汽车总装工艺课件.ppt
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1、,第一节 汽车总装工艺的设计原则,汽车总装工艺在机械化的流水生产线上完成,其内容包括汽车总成部件的配送、装配、车身的输送及汽车整车的下线检测等内容。为了提高汽车整车的装配效率,通常在汽车总装线的旁边设置若干个汽车主要总成部件的分装线(也称为部装线),如:内饰线、车身合装线、机械分装线、动力总成分装线、车门分装线、车桥分装线、仪表总成分装线等。为了使汽车总装工艺能高效有序的进行,汽车总装工艺的设计应遵循如下原则。,一、人、零件、汽车整车 无交叉物流路线原则,汽车总装线一般是由输送设备和专用设备构成的有机整体。输送线的规划应综合考虑厂房空间的利用率、物流配送距离、人员移动的损耗和以后产能扩展的便利
2、等因素,为了充分有效利用总装车间的空间,总装主输送线常采用多段回折的形式。为了实现分装总成搬运路径的最小化,各分装线都设置在总装主线的侧面靠近总成装配点位置,由此达到最短的物流配送路线。同时,将部品仓储存放区设置在总装线附近区域,规划成四面物流路线,有效减少部品搬运上线时间,以提高物流效率。总装厂的工艺布局应充分考虑到装配作业和来访参观的双重需要。在物流布局方面,应贯彻人、车、物流分开的设计思想,即在总装车间设置与物流配送通道完全隔开的专门参观通道,这样既照顾到了参观者希望了解装配作业全过程的需求和保证了来访者的安全,又可避免来访者的参观对整车装配生产的影响,从而有利于提高装配作业的效率。为保
3、证汽车总装车间良好的工作环境,汽车总成部件的准时配送均采用电动牵引车及电动叉车,杜绝了总装车间的空气污染,同时亦大大减少了总装车间的噪声。,二、以人为本工艺设计的原则,应将“以人为本”的理念贯彻到总装工艺设计的全过程,综合考虑机能集约化和改善装配作业姿势,在工艺设计中尽量避免较困难的作业姿势(如仰卧、全蹲、半蹲、踮脚、蟹步作业及凭感觉作业的改善)。根据输送线标高,对工程进行归类、调整,这样既能达到通过保证以汽车机能为单元的工程装配品质来达到整车品质要求的高效品质管理的目的,又能改善员工装配作业的劳动强度,提高作业效率,保证作业安全。,三、工位时间均衡原则,汽车总装工艺由数百个工位组成,每一个工
4、位都有其严格具体的作业内容,完成工位作业内容所需要的时间称为工位作业时间,简称工位时间。工位时间均衡不仅可以避免工时浪费、有利于工作效率的提高,而且更重要的是可以保证总装作业按生产节拍有效进行。,四、柔性化原则,柔性生产(多车型混合生产)是汽车总装生产线的一项基本要求,其原因是为了适应工厂现有车型及将来发展车型的混线生产。不同车型其总装工艺或多或少会存在一定的差异。然而,汽车制造公司为了提升自身的竞争力,除每年都要推出新车型外,在产的车型还需要不间断的持续改进。新车型的导入,不可避免会带来部分工位工艺的变化;在产车型的改进有时也会带来装配工艺的变化。汽车总装线的设计应易于工艺的持续改进。产能提
5、升几乎是任何一个汽车生产单元都会面临的共性问题,因此汽车总装工艺的设计必须充分注意到产能提升的问题。,五、经济性原则,总装工艺的设计应充分考虑成本因素,以追求低成本、高品质、高效益为终极目标。总装生产的经济性包括设备、工艺二个方面。设备选购应讲求先进、方便、实用,不片面追求高新技术;工艺设计应科学、简单、合理。,六、节能降耗原则,在总装工艺设计过程中,应高度重视节能降耗原则,能源(包括LPG、汽油、冷冻水和生产生活用水)动力(压缩空气、电力)集中供应、动力源尽量靠近使用点以减小沿程损失、分装线设置在主线的侧面靠近总成装配点位置实现物流配送路线最短化、将部品仓储存放区设置在总装线附近区域以减少部
6、品搬运上线时间等都能达到十分良好的节能降耗效果。,七、总装工序集中与 分散相结合的原则,将同样的操作集中在同一位置,尽量使用同一工具在同一工序装配,可优化投资成本;同样的操作是同样的人员装配可减少工时,提高劳动生产率,降低成本,提高生产质量。将同工时的工作分散给多个工位完成,一方面可使每一工位的每种车型的装配尽量饱满,提高劳动生产率;另一方面后面的工位对前面工位完成的工作进行检查,可防止错装漏装的发生,提高产品质量。将总装流水生产分成若干个装配模块,模块间集中,模块内分散,满足所有车型的装配工艺和保证汽车装配的质量,有效实现柔性化生产。,第二节 总装工艺流程,尽管自从上世纪初汽车实现大规模工业
7、化生产以来,汽车总装的流程方式基本确定,即:将完成涂装的车身转移到总装线输送设备上,车身在连续不断移动过程中,操作工将上千种零部件按照严格的工艺要求装配到汽车上,到流水线的末端,一辆汽车就装配完成。但汽车总装工艺与设备却在持续不断地发展与更新。早期总装生产线上,除车身的输送由设备来完成外,其他所有的装配工作几乎都依赖于手工作业,为了保证总装线上的物流配送,常采用庞大的二级仓储模式,即汽车总装厂均配置有一个十分庞大的备件总库和分散在总装线各工位处的若干多个二级备件库。技术的不断进步,总装作业方式发生了许多本质性的变化,主要表现在总装作业自动化程度越来越高、多品种共线柔性化生产、总装备件的无库存准
8、时配送、生产过程的信息化等多个方面。,一、汽车总装工艺的总体布局,汽车总装工艺的布局首先应遵循前面所述的七大原则,然后结合各企业场地的具体实际进行合理规划。目前常见的总装工艺布局型式主要有S形、T形及U形等三种,如图5-1、5-2、5-3所示。神龙汽车公司、东风本田汽车公司的总装线采用的是S形布局,上海通用汽车公司的总装线采用的是T形布局,载货汽车及微型车总装线大多采用U形布局。,图5-1 S形布局的总装线,图5-2 T性布局的总装线,图5-3 U形布局的总装线,模块化生产,为了便于汽车总装质量的控制与总装工艺的规范化管理,汽车总装工艺常将其分为若干个模块,如:内饰装配一线、内饰装配二线、底盘
9、分装线、车门分装线、仪表台分装线、车轮分装、车身合装线、终装线、性能检测线等。汽车总装工艺十分复杂,由数百个工位组成,图5-4是某汽车公司汽车总装工艺的主要工艺流程。为了简化总装工艺、提高总装效率,汽车总装已普遍实现了模块化生产,即将多个总成部件按照其装配关系或功能的关联性组合成一个个的装配模块,如:将动力系统(包括发动机及整个传动系统)、车桥与悬架集成为一个底盘装配模块(见图5-5),将汽车全部仪表与空调机组组成一个模块(见图5-6),将车门及安装在车门上的全部附件组合成一个模块(见图5-7)等。,图5-4 汽车总装工艺流程图,图5-5 动力系统、车桥与悬架模块,图5-6 仪表与空调机组模块
10、,图5-7 车门与附件模块,二、汽车总装生产方式,汽车总装已普遍采用准时制拉动式生产方式JIT(just-in-time的缩写),即以看板管理为手段,采用“取料制”,即最后一道工序依据市场需求进行生产,对本工序在制品短缺的量,从前道工序取相同的在制品量,从而形成全过程的拉动控制系统。这种“拉动式”逆向控制方式,把由于企业划分所形成的、相对孤立的工序生产同步化地衔接起来,从而有效地制止了盲目过量生产,大幅度减少了在制品的数量,提高了生产效率和生产系统的柔性。为此需根据企业的经营方针和市场预测,制定年度计划、季度计划以及月度计划,然后据此制定出日生产计划。但这些计划都是滚动调整的动态计划,对生产只
11、起到预测指导和参考作用。在生产实际中,通过产品订单拉动进行生产。真正作为生产指令的最终投产顺序指令只下达到最后一道工序,即总装配线(混流生产线)。其余工序由总装配线后序顺次上溯,通过看板或同步控制信息拉动进行。,1、工位与工段,工位(workstation)是总装生产线上的基本单元,工位地址提供物料运送的位置,安排生产人员并完成装配任务。总装线上的每一个工位都配置有装配用的专用工具和设备,供生产人员用于各总成部件的装配。待装配的车身作为装配基体,在流水线上(机运线conveyor)以一定的速度移动,各工位的操作工在移动中完成本工位的装配工作。为了便于管理和提高生产效率,常将大总成大系统的装配、
12、同类零部件的装配组合在一起进行集中装配,这就是总装线上的工段。如前面所述的内饰装配一线、内饰装配二线、底盘装配线、车门分装线、动力总成分装线、动力总成合装线、仪表台分装线、终装线、性能检测线都是总装线上的独立工段。,2、工位节距,工位节距(FPS),是工位起点和终点之间的距离,也就是前一辆车和下一辆车的间隔距离。不同工段的工位节距往往不尽相同。,3、装配流水线节拍,流水线节拍是指车身从一个工位的起始点移动到终点的时间。流水线节拍决定混流生产条件下各工位的工位工时。(6-1)式中:日实际工作时间,日实际工作时间=日理论工作时间X 流水线开动率;日产量。,4、等效工位工时,工位时间:完成工位作业内
13、容所需要的时间。如果一条流水装配生产线上只生产一种车型,则应均衡每一工位的作业内容,使各工位的作业时间尽可能地等于流水线节拍。但对于多车性共线生产的柔性生产线,由于各车型在同一工位所装配的零部件不一定相同,装配工序也可能不一样,要使作业的时间都接近流水线节拍往往很难,甚至是不可能。因此,在进行工艺设计时,应根据各车型的生产比例算出等效工位工时,使之尽可能接近流水线节拍。(6-2)式中:混流生产时第 车型投入生产的百分率;第 车型在某装配工位上所需的工位工时。例如:生产A,B,C,D 四种车型,在某工位的装配时间分别为128 秒,133秒,135 秒,143 秒。四种车型的生产比例为35:30:
14、15:20。即35%A,30%B,15%C,20%D,则该工位的等效工位工时为:秒,5、工作要素,工作要素(work element)又称工序,是装配过程中全部工作内容的一部分,是完成某项操作所进行的最小工作单元。,6、工位质量控制,按照精益生产(Lean Manufacturing)的理念,从前道工序流到后道工序的零部件必须是100%的合格率,决不允许任何不合格品从前工序流到后工序。所谓100%的合格率,不仅是指已加工完成的零部件及产品的加工质量应全部合格,同时还包括是否按照生产工艺的要求完成了对零部件及产品的全部作业。若操作工在本工位作业区域内没能完成装配作业,则该产品被视为不合格产品,不
15、允许流到下一工位的作业区。若出现某一工位在其作业区内没能完成其作业内容,该作业岗位的工人就必须拉下标有Andon的开关或按钮(见图5-8),停止装配线的移动,继续进行未完成的装配作业(这时班组长会前来协助完成装配),直到作业完成后再次拉下Andon开关,重新启动装配线的移动。一旦某一工位的名员工拉下 Andon绳或按下Andon按钮,停止装配线的移动,其他岗位的员工也被迫停止装配而处于空闲状态。如此不但影响了整个装配线的工作效率,也影响了流水线的开动率。此外,若装配流水线频繁的停止、启动,还会对装配线的使用寿命带来不利影响。这就是为何必须均衡工位作业时间的原因。,图5-8 用于临时停止总装线移
16、动的装置(andon绳、andon按钮),三、汽车总装配工艺,汽车总装配工艺包括若干个装配工段、数百个工序,若在此一一介绍既不可能(受篇幅限制)又没有必要(常规性、简单、雷同的内容太多),为此,下面简要介绍几个典型工段的作业内容和作业方法。,1、车身(车架)的导入,车身(载货汽车的车架)是汽车各总成部件的装配基础,车身(车架)在流水线上移动的过程中,将全部总成部件装配到车身(车架)上便完成了汽车的总装。由此可见,车身(车架)的导入是汽车总装工艺的起点。车身进入总装线后,积放链的控制系统通过控制线路上的道岔使车身按照产品的品种自动分类储存到不同的储存线路内,如图5-9所示。总装车间的生产控制人员
17、根据库区内储存车身的具体情况安排总装车间的生产次序。积放链系统能够按照生产调度人员指定的生产次序自动从储存区内提取符合要求的车身并转运至内饰线。,图5-9 车身的自动分类储存,车身转挂后进入总装线,总装线的起点处设置一升降机将涂装好的车身转挂到总装线上(见图5-10),并赋予车身一些必要的信息(如:车型、各总成部件的配置、内饰颜色等)。携带车身的吊具在接到转接工位允许进入的信号时进入转接工位,待完全到位后吊具定位并夹紧,随后升降机下降。待接近下位时将车身缓慢放置到在转接工位处等待的内饰线大平板上,并继续下降一定高度,确保吊具和车身脱开。升降机下降到位后自动发送内饰线允许启动大平板的信号,大平板
18、将车身拖出吊具进入内饰装配线,如图5-11所示。,图5-10 车身转挂升降机 图5-11 进入总装线的车身,2、装饰一线(或称工段),装饰一线的作业内容主要有车门拆卸、装线束、装车顶内饰、装天窗、装仪表台、装前、后风窗玻璃等零部件。,1)拆车门,涂装合格的车身进入总装车间装饰一线后,第一项工作是将车门和车身的分离,即拆车门。在涂装作业过程中,将车门与车身装在一起整体涂装是为了保证车身的颜色一致,而到总装车间后将两者分开则是为了便于各种部件在车身上的安装及避免在总装过程中造成对车身油漆的破坏。车门和车身通过空中运输通道送到各自的装配线,仪表和动力总成的分装也同时进行。,拆车门铰链,卸下车门,2)
19、车内线束及内饰的安装,车门从车身上拆下后,就可以非常方便的进行车内线束和内饰的安装,如图5-13至图5-28。为了提高效率、尽可能减小人为因素对汽车装配质量的影响,汽车总装过程中,需人工调整的内容越来越少,除门锁、铰链、车轮定位参数、车灯等极少数内容需要人工调整外,其它绝大多数装配项目的装配质量则由设备和工装来保证。通常情况下,装配操作工只需将待装配的总成部件放置到相应位置(任何错位都装配不上),然后就由专用卡口、专门的锁紧机构和定力矩扳手来完成,对于体积与重量大的总成部件,由专用吊具或机械手协助完成装配。为此,在列举汽车装配工艺过程时,不再介绍其简单的工艺操作方法。,(a)装车内线束(b)装
20、发动机仓线束图5-13 装车内线束,(a)隔热垫的安装(b)安装后的隔热垫图5-14 安装前壁板隔热垫,图5-15 装安全带,图5-16 装天窗,图5-17 仪表台专用吊具,图5-18 装仪表台,图5-19 安装中控台,图5-20 装地垫,图5-21 装车顶内饰,图5-22 安装车门锁,图5-23 装A柱、B柱内装饰板,图5-24 装转向盘及组合开关,图5-25 装车门框密封条,图5-26 前、后风窗玻璃的安装,清洁玻璃,机器涂胶,安装前风窗玻璃,安装后风窗玻璃,图5-27 装置动总泵、制动管路及ABS泵,图5-28 装前横梁即水箱散热器,由大平板输送改为悬挂输送,装饰一线的装配完成后转到底盘
21、装配线,汽车车身的传送方式由大平板改为悬挂输送。车身进入装饰一线的同时,从车身上拆下的车门及仪表台、动力总成、车桥与悬架总成在总装线的两侧紧邻其与车身合装处的分装线上同步分装。,由大平板输送改为悬挂输送,3、车门分装,图5-30、图5-31分别是某轿车车门的分装线全貌和工艺流程图,车门分装的内容包括:车门限位器、车门线束、门把手、车门锁、玻璃升降器、车窗玻璃、车门密封条、装防水帘、装后视镜、装车门内防护板、装喇叭、电检等,其具体装配工艺过程如图5-32至图5-37所示。,图5-30 车门分装线全貌,图5-31 车门分装工艺流程图,图5-32 将车门放入悬吊式的专用车门装配架,图5-33 安装车
22、门限位器 图5-34 装车门线束,图5-35 装玻璃升降器、扬声器、防水帘及门锁组件,图5-36 装车门内防护板、用橡胶锤子敲击消除装配缝隙,图5-37 装车门密封条,4、仪表台分装,仪表台是一个多总成集成的装配模块,包括仪表板、仪表、转向柱、空调机组与通风管道等。图5-38是某轿车仪表台分装线,仪表台分装的主要设备是可翻转的仪表台专用装配台架,如图5-39所示。其主要装配工艺过程是依次将仪表台安装横梁(见图5-40)、仪表台线束(见图5-41)、空调主机(图5-42)、风道(见图5-43)、仪表台面板(见图5-44)、转向柱(图5-45)、组合开关(图5-46)及仪表台附件等装到仪表台装配架
23、上级完成了仪表台的分装。,图5-38 仪表台分装线,图5-39 仪表台装配架,图5-40 仪表台安装横梁,图5-41 仪表台线束,图5-42 空调主机,图5-43 空调风道,图5-44 仪表台面板,图5-45 转向柱,图5-46 组合开关,5、底盘的分装,关于汽车底盘有很不相同的定义。如在汽车构造和汽车设计的教科书上,其定义是除发动机、车身和电气设备之外的部分,由传动系、行驶系、转向系和制动系四个部分组成。在汽车改装行业,汽车底盘被分为二、三、四共三类,二类底盘与汽车整车的唯一区别就是没有装配货箱;将二类底盘上的驾驶室拿掉就是三类底盘;四类底盘和三类底盘的的组成完全一样,其唯一区别是:四类底盘
24、是没有组装在一起的散件,若将四类底盘组装在一起就是三类底盘。对于轿车而言,“底盘”缺少一个清晰的概念,它只是汽车总装生产的一个模块化装配单元。由于汽车结构上的差异,底盘装配模块的组成往往各不相同。图5-47、图5-48和图5-49分别是三种不同车型的底盘装配模块,从中不难看出:图5-47中的底盘装配模块包括发动机与动力传动系统、前桥、前悬架等部分;图5-48中的底盘装配模块所包括的总成部件更多,除图5-49中的总成部件外,还把后桥和后悬架;图5-49中的底盘装配模块在图5-48的基础上进一步把前横梁、灯板梁、护风罩、发动机冷却风扇等总成部件组合在一起,构成一个更大的底盘装配模块。,图5-47
25、底盘装配模块1,图5-48 底盘装配模块2,图5-49 底盘装配模块3,底盘装配工艺流程与装配托架,底盘的分装,尽管因其构成的不同其装配工艺过程会有所差异,但经分析发现,不同构成的底盘装配模块,只存在工序数的差异,其主体的装配工艺基本相同,故在此以某车型为例不加区分地介绍底盘的装配工艺。汽车底盘装配的工艺内容如图图5-50所示,在此需特别指出的是:现代汽车的传动系统有MT(手动机械式变速器)、AT(液力自动变速器)、CVT(带式无级自动变速器)、AMT(机械式自动变速器)等多种不同的结构型式。对于采用CVT和AMT变速器的汽车,由于CVT和AMT常作成整体式结构,因此其装配过程比MT和AT变速
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