很多，根据车间情况可以采取不同的方式。
大致可以分为：空中运输式如连续式悬挂链、用于间歇生产的自行葫芦悬挂线等；地面运输式如地面链、板式链等；机器手等。
由于传输装置在生产中的重要作用，它的工作效率直接影响着整个生产线。
因此，传输装置自动化程度将直接代表着整个焊装线的自动化程度。
二、汽车焊装生产线的形式目前，国内外应用的车身及部件总成焊装线的形式如图2：图2在汽车发展的初级阶段，主要应用直通式生产线（即简化的贯通式生产线）。
到了上世纪六七十年代，曾较多的使用随行夹具生产线，但由于随行夹具体积大、结构复杂、运动惯性大、难以实现多品种生产及机器人配套使用等缺点，因而到了70年代中后期，各主要汽车厂家又改进了贯通式生产线（如图3）。
贯通式生产线是指工件的定位夹紧装置（夹具）与工位间的传输装置成分离状态。
升降式托杆往复焊装线是常用的一种贯通式生产线，这种生产线主要包括以下几个部分：工件的夹紧定位系统、工位间的传输装置及输送杆升降系统。
图31，升降系统2，组焊夹具3定位支撑系统4，往复输送装置目前，国内外常见的几种焊装线形式有：1、随行台车贯通式生产线该生产线较典型的形式如图4所示，其一般采用数量不等的相同台车式夹具，由链条驱动到预定工位后由人工投料及人工焊接作业，每台车身均在同一夹具与不同工位上完成拼装。
这种形式的生产线生产效率低、劳动强度大、单品种专线生产且产品的精度品质不易保证，为早期常用的一种生产形式，一般适用于小批量生产。
图4 2、单车型自动化生产线该生产线较典型的形式如图5。
其一般采用固定式专用夹具并配合机械手进行自动化焊接拼装，物料通过吊车自动搬送投入，每个站间产品输送较多采用往复式梭动机。
其特点是生产效率及自动化图5 程度高、品质稳定，但仍属于单品种专线生产。
3、多车型自动化混合生产线该生产线与单车型自动化生产线形式基本相同，主要差异在于主焊生产线上采用多车型混线生产，一般为1~3种车型。
总拼夹具采用各车型专用串联方式，如图6。
该设备投图6 资成本较高，每个车型独立的总拼夹具及周边搬送关系需要满足全线生产能力的要求，且设备弹性较差，自动化设备投入效益低。
而另一种方式则采用四面回转夹具，它依据不同车型进行自动切换对应生产，机械手进行自动拼装，其主要形式如图7。
而对于地板分总成夹具一般要移到主焊线外独立设线，主焊线通常图7除总拼夹具外，其他均为补焊夹具，较容易做到多车型共用。
三、汽车焊装生产线的发展趋势目前，世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需要，适应汽车市场的激烈竞争，世界各大汽车生产厂家不断缩短车型变换周期，加快车种的更新，因此现代汽车焊接线在功能上在逐步趋于柔性化。
柔性生产线从狭义上讲，一般指多种车型混线生产，各种车型能够依据市场需求的图8变化而在总产量不变的前提下，任意调整整个车型的比例。
相继出现了椭圆形地面环形线（如图8）、高架式上下环形线（如图9）等各种柔性化传输装置。
例如：韩国大宇汽车公司的T-100S/FINR ASS’YLINE,就是在同一条传输线上混流生产T-100的3门、4门、5门三个不同车型的车体。
图9四、汽车焊装生产线传输装置的结构、工作原理分析下面以汽车侧围总成线传输装置为例（如图十），来详细分析其结构和工作原理。
图10图10所示的是某一车型的侧围总成线传输装置，该传输装置是采用四工位往复杆式装置，可以实现水平、垂直运动。
各分总成结构及功能分析如下：1，驱动单元（如下图）驱动单元1，电机2，联轴器3，安装架4，轴承座5，齿轮6，齿条工作原理：电机通过联轴器带动两齿轮转动，两齿轮又分别通过与其啮合的并行齿条带动移动滑板运动，从而带动安装在移动滑板上的车身侧围钣金水平移动。
2，同步齿条装置与顶升装置（如下图）同步齿条装置1，3主动圆柱形齿条2 连接杆4汽缸5防转角铁6支撑导向筒顶升装置1辅助推力汽缸2主动齿轮3从动齿轮4从动圆柱形齿条5同步齿条装置中的主动圆柱形齿条6顶升框架支撑台工作原理：汽缸通过“主动圆柱齿轮条”驱动顶升装置中的“主动齿轮”转动，从而驱动“从动圆柱齿轮条”移动，间接推动“顶升框架”上下运动，实现了将水平运动向垂直运动的转换，达到了可以自由升降车身侧围钣金的目的。
此外，在同步齿条装置中的零件6（支撑导向筒）主要起导向和保证主动圆柱齿轮条与顶升装置中的主动齿轮始终啮合的作用；零件5（防转角铁）主要起防止主动圆柱齿轮条转动的作用。
在顶升装置中的零件1（辅助推力汽缸）主要起到均衡垂直运动推力的作用。
3，顶升框架（如下图）顶升装置驱动单元同步齿条装置移动滑板驱动单元中的齿条顶升框架1 支撑台（1）2 连接板3 支撑板（2）4 支撑板（3）5 连接杆 6，7 导向滚动装置该结构就是直接与顶升装置相联的“顶升框架”，是整个传输装置的重要组成之一，它可以随顶升装置自由升降。
支撑台（1）（2）（3）与连接板顺连使若干独立框架形成一个整线，顶升装置中的从动圆柱齿轮条和辅助推力汽缸就是直接与每个支撑台配合保证其垂直向的运动，此外其上还装配了一些辅助装置（将在后面提到），另外，支撑台（3）上还要安装着驱动单元；连接板除了形成整线外，还主要起支撑导向滚动装置和行程开关的作用； 导向滚动装置分布在整个连接板上，主要对移动滑板起到导向作用；连接杆主要起加强连接板刚度的作用；4，水平移动装置（如下图）水平移动装置1 移动滑板2 连接滑板3 工件4 定位块5 行程开关该部分的工作原理前面已经提到，简单地说就是驱动单元中的齿轮齿条装置驱动移动滑板带动工件水平移动。
值得一提的是，装在移动滑板上的定位块主要起定位工件的作用，对于不同车型的侧围定位块的形式亦不同，如果想要焊接其他车型的侧围，只需更换定位块，其他部分可以不做大的修改，这种方式较之传统的传输装置已经大进一步向柔性化发展。
5，各工位base板结构各个工位的base板通过连接板连在一起构成了整个汽车焊装线的支撑装置，它既要支撑整个传输装置又要支撑焊装夹具。
此外，为了保证夹具与车身零件的基准一致，在base板上按照设计基准画出基准刻度线。
图中的调平装置主要起到对整个传输装置调平作用。
base板结构1 base板2 调平装置3 base板连接板以上所介绍的是传输装置的主要结构，通过除此以外还有一些辅助装置：6，缓冲锁紧装置（如下图）缓冲锁紧装置1 汽缸支撑架2 限位块3 汽缸4 缓冲器5缓冲器支架6 行程开关焊装线传输装置共设置了4个缓冲锁紧装置分别分布于顶升框架的两端，主要是对“移动滑板”的水平运动起到缓冲和锁紧作用。
具体过程是：当“移动滑板”快要运动到传输装置的末端时，便与缓冲器接触从而减缓运动速度；当“移动滑板”运动到传输装置的末端后，行程开关命令汽缸夹紧固定在移动滑板上的限位块从而起到锁紧作用。
该装置实现了汽车焊装线传输装置慢启、慢停的进退动作要求，保证了传输装置运行安全、可靠。
7，安全装置（如下图）安全装置1支撑臂2 夹紧臂3 4 支架该装置在整个传输装置上设立3个，主要作用是顶起整个“顶升框架”便于工人进行检修。
8，安全装置（如下图）1.3 焊接设备焊接设备主要负责对整个车身覆盖件进行分块连接的作用。
目前，汽车生产过程中所使用的焊接设备主要包括点焊焊枪，凸焊设备，缝焊设备等。
就整个汽车车身焊装线而言，它大体包括车身侧围总成线、车身门盖总成线、底板总成线、车身焊装主线等。
其中每部分又有相应的主线、子线、左右对称线和独立岛。
根据生产节拍、自动化程度及生产方式等的不同，每条线又分为若干个工位；各工位间通过传输装置连为一体，每工位负责完成一部分工作。
图1 焊装主工艺流程2 汽车车身焊装生产线的发展从汽车工业的发展历史来看，车身焊装线经历了从20世纪50~60年代的手工焊接线到20世纪70年代的自动化刚性焊装线，再到20世纪80年代以后的机器人柔性焊装线的发展过程。
在汽车发展的初级阶段，主要应用直通式生产线。
到了上世纪六七十年代，曾较多的使用随行夹具生产线，但由于随行夹具体积大、结构复杂、运动惯性大、难以实现多品种生产及机器人配套使用等缺点，因而到了七十年代中后期，各主要汽车厂家又改进了贯通式生产线。
目前，世界汽车发展的趋势是由大批量生产向多品种、小批量生产转化，为了满足汽车消费者广泛而多样化的需要，适应汽车市场的激烈竞争，世界各大汽车生产厂家不断缩短车地板焊接总成 前围焊接总成 左、右侧围总成后围焊接总成顶棚组件铰链及门组件 车身焊装总成前地板总成 后地板总成车架焊接总成其它零部件 左右纵梁焊接 地板横梁焊接 其它零部件型变换周期，加快车种的更新，因此现代汽车焊装线在功能上逐步趋于柔性化。
柔性生产线从狭义上讲，指多种车型混线生产，各种车型能够依据市场需求的变化而在总产量不变的前提下，任意调整整个车型的比例。