白车身焊装制造工艺ppt课件.pptx

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1、天竹夭的店,2020年6月11日,白车身焊装制造工艺,目录,一、焊装制造工艺核心概述二、车身结构设计三、焊装同步工程四、车身生产线规划方案五、车身焊接工艺规程及作业指导书六、夹具项目开发七、白车身匹配技术,一、焊装制造工艺核心概述,焊装工艺方案：产能目标焊装节拍分析报告焊装车间物流方案焊装线规划方案：生产纲领及生产工艺过程/生产线型式及设备选用/焊接夹具及检具开发/生产场地及面积/质量控制策略技改方案及投资预算项目实施的人员配置培训规划结构性能分析报告焊装质量目标：焊点合格率/间隙&阶差合格率/白车身合格率/白车身AUDIT分数,标杆eBOM,产品概念报告,工艺设计标准,标杆三维数模,白车身技

2、术要求,一、焊装制造工艺核心概述,eBOM,产品概念报告,工艺设计标准,三维数模,焊接制造要求,焊装工艺方案：零部件焊接顺序验证报告及优化建议焊点布置验证报告及优化建议工装干涉验证报告及优化建议焊接设备选型,设备与工装干涉报告及优化建议焊装线布局验证报告及优化建议线边物流验证报告及优化建议CAE三维仿真演示,一、焊装制造工艺核心概述,VBOM,产品概念报告,工艺设计标准,工艺三维数模,白车身技术要求,工艺设计输出：生产节拍相关设备及辅具清单焊装工艺卡（焊接顺序、焊点布置及分配，定员、工时，焊接参数，焊接设备及辅具）焊装工艺流程卡可视化BOM工装夹具清单检具清单焊点位置示意图检具检测点位置图焊装

3、车间平面布局图（包括车间物流布置）线边物流方案工位器具清单,一、焊装制造工艺核心概述,激光焊接技术 激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行 焊接的一种高效精密的焊接方法。，焊接过程属热传导型，即 激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通 过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应 用于微、小型零件的精密焊接中。激光焊接的特点是被焊接工件变形极小，几乎没有连接间隙，焊接深度/宽度比高，因此焊接质量比传统焊接方法高。汽车工 业中，激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。,一、焊装制造工艺核心概述,一、

4、焊装制造工艺核心概述,一、焊装制造工艺核心概述,激光轩焊(Laser brazing)激光轩焊即以激光作热源，利用熔点比母材低的材料作填充金属（称为扦料），经加热熔化后，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接的焊接方法，为目前汽车车身焊接应用广泛的一种焊接工艺，多用于轿车顶盖及后备箱等处的焊接。,一、焊装制造工艺核心概述,一、焊装制造工艺核心概述,机器人激光柔性线上测量系统的研发应用 开发以工业机器人为载体，配合非接触的视觉传感器 构成的柔性激光视觉检测系统。该系统发挥机器人运 动灵活，占地面积小的特点，随时切换程序即满足多 品种的测量需求，在混流的车身后续焊生产线上10

5、0 对多品种的车身壳体进行非接触、快速、精确测量。通过控制机器人在空间的位置变换，视觉传感器能够 依次到达空间指定测量位置采集空间特征点的图像信 息，并通过数据处理获得该点的三维坐标数据。,一、焊装制造工艺核心概述,常见的机器人在线检测系统由机器人系统、检测报警 控制系统、激光测量系统、数据分析系统和远程监控 系统等五大系统组成。激光在线检测技术的应用可以及时反馈白车身制造的 误差信息，提高了产品的合格率；实现了对车身总成 自动化实时监控，降低了白车身的返修率及报废率，提高了生产效率；节省了人力，降低了人员的劳动强 度；同时提高了车身焊接的稳定性；降低了人员操作 造成的测量误差。,一、焊装制造

6、工艺核心概述,“质量门（PQG）”焊接质量控制 质量门（PQG）属于生产线工位，工作任务是实时监 控焊点质量状态，针对缺陷及时报警，保证流出焊装 车间的白车身焊点质量100%达标。在工艺设计时，通过编制监控文件，对监控区域的所 有焊点进行编组：同一焊接参数、同一钢板构成、同 一焊接设备的焊点属于同一组；同组焊点中抽检任意 一个焊点，可以代表本组其他焊点的质量水平，根据 该原则形成焊点监控表。根据焊点监控图，结合考虑人机工程学因素和流水线 节拍，分析确定PQG工位数量和工位形式，以及确定 多少台车完成一个循环的检查。,一、焊装制造工艺核心概述,几何尺寸的质量控制 利用机器人柔性激光检测系统，实现

7、生产线上所有生 产的车身100%的在线检测和质量监控，通过测量每台 车身上关键点的三维坐标数据，分析出车身几何尺寸 的状况，并自动做出判断；采用移动测量臂、激光跟 踪仪定期检测焊装夹具，确保焊接工装设备几何精度 的稳定；利用检具和3D测量机，按批检查零件和整车 的几何尺寸，使零件和装焊整车几何质量得到严格的 控制,二、白车身结构设计,汽车车身装配主要采用焊接方式，在汽车车身 结构设计时就必须考虑零部件的装配工艺性。焊装工艺设计与车身产品设计及冲压工艺设计 是互相联系、互相制约的，必须进行综合考虑，它是影响车身制造质量的重要因素,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,车身结构的特点：由覆盖件、

8、梁、支柱及结构加强件等焊装成的集合体，提供车身所需的承载力。,车身覆盖件的作用：封闭车身，体现车身外观造型，增大结构强度和刚度梁、支柱的作用：保证车身所要求的结构强度和刚度的基础件结构加强件的作用：加强板件的刚性，提高各构件的连接强度,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,1、白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃 孤立地单个零 件设计方法，任何一个零件只是其所处在的分 总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相 互关系。2、所设计的白车身结构在满足整车性能上、结构上、冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺是

9、否比参考样车或其他车型更 优越，是否符合国内的实际生产状况，以便预先确定结构及工 艺的改良方案。3、白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力,即强度和 刚度要求。,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,高强度钢板及车身 精心设计载荷路径和接头 车头的结构设计包括动力总成的布置和前端结构载荷路径布置设计 A立柱之前的前端结构是前碰撞的主要吸能部分 按照100%正碰和40%偏置碰撞的要求，综合精密考虑结构的载荷路径，设 置了斜撑盒形梁，将前围档板与抗碰撞盒上、下和下封闭地板联接在一 起，传递纵梁和拐角之间的载荷,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,

10、白车身材料选取原则,二、白车身结构设计,白车身材料选取原则,二、白车身结构设计,下车体分为发动机舱总成、前地板总成、后地板总成 前舱是承载式轿车车身中一个举足轻重的部分。前舱的纵梁轮罩是动力总成、副车架和前悬的主要承载与连接部件 前纵梁为轿车车身前部承载的主要结构，主要承担来自前悬架系统、发动机悬置的工作载荷，同时它也是前碰的主要吸能结构。所以它担负着重要的安全功能。,下车体结构设计,二、白车身结构设计,结构设计中应注意的问题：1、合理设置悬置支架的固定位置，要保证其座基具有足够的强度和刚度。2、动力总成和行走机构需要通过弹性垫或者能降低振动的副车架与车身连接。3、合理设置加强板，避免各构件连

11、接处强度不足产生裂纹。4、从前碰安全性着眼，车身前部结构，特别是承载的梁结构，应在无大的力流集中的情况下与车身主体连接。常采用两种形式来实现，一种是前纵梁大面积地过渡到前围板和地板梁上；另一种是通过挡泥板来连接。5、各构件地连接结构要符合防腐要求。6、外覆盖件应符合车身造型的要求。7、为保证撞车时对乘员的保护，车身前部结构的纵向刚性要合理设计。强度设计为有目的的分级状态，以使车身撞击时，前部结构本身被压缩、变形，吸收撞击能量。从而防止发动机被撞入座舱内；防止转向机构被撞后移；保证座舱变形最小；减小撞车时座舱部分的加速度。,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,车身前围是分隔车身前部和座舱的结

12、构总成。一般由前围上盖板和前围板等组成。对保证车身的扭转刚度、改善座舱舒适环境和提高撞车时的安全性等起着重要的作用。功能要求：1）支承并安装前风窗玻璃。2）确保车身扭转刚度。3）提高撞车安全性，并控制座舱前壁和转向柱在撞车后的向后位移量。,下车体结构设计,4）构成发动机舱和座舱之间的隔壁，应具有良好的密封、隔振和隔音效果。5）设置外部空气吸入口和通风道。6）安装空调装置及通风风道。7）安装踏板组。8）安装雨刮器等附件。,二、白车身结构设计,现代轿车车身底板结构设计的趋势 1.保证车身底部平整，改善车身底部空气动力性能。2.提高底板结构的防振、隔音性能。3.合理使用材料，采用防腐结构设计，并通过

13、各种防腐处理措施，延长车辆使用寿命。4.开发结构强度高、质量轻的底板结构，以及轻质材料的底板结构。5.底板的布置及设计应充分考虑室内的人体居住性。,下车体结构设计,二、白车身结构设计,前底板总成的结构形式：前底板总成一般包括前底板本体总成、左/右前座椅前横梁总成、左/右前座椅后横梁横梁总成、中通道总成、前底板左/右纵梁总成等。,下车体结构设计,二、白车身结构设计,下车体结构设计,二、白车身结构设计,下车体结构设计,二、白车身结构设计,后底板的结构组成 后底板总成一般分成后底板本体总成和后底板骨架总成。后底板在车身的主要功能有放置备胎、固定后排座椅、油箱、排气系统、底盘系统等等。,下车体结构设计

14、,二、白车身结构设计,下车体结构设计,二、白车身结构设计,侧围总成由侧围外板、A柱内板、A柱加强板、B柱内板、B柱加强板、C柱内板、前、后门槛梁内板、前、后门槛梁加强板、侧围上边梁及侧围附件等大件组成。,侧围结构设计,二、白车身结构设计,侧围结构设计,二、白车身结构设计,1、左右侧围总成是基本对称结构。任何一种车型的白车身侧围总成均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在侧围附件安装连接部位应考虑设计加强板。2、外板、加强板、内板总成都先按照整体式设计，后期再分块。3、A、B、C柱与门槛梁、上边梁等焊接成框架结构。侧围截面应有封闭腔的概念。,侧围结构设

15、计,二、白车身结构设计,A柱断面形状和尺寸的设计要满足构件的承载刚性和强度。另外设计中还应注意以下几点：a、断面设计，应保证驾驶员的前方视野要求，视野盲区应尽小。b、外板表面形状应与车身在造型要求一致；内板在形状上要避免尖 角转折，降低车内人体撞击时的伤害程度，并方便布置内饰。,侧围结构设计,二、白车身结构设计,c、A柱外露式结构如图为A柱外板露在外侧的造型面,中板和内板都是内藏式结构形式,为尽力避免三四层焊接形式,中间板和外加强板焊接,而内板与外板在门内侧密封翻边处焊接.在前档风玻璃翻边处四层焊接,可以在该处使每个板每隔50mm开一个缺口,以便获得二三层焊接的结构,如图13所示.一般粘接玻璃

16、的翻边长度约2022mm,止口深810mm,门框密封口翻边一般1216mm,多数汽车为1416mm.,侧围结构设计,二、白车身结构设计,二、白车身结构设计,B柱是车身承载框架的重要组成部分，在车辆发生严重事故（特别是侧碰）时，B柱对保证乘员舱的完整性起到很大的作用。B柱主要承受着两方面的压力，一是支撑车顶盖，二是承受前后门的压力。所以为了更好的达到力传递，B柱都会外凸。可见B柱的刚度与乘客上下车的便利性多少有些冲突。B柱质量的好坏，牵扯到事故中的车体对外力的传递和撞击能量的吸收。,侧围结构设计,二、白车身结构设计,侧围与车门 a、保证车门铰链安装强度，设置车门铰链和限位器等的加强板。b、车门应

17、具有良好的动态配合，合理设计密封结构。c、注意检查与车门的间隙，尽量保证有8mm的间隙，当车门开启到铰链限位时，侧围与间隙保证6mm以上。d、注意保证外观分缝设计的间隙。,侧围结构设计,二、白车身结构设计,侧围与顶盖 a、顶盖与侧围总成焊接边宽度不小于13mm，焊点尽量均匀分布，间距100150mm，如果有行李架安装支架，要避免出现四层焊。b、顶盖中横梁安装在左右侧围B柱上方，自身要有足够的强度，必要时可以在顶盖中横梁与B柱之间增加安装支架。c、顶盖与侧围总成焊接边通过顶盖装饰条或行李架遮挡。,侧围结构设计,二、白车身结构设计,车门的组成结构是由门内板总成和门外板总成两大的模块组成，工艺形式主

18、要是压合包边或机器人包边；门外板依照产品的设计形式主要有以下2种形式,门盖结构设计,二、白车身结构设计,对于不同档次车型，设计风格也不同，整体式包边车门结构在中、底档车车型中采用较多，分段式的车门结构，中高档车型采用的较多；整体式结构投资成本相比分段式成本要低，分段式比整体式增加了门上框部分；分段式相比整体式材料的利用率要高。,门盖结构设计,二、白车身结构设计,门盖结构设计,整体式门结构,整体式门内板组成结构一般由门内板本体模块、门铰链加强板模块、门锁加强板模块、窗框加强板模块、玻璃导轨模块、防撞横梁模块六个模块组成，具体的结构会依照产品的定位细化。,二、白车身结构设计,门盖结构设计,分段式门

19、结构,分段式门内板组成结构一般由门内板本体模块、门铰链加强板模块、门锁加强板模块、窗框加强板模块、玻璃导轨模块、防撞横梁模块和门上框模块七个部分组成；有时为满足产品的强度特性，把门内板分成2块不同料厚在采用点焊或激光拼焊的方式组焊。,二、白车身结构设计,三、焊装同步工程,同步工程（SE，Simultaneous Engineering），亦称工艺同步工程（PSE),是对产品开发及其相关（制造和支持等）过程进行集成、并行的系统化工作模式。它特指工艺审核与产品研发同步，协助产品设计部门优化产品制造工艺，改善并提高产品的可制造性，辅助产品更容易在制造阶段实现。,由于工艺及相关过程的提前介入，将原本要

20、留到工艺实施或者其他相应阶段时才可能会暴露的问题提前至产品研发期暴露并予以解决，以期使产品研发和后期的工艺实施等尽量实现无缝对接，通过防止产品研发和生产实际脱节来缩短车型的研发周期、降低研发的成本投入同时整合并提高整车的车身质量。,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,1、搭接部位的焊接方式分析。2、搭接部位是否可以满足焊接条件的确认。3、部件装配时难以分析及优化。4、部件装配时是否相互干涉的分析及优化。5、搭接面的优化分析。6、部件的搭接关系装配顺序分析(Flow Chart)7、夹具工艺方案设计(MCP/MCS)8、零件的特殊公差表编制。,焊装SE 活动内容,三、焊装同步工程,三、焊装同步工

21、程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,2、装配工位最少化分析 主要考虑内容为在保证产品质量的前提下，采用柔性化生产线技术以减少工装数量，节约原材料、节约空间、保证物流通畅；确定工艺时，在满足产品质量要求的前提下，选择工装步骤较少的工位集中放置，必要时采取作业组合的方式进行作业，可以减少人员数量，节约成本。,3、零部件装配干涉检查主要审查主要部位相关制件结构，以满足安装时和安装后装配要求。避免零部件合装或作业完成取件时出现制件与制件之间、制件与工装设备之间出现干涉碰撞的现象。,三、焊装同步工程,焊接性审核标准 为了在生产中保证焊点或焊缝达到足够的设计强度和最佳质量、成本比率，必须要求每个焊点都

22、具备良好的焊接工艺。在开展这项工作的研究时，一定要考虑焊接设备的尺寸范围，电极或焊枪空间要求以及工件的可接触性。,分析焊点焊接性时遵循的原则如下：焊钳电极头夹紧制件时，电极头轴线方向垂直于待焊工件焊接法兰边（焊接面）；焊钳导电部分距离其它导电体的距离：人工焊接距离5 mm；机器人焊接距离3 mm。,三、焊装同步工程,需要确保的有:焊接时没有产生干涉 焊接时没有邻近性干扰能够很好的完成焊点,保证焊钳通道,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,SE基本知识,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,定位孔设计考虑：每个制件的定位孔应该分别定位，尽量避免

23、两个制件共用定位销进行定位；定位孔轴线与所在面保持垂直；同一制件定位孔轴线方向保持一致，方向尽量平行于与车身坐标；定位孔直径应形成标准，尽量采用8 mm、10 mm、12 mm、15 mm、18 mm、20 mm、25 mm，特殊可采用6 mm，使孔的尺寸保持一致；,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,三、焊装同步工程,加工基准设计标准,基准点系统保证零件在每一个工艺过程中尺寸的稳定性 为避免基准变换，在产品设计阶段提出的，规定从设计到制造、检测直至批量造车各环节所有涉及到的人员共同遵循的一种统一的和通用的，并带有公差、要

24、求的定位系统。,基准点系统的设计采用同步工程的方式，是一个系统的概念。宏观上要求设计部、质保部、规划部、生产部、配套厂的协调，微观上要求考虑各级总成之间、零件之间的协调与优化。上海大众采用RPS（德语 Referenzpunkt-System的缩写）定位点系统，上海通用采用GD&T（英语Geometric Dimensioning and Tolerancing的缩写）几何尺寸与公差。上海汽车采用GD&T进行产品图纸标注。,三、焊装同步工程,基准点系统的作用 1、避免由于基准点的变换造成零件尺寸公差加大，事先规定好在制造和测量过程中的基准点，消除相关部门凭经验随意确定基准点，造成产品尺寸公差的

25、失控。2、保证零部件尺寸稳定性及产品质量。只有当零件的模具、检具、夹具与零件设计的定位基准相一致，才能统一由不同供应商开发的模具、检具、夹具的定位基准，最大限度地降低因彼此基准不同导致的零件偏差。3、便于在出现质量问题时迅速准确地查找原因所在。4、减少后期模具和夹具的更改，降低成本，提高生产效率,加工基准设计标准,三、焊装同步工程,1、从定位基准的功能性角度考虑为保证零件配合精度a）被选做定位的基准应尽可能布置在零件的重要匹配面上。按照一般原则，定位基准应该布置在较大而且较平的面上，但是考虑到车身实际匹配关系，这个面不与其他面配合，其尺寸要求较低，而相匹配的面是另一个曲面时，为了保证装配质量，

26、建议将定位基准布置在相互配合的曲面上。b）被选做定位的基准应最小化装配偏差。c）被选做定位的基准应能够代表实际零件的某些特征关系。d）定位基准选择应尽可能使基准作用区域最大。,加工基准设计标准,三、焊装同步工程,2、从定位基准的重复性角度考虑，为保证零件重复精度，a）定位基准应布置在零件的稳定区域内，即自身在加工制造过程中保持尺寸稳定，不会变形。b）定位基准必须具有可重复性，不因装配等而变化。c）定位基准应考虑对各种偏差不敏感。d）避免以零件冲压拉伸面定位，拉伸面定位将使零件在配合过程中产生应力，导致零件装配反弹。同理，定位基准避免以边定位。e）定位基准布置应优先选择孔，其次是面，最后是棱边。

27、采用主辅定位孔定位时，以孔为第一基准，槽孔为第二基准。,加工基准设计标准,三、焊装同步工程,3、保证定位基准孔在车身坐标中的位置准确，且垂直于孔所在的面上。辅定位孔（采用槽孔）的定位作用随主定位孔的位置和坐标的变化而变化。4、定位选择应考虑可以测量零件反弹。5、定位基准应选取在防止夹具作用变形的面上（通常定位支撑块比夹紧夹头宽）。,加工基准设计标准,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,为了使RPS系统在实际当中发挥作用，必须遵守以下五大规则：3-2-1规则 坐标平行规则 统一性规则 尺寸标注规则 RPS尺寸图,三、焊装同步工程,物体在空间有6个自由度，即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转

28、动，用符号表示为X，Y，Z，X（旋转），Y（旋转），Z（旋转）。如果完全限制了刚体的6个自由度，则物体在空间就有一个完全确定的位置。采用六个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为6点定位原理。如图所示按照3-2-1规则，保持刚体的平衡状态需要6个定位点。其中：3个定位点在Z方向2个定位点在Y方向1个定位点在X方向,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,基准一致性规则 基准点系统的主旨是通过避免基准变换来保证制造工艺过程和检测过程的可靠性和可重复利用的精确性。基准一致性规则要求产品的定

29、位基准从开发阶段直到批量生产始终贯彻始终，即基准从零件-分总成-总成-白车身具有延续性,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,1、建立的基准点系统应该在零件的制造、检测和装配过程中共用且一致。即零件的冲压过程中的基准、零件检具基准、工装基准和子系统检具的基准必须一致。2、设计定位基准时，采用从总成到分总成到单件的策略，下级零件的基准从上级继承，但不限于上级基准。3、零件在加工制造过程中，尽可能采用已有的定位基准，随着零件总成级别的提升，零件定位基准逐渐减少。,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS的统一性规则：aRPS系统的主旨是通过避免基准的转换来保证制造工艺的可靠性和可重复性利用

30、的精确性；bRPS系统的统一性原则要求从产品开发阶段直至批量生产，RPS点的使用贯彻始终；当然不是所有的RPS点一直使用下去那样在总成上有很多点都是重复的；cRPS系统的统一性原则还要求在所有的工艺流程中的输送装置原则上都要使用RPS点作为支点；d选取结实且不变形的RPS基准点。,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,在选择零件与总成的RPS点时，要充分考虑焊点的布置空间，与焊点要交错开不要干涉；同时要考虑夹具机构的布置空间，以便设计夹具。基准点的设置顺序:a根据焊接工序流程图，从上级总成逐级制定RPS，直至单个

31、零件。b当下级总成RPS点无法继承及实现时，返回上一级乃至更高级总成修订RPS，直至所有单件的RPS的实现。c从单个零件开始，再一直到分总成。检验是否很好地设定了制造尺寸，以及是否很好地遵守了各项功能。,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,RPS设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD&T图纸：GD&T是“Geometric Dimensioningand Tolerancing”的缩写，即“形状与位置公差”。其意义是设计思路（定位方式与DTS要求）的表达、检具设计的依据、零件重要特征的粗略定义。,移动公差:又称

32、“特殊公差”。对于影响到车身的幅度、长度及高度的或者关系到车身外观品质的零件将单一方向的修改尺寸适用于制造模具、夹具和检具，在设计零件的过程中事先预测上述内容将公差带向某一方向移动。,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD&T 复合公差,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD&T 复合公差,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程

33、,GD&T 复合公差,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,GD/T设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,检具的重要性：在汽车产品的开发和生产中，我们需要对零件进行设计验证和质量控制。汽车零部件的尺寸精度直接影响着车身质量，常规检测工具无法对具有柔性和形状复杂的零部件进行检测，即使采用三坐标检测机，对柔性和形状复杂的零部件的检测也必须用检具进行定位。

34、产品尺寸精度只有通过检具才能准确进行检测和验证。在汽车制造工业，检具的制造已是必不可少的。检具主要用于检测下列特性：1.1关键产品特性。1.2特性线。1.3功能孔。1.4装焊过程容易发生较大变形的区域。,三、焊装同步工程,2.检具的类型 依据被检测件的需求不同，检具分为单个部件检具、总成检具、白车身检具以及螺钉车检具和T.A.C检具等形式。2.1单个部件检具 单个部件检具主要针对模具的冲压成型件，主要应用检测销。2.2总成检具 总成检具检测部件的孔、基准面、接触面以及部件间的配合等。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,车门总成检具 车门总成检具可以用于检测门内板，门总成和

35、铰链总成，也可以按照不同用户要求用作不同的检测形式。发动机盖总成检具 发动机盖总成检具可以用于检测发动机盖内板总成，发动机盖总成和发动机盖铰链总成，也可以按照不同用户要求用作不同的检测形式。行李箱盖总成检具 行李箱盖总成检具可以用于检测行李箱盖内板总成，行李箱盖总成和行李箱盖铰链总成，也可以按照不同用户要求用作不同的检测形式。总成的检测与附件的安装要求 形面的检查采用被测零件与检具之间的间隙检查，对中小件采用3mm的检测方式，大型件为5mm检测方式，检具型面制造公差为0.15mm。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,

36、轮廓的检测根据具体零件采用刻线或齐平的形式检测，轮廓线按0mm或上下公差划出。轮廓线和齐平面的公差为0.2mm。孔的检测：对于有安装位置要求的孔，采用检测销检查，位置度小于0.15mm；一般孔采用刻线的检测方式，刻线公差为0.2mm,零件中部有装配要求的型面检测方式采用断面样板。样板采用厚度为6mm左右的优质钢板或硬质铝板，结构形式为旋转式或插入式；样板与被检测零件之间的间隙为3mm，其型面公差为0.2mm。断面样板应尽量布置在型面法向垂直方向，坐标位置宜取整数，不得与定位销、夹紧装置干涉；断面样板支座及底板厚度10mm，当支座高度15mm时应增加料厚，高度在150300mm时可通过增加加强筋

37、增强支座刚性，当300mm时，应在支座下安装支座底板。断面样板在检具上要稳定、无松动，且有安放位置。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,检具的基本结构与材料要求 1轮廓表面：局部型面检测时采用金属型面（如铝、钢）。2底座：可采用槽钢、20mm厚的钢板结构或型材焊接结构，焊接件不能有焊接缺陷或漏焊现象。并具有一定的强度和刚度（焊接件必须消除应力）。3基准面：须采用优质45#钢并经去应力处理，加工平面度要求0.02mm/M，垂直度要求0.05mm/M，光洁度要求Ra1.6，每100mm须划上网格线，公差为0.1mm，并划上坐标值。在加工、测定和组装时使用的基准必须统一。,4.

38、夹紧装置：夹紧方向应与被检测零件的形状面垂直，夹头只允许用作零件夹持，不允许出现过分夹紧现象；夹紧装置转动轴与夹紧面应在同一平面上；夹紧装置支座及支座底板料厚应6mm，当支座及底板高度之和120mm，应增加料厚或增加加强筋，当支座及底板高度之和300mm，应制作专门的支座以保证刚性。5.底座上应有两套基准，一套三销基准孔、一套基准槽，并能互为依据，且根据数模和产品图纸标明X、Y、Z的数值和方向。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,3检具的一般制造精度 项目 单位mm 底板平行度0.15/1000 检具测量基准面平行度

39、、垂直度：0.05/1000 检具测量基准孔位 0.05 检具测量基准孔之间相对位置误差：0.03 零件定位孔销位置：0.05 零件定位面/支承面：0.10 零件外轮廓测量面（齐平面）或线：0.15 零件形状功能测量面（5mm间隙面）：0.15 所有的造型面（非测量面）：保证不影响使用 检验销孔位置：0.05 划线孔位置：0.3 划线孔直径：0.2 目测孔位置：0.3 目测孔直径：0.2 形状规或卡规：0.2,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,白车身总成综合检具应具有对下一级零部件分总成安装点位置的检测功能，如：左、右前大灯总成；左、右后大灯总成；前、后保险杠总成等。白车

40、身总成综合检具应具有对开闭件总成安装点位置的检测功能，如：左、右前车门：左、右后车门：发动机罩总成：后背门总成；行李箱盖总成和加油口盖总成等。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,MCP MCP是master control point的缩写。它是一个与车身相关的单独项目或它在分总成中是一个重要功能区域，即它是一个需要精确控制的位置和形状区域。因此，在制造、装配时，它必须容易测量和固定，并在该区域不允许形状修改。它要满足检具功能。,焊装检具MCP/MCS设计要素及

41、案例,三、焊装同步工程,MCS是master control section 的缩写。确定MCPhou，指出MCP布局并提供对象的位置和管理代号。在每个MCP截面中，我们称详细的控制截面为MCS。制定MCP 制定标准 a.MCP位置：单件或总成中重要功能部位。即是一个需要精确控制位置和形状的区域。容易测量；制造或装配时，易确定精确位置；设置在形状不能修改的区域；（如：靠近焊接连接区）b.从分总成到总成，MCP位置应该一样。可以被整体化管理。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,充分利用MCP、MCS a.模具规范计划：当模具计划书、设计、制造时，MCP应被用作工具点和管理精

42、度项目。b.检具检验计划：当制定检具计划书或零件检验时，用MCP定位和管理精度。,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,焊装检具MCP/MCS设计要素及案例,三、焊装同步工程,四、白车身焊装工艺设计规划,白车身焊装工艺设计规划 在工厂的厂房设计、工艺平面布置、物流路线、生产组织、产品质量控制、后续车型导入、设备柔性程度和利用率、项目投资和生产运行成本等工艺设计环节，广泛采用了精益化设计原则。,车身主线布局形式的

43、选择 主线的线体布局一般分为直线形、L形、回字形和S形。具体线型的选择要综合考虑主线在整个厂房所占区域面积、厂房钢结构形式及标高、车间物流路线及未来各车型分拼线的搭配等因素。,主线工位数量的选择 主线的工位包括上件、定位焊、补焊、激光焊、涂胶/弧焊/螺柱焊、轮罩包边、检查、在线检测、缓冲、预留、临时上/下线以及下线工位等。其中，上件工位数的设置需考虑到后续新增车型的产品结构及上件数量和方式。焊接工位数的设置需考虑每个车型的焊点数量及分布，综合每个工位的焊接能力、自动化程度等进行选择。做到一次规划分次实施，避免后续增加车型时改造量很大。,四、白车身焊装工艺设计规划,自动化原则1.保证车身精度原则

44、；2.降低劳动强度原则；3.提高生产效率原则；4.保障焊接质量原则；5.机器人利用率要求；6.自动输送；,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,效率优先原则多车型生产线为保证任意混流或小批量生产的连续生产，必须在生产线上考虑部分分总成的存储量，同时可解放部分生产辅助人员，一个人员可一次性投放5-10件总成，负责3-5个buffer，减少生产线人员配制，自动化生产线buffer和存储量可参考下表：,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装工艺设计规划,四、白车身焊装

45、工艺设计规划,BUFFER的考虑原则 非自动化线可优先采用工位器具存放方式，对生产线考虑部分工位器具存放面积；同时考虑生产线踏台和人员操作方便性，部分工位器具加顶升机构，大件采用pick up或葫芦吊运,四、白车身焊装工艺设计规划,机舱：采用pick up或搬运小车（可循环存储5-8件）。前、后地板：采用pick up、助力臂、葫芦形式上件，优先采用工 位器具存储。侧围：采用pick up或助力臂上件。小件：采用工位器具，对前后顶横梁采用顶升工位器具上件。顶盖：采用工位器具存储，助力臂或真空吸盘上件，工位器具顶升。,四、白车身焊装工艺设计规划,地板定位U/B总成支撑定位点不低于8个点，采用3-

46、4定位销（clamp pin，勾销）；原则上SE阶段就能提出多车型共用性要求（共用支撑定位点，尤其勾销）；在不能共用前提下采用升降或翻转形式来切换（一般不超出2个车型）。,四、白车身焊装工艺设计规划,主拼定位多车型混用生产线（3-4车型），纲领在15-20万/年，一般采用OPENGATE或翻转形式；若分期投入则优先选择OPENGATE形式，可减少现场调试和已有生产线停线时间。,四、白车身焊装工艺设计规划,主拼定位多车型混用生产线（1-2车型），生产车型产品差异性大，纲领在10万以内，一般采用串联性主拼工位，可节约大量投资，如果产品差异性小（如两厢版与三厢版）优先考虑共用夹具。,四、白车身焊装工

47、艺设计规划,多车型切换：优先选择可切换形式，采用夹具、搬运抓具一体，可切换方式；1-2车型：优先选择一套夹具，可设计成2车型共用夹具；顶盖夹具定位要求：优先考虑框架式结构（两侧平移），同时需对侧围进行二次夹紧；,四、白车身焊装工艺设计规划,白车身一般是由底板、前围、后围、左右侧围、顶盖和车门等分总成组成。白车身生产线一般包含发舱线、左/右侧围线、下车体焊接线、车身焊接线、调整线、门盖包边区以及外协配套工业区。生产线主要分为两类，即专有化生产线和柔性化生产线。专有化生产线只能为单一车型提供生产，若再开发新车种生产时，就必须再重新规划。因此，厂房、设备及公用动力设施将会重新投资。,柔性主拼和分拼技

48、术应用,四、白车身焊装工艺设计规划,目前，国内高柔性化焊装线可在欧美系、日系和韩系合资品牌汽车公司见到，出于对设备、场地及人员成本等因素的考虑，国内自主品牌汽车公司的汽车焊装生产线也逐渐步入到多车型、柔性化的行列中。焊接生产线相对于涂装线和总装线来说刚性强，多品种车型的通过性差，每更新换代一种车型，均需要更新占用车间大份额投资的大量专用设备。因此，焊装生产线的混流柔性技术引起国内外汽车制造业的广泛重视。主焊线是焊装车间中最主要的生产线，下面我们从产品的平台化、设备的柔性化、主线的工艺规划以及柔性总拼焊接系统几个方面对焊装车间车身主线的规划进行阐述。,柔性主拼和分拼技术应用,四、白车身焊装工艺设

49、计规划,产品平台化 汽车平台化模块化开发在国外已经发展成熟。同一技术平台的系列产品，在保证产品性能及外观要求的前提下，零部件要尽可能地通用化、标准化，以减少零部件在开发和生产工装方面的投入。对于车身而言，如果其车身下部和其他部位有许多通用的焊接总成，在生产线的设计和制造方面容易实现多品种混流，具有节省投资、面积和人力等许多优点，还可以降低新车型投资时昂贵的冲压模具费用和整车开发费用。,柔性主拼和分拼技术应用,四、白车身焊装工艺设计规划,车身平台化的开发四原则为：车身主结构模块化；纵梁系统一致性；定位系统一致性；尺寸工程一致性。对于车身制造而言，对车身平台化的主要要求在于地板结构及定位系统的平台

50、化，即不同车型的地板结构和定位系统尽量保持一致，有利于简化地板定位夹具及输送系统。,柔性主拼和分拼技术应用,四、白车身焊装工艺设计规划,平台化应引起国内汽车厂的高度重视，应尽量在原有汽车平台上开发系列车型，用最少的投入获得最大的收益。汽车产品的平台化是少投入、多产出并降低成本的最好途径，是最根本的柔性技术。目前汽车企业平台化做得比较好的有日产、福特和通用等。举例来说，东风日产花都二工厂一条车身主线能生产8种车型，其地板的定位系统只在X方向上存在差异；福特南京工厂一条车身主线能生产包括福特和马自达品牌的6种车型。,柔性主拼和分拼技术应用,四、白车身焊装工艺设计规划,焊接设备的柔性化 车身焊接生产