當對汽車的制造成本給予應(yīng)有的重視時,人們逐漸開始探索采用現(xiàn)代化技術(shù)的可能性。而當今汽車制造技術(shù)的發(fā)展重點則是,實現(xiàn)制造過程的計算機輔助工藝計劃、控制和管理,并采用自動化的生產(chǎn)系統(tǒng),以使產(chǎn)品質(zhì)量達到高度的一致性。
主要零部件的現(xiàn)代制造技術(shù)
1. 鍛造和鍛壓成型
當今的鑄造、鍛壓工序都已基本上實現(xiàn)了自動化。利用成品零件的設(shè)計數(shù)據(jù),通過CAD/CAM技術(shù),根據(jù)毛坯的幾何形狀信息選擇有關(guān)的制造工序,設(shè)計并制造有關(guān)的模具及工具,實現(xiàn)了對品種的多樣化、高質(zhì)量和縮短試制周期的復(fù)雜要求。
鑄造、鍛造和沖壓車間所使用的現(xiàn)代化設(shè)備,可以生產(chǎn)出誤差很小的非切削加工零件。它們非常接近最終的工件尺寸,使得后續(xù)切削量大大減少,從而省去了大部分精加工工序。
在 鍛造溫度下從棒料上切下毛坯,由于材料體積的一致性,使之可以在封閉鍛模中鍛造。它所達到的精度介于普通鍛造和實心工件冷擠壓之間。緊接在鍛造之后,利用 鍛造余熱,在同一車間內(nèi)對工件進行熱處理。上例與傳統(tǒng)工藝相比,可節(jié)約材料20%、能源30%,生產(chǎn)率提高了300%。
2. 主要零件的制造
由于在切削加工前提高了工件的尺寸精度,工件粗加工的勞動量大大降低。對尺寸精度和表面光潔度更求的提高,使得對精加工工序的要求也相應(yīng)提高。同時,新的刀具材料和大功率、高剛度機床的應(yīng)用,也降低了生產(chǎn)成本。
在大批量生產(chǎn)中,組合機床自動線仍然是最經(jīng)濟的設(shè)備。在組合機床自動線中,采用數(shù)控裝置已經(jīng)能以較小的代價獲得一定程度的柔性。例如,在各種發(fā)動機系列中,可以在同一條線上加工不同缸數(shù)的汽缸曲軸箱。
零 件自動識別裝置和可編程控制機構(gòu),可以使一組不同的零件按任何給定的順序進行加工。根據(jù)檢驗站測量的結(jié)果進行控制,可以確保達到規(guī)定的質(zhì)量標準。各個加工 工位之間的緩沖存貯區(qū),在降低停工工時方面有著重要作用。具有故障點識別能力的機器診斷系統(tǒng)和自動換刀裝置,可以減少車間的停工時間。
隨著品種的增加和每個品種批量的相應(yīng)減少,要求生產(chǎn)裝備具有更大的柔性。例如,把加工中心、 傳送裝置和控制系統(tǒng)結(jié)合為一體的柔性制造系統(tǒng),一般都是經(jīng)濟的制造方案。統(tǒng)一協(xié)調(diào)的計算機系統(tǒng),可以完成控制功能和編程功能。在這類系統(tǒng)中,還具有工件和 工具的供應(yīng)和質(zhì)量保證功能。在樣品試制和改進零件的生產(chǎn)中,這種系統(tǒng)最為有效。采用可交換的托板系統(tǒng),將使這類系統(tǒng)的工作更加合理。
柔性制造系統(tǒng)也被用于后軸支座的焊接。采用機器人操作焊槍并控制焊接過程中的電流大小,保證了焊接的高精度、低飛濺,從而實現(xiàn)了生產(chǎn)的全自動化。
在要求低傳熱和小變形的焊接時,可以采用自動激光焊接設(shè)備。例如,采用激光焊接工藝焊接柴油發(fā)動機的挺桿座。為了生產(chǎn)這種零件,把兩個深拉伸的零件沿其周邊焊在一起。這種工藝在大批生產(chǎn)的條件下,其變形量在30μm以下。
3. 主要零部件的裝配
在 主要零部件的裝配方面,由于尺寸精度高和工件剛性大,越來越多地使用相互聯(lián)接的組裝設(shè)備。在一些特殊作業(yè)中,如插入、螺釘連接和壓裝作業(yè),都已實現(xiàn)了自動 化。測量控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先確定的目標值進行監(jiān)視,還可把調(diào)整工作納入該系統(tǒng)。例如后橋軸組裝時,在模擬承受全車重量的條件下,自動調(diào)節(jié)車輪內(nèi)傾和外傾,可 達到3分的角度精度。
4. 表面光整技術(shù)
近幾年來,在減輕重量方面,以成形的鈑金工件取代實心工件的目標已經(jīng)實現(xiàn),在行走系統(tǒng)方面也是如此。因此,以防生銹對零件表面光整技術(shù)的要求也越來越為嚴格。例如,在前軸的自動噴漆中采用工業(yè)機器人,由過程控制計算機調(diào)用相應(yīng)的噴漆程序。與普通手工噴漆相比,自動噴漆車在防銹和漆霧擴散方面都有很大改進。噴槍能夠更準確地指向工件輪廓,從而使油漆的消耗量減少30%。
5. 控制過程
在自動生產(chǎn)設(shè)備中,裝備了計算機輔助的機器監(jiān)視系統(tǒng)。目前使 用的系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)視多條組合機床自動線中各臺機器的運行,能分析和顯示最新信息。例如,出現(xiàn)故障的部位也可匯總生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)字,從而能夠及時發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié), 并有效地預(yù)以消除。對于在最大負載下工作的設(shè)備,采用這些監(jiān)視系統(tǒng)是非常重要的。它能保證以最高的質(zhì)量標準生產(chǎn)出規(guī)定數(shù)量的產(chǎn)品。
6. 質(zhì)量保證
測量和檢查數(shù)據(jù)由計算機輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)記錄和處理,并與有關(guān)生產(chǎn)工藝相聯(lián)系。這樣,在各個零件制造的早期階段,就有了直接查找原因的質(zhì)量管理作為保證。
大部分工件都在納入生產(chǎn)過程的自動測量站進行檢驗。在主要成品件的性能試驗中,其存儲、傳送、校驗和評價都由計算機系統(tǒng)菜單控制和管理。測量結(jié)果被處理成可直接評價的數(shù)據(jù),如果發(fā)現(xiàn)有缺陷,就自動與可能出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)聯(lián)系。
汽車的現(xiàn)代制造技術(shù)
汽車制造主要包括車身制造和整車裝配,對卡車來說,還包括車架制造。
1. 沖壓車間
在制作沖壓件的板料中,有97%是以卷料形式提供的。卷料一般要在沖壓線上經(jīng)過幾個步驟才能使之成為成品沖壓件。通過機械式送料機構(gòu)或工業(yè)機器人,把工件從一臺沖床送到另一臺沖床。
為使平整的儀表面板成形,常使用占地面積小、投資少的多級模沖床。利用模具的往復(fù)機構(gòu)移動工件,可使循環(huán)時間縮短50%。
滑臺式?jīng)_床與普通沖床相比,更換模具的時間減少了75%。模具的調(diào)整在沖床外面進行,利用其自身的驅(qū)動系統(tǒng),工件從側(cè)面進入機床,從而使沖壓的平均循環(huán)時間顯著縮短。
沖壓后的成品,由無人操作的傳送系統(tǒng)送入全自動行道式料架。計算機輔助料庫管理系統(tǒng)使庫存量和工具更換管理更加合理化。同時,占用的流動資金也盡可能少。
沖 模及沖壓件的質(zhì)量主要取決于所采用的技術(shù)手段及其使用經(jīng)驗。采用CAD/CAM技術(shù)的目的不僅是為了提高質(zhì)量,而且也為了減少開發(fā)工作所需的時間。它的內(nèi) 容從記錄汽車車身模型的幾何數(shù)據(jù)開始,經(jīng)過做樣件、樣板和模板,確定生產(chǎn)工藝過程和制作加工圖,直到數(shù)控加工沖壓工具。
2. 車身制造
過去,在多點焊接工廠內(nèi),按車型焊接車身被看作是最為經(jīng)濟的制造方法?,F(xiàn)在出現(xiàn)了利用工業(yè)機器人進行點焊的柔性制造方式。事實證明,把按車型號進行定位焊接和柔性焊接結(jié)合起來是非常經(jīng)濟有效的方法。使用這種方法焊接的車身,尺寸精度高于全部采用#p#分頁標題#e#工業(yè)機器人的車身焊接線。其優(yōu)點如下:
□ 生產(chǎn)各種車型的柔性大。在同一條線上可以同時焊接幾種不同車型系列,整個產(chǎn)品系列都可達到最大生產(chǎn)率,從而避免了生產(chǎn)個別車型系列時生產(chǎn)能力的過剩。
□ 生產(chǎn)未來車型的柔性大。當生產(chǎn)新車型時,大部分設(shè)備仍可繼續(xù)使用,只有傳送系統(tǒng)和焊接工位需要改動。
□ 改變產(chǎn)量的柔性大。通過增加工業(yè)機器人,可使循環(huán)時間進一步縮短,所花的時間和資金都很少。
□ 投資少。與普通技術(shù)相比,對一種車型而言 ,采用柔性車身生產(chǎn)設(shè)備所需費用約少20%。
在自動熔焊中,工業(yè)機器人的應(yīng)用日益廣泛。它可利用傳感器來識別焊縫的起點,調(diào)整機器人已編好的動作程序。用電子方法監(jiān)視焊接參數(shù),可以進一步提高焊接質(zhì)量。
在車身生產(chǎn)的各種工步之后,由中央測量站實施質(zhì)量控制。兩個專門用于測量的工業(yè)機器人按照規(guī)定的檢查程序,掃描檢測整個車殼,測出超差的分析結(jié)果直接轉(zhuǎn)換成焊接設(shè)備的修正參數(shù)。
3. 車身涂裝
利用靜電高速回轉(zhuǎn)噴霧裝置涂敷厚層膩子和表面涂漆,裝置的利用率可達80%。通過跟蹤系統(tǒng)和沿著車身移動的工業(yè)機器人,對發(fā)動機蓋、行李箱蓋、門槽和車輪拱圈噴漆,可使噴漆間的穿堂風大為減少。工業(yè)機器人還可用于汽車下底盤的聚氯乙烯保護涂層和發(fā)動機隔板的聚氯乙烯封焊。而對于塑料飾件的靜電噴漆時,則必須提供導(dǎo)電的底漆。
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