机械工业第九设计研究院高级工程师车启英、王晓政
一、整车制造装备概况
汽车制造装备可以分为整车制造装备和零部件制造装备。零部件制造装备主要有金属切削机床生产线、精密锻造生产线及制造单元、铸造生产线、测试设备、激光和焊接设备、数控刀具系统、热处理等。整车制造装备可以分为冲压自动化生产线（冲压)、车身焊接和装配自动化生产线(焊装)、喷涂自动化生产线（涂装)和整车装配自动化生产线（总装），四者共同构成了整车制造的“四大工艺装备”。写字机器人
1、冲压
汽车特别是轿车车身绝大部分是冲压件，曲面形状复杂，要求有较高的尺寸精度和较小的表面粗糙度值。此外，汽车冲压件是大批量生产，品种繁多，如顶盖、挡泥板、车身侧护板、地板、发动机罩、保险杠等，为提高生产率，必须采用机械化、半自动化或全自动化流水线生产。
冲压生产线通常有两种形式，一种是单机连线，另一种是采用多工位压床生产线。单机连线是将多台压床按工序贯通排列，期间采用机械手、传动装置或机器人完成上、下料和零件传送工作。这种生产线有独立同步式和全自动同步式两种，前者压床的运转各自独立，输送带控制生产节拍，设有柔性中间存储
装置使各压床组形成独立同步机组，这种作业线的性能比较灵活；后者给料作业、压床运转等均同步连续进行，工作效率高。
近年来，汽车冲压件生产出现多工位压床代替单工位压床的趋势.多工位压床是目前最先进、自动化程度最高的冲压设备，其工位数有５工位、６工位、８工位等。多工位压床占地面积小、电力消耗低、生产效率高，其作业成本比一般压床流水线低很多。先进的多工位压床使用微处理机控制的可编程序控制装置，使得自动化程度更高。1
冲压工艺变化趋势2一次性咖啡杯
２、焊装
车身焊接通常称焊装，是将车身冲压零件组装和焊接成符合产品设计要求的白车身（即未经油漆的车身)。以轿车为例，在车身焊装过程中，先将整个车身分成几个大的总成进行焊装，如地板总成、发动机舱总成、左侧围总成、右侧围总成、后围总成、顶盖总成、左车门总成、右车门总成、发动机罩总成、行李箱盖总成、左右翼子板总成等，然后再将这几个大的总成焊装成白车身.车身上的小分总成一般在单机上进行焊装，各大总成的焊装和车身焊装则在流水生产线上完成.因此，通常车身焊装需建立十几条生产线，生产线上配备各种焊接设备和工具、定位和夹紧工装、机械化运输系统、生产过程控制和质量检测与控制系统、安全防护设施等。生产线之间的运输通常用悬挂式输送机和搬运机械手等完成。 车身焊装所用的焊接方法以电阻焊居多，一般占焊接总量的９0%以上，主要是电焊和凸焊，其生产率高、成本低。所用的设备有悬挂式电焊机、固定电焊机、多电焊机、螺柱焊机、焊接机器人等.目前焊接机器人被越来越广泛采用，并出现了机器人焊装线和无人操作机器人焊装车间。采用焊接机器人可使焊接质量稳定，但投资较大，发展中的点焊逆变电源变压器将使焊接变压器的体积大大缩小，进一步推进自动化焊接技术的发展。3
为了在同一条焊装线上组织生产几种不同品种而工艺相似的车身，已经出
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现了混流生产的柔性焊装线，它通常用机器人点焊和更换夹具来实现.
焊装工艺变化趋势4
3、涂装
涂装生产线是完成对工件表面喷涂保护层或装饰层的工业涂装成套设备。随着我国工业产品生产能力的增强，涂装生产线在生产领域中的应用越来越广泛，技术水平、自动化程度也大大提高。涂装生产线主要由前处理设备、喷涂设备、烘干固化设备、输送设备、电气控制系统等设备组成。各组成设备在输送设备及输送链的串连下，被有序地组织在一起，完成对工件的涂装作业。5为保证喷漆质量，车间厂房环境要求较高的清洁度，并注意将产尘区与喷漆工作区分开。喷漆之前需进行预处理。预处理质量的优劣对整车的耐腐蚀性有重要影响.货车预处理一般设有７—8道工序，而轿车的预处理则多达１2－１３道工序。预处理的目的是使金属车身脱脂清洗后通过中温低锌磷化，生成一层磷化膜，
并经钝化进一步增强其耐腐蚀性.喷漆有好几道工序，先经电泳喷底漆，后喷中间涂料，最后作面漆施工。
为了提高漆面质量，加快生产节奏，喷漆生产较多地采用往复式喷涂机、喷漆机器人等装备，构成自动化程度较高的生产线。考虑到轿车面漆的返修率较高，一般在车间设计中安排一条较大的返修生产线，供正常返修使用.6
涂装工艺变化趋势7
彩铅芯
4、总装
汽车总装配是将汽车各零部件总成根据技术条件装配成一辆合格的汽车的生产过程，是汽车生产的最
后一道工序。总装过程客观上对零件起了最终检查的作用，因为装配工人发现变形、损坏、碰伤、不合规格的零件均会将其剔除。在总装配的出口处，汽车要进行严格的检查、调整和整车检测，其中包括发动机综合测试、废气排放测试、灯光测试、前轮定位测试、密封性测试和电器检验等。对一定比例的整车还要在试车跑道上进行抽检。质量保证部门每天从当天总装线上生产出来的车辆中抽出１－2辆车进行全面检验，以此考核各部件质量和总装质量并反馈给生产管理部门和技术部门，以便采取措施，不断提高产品质量.
总装配生产线由一系列输送设备构成“立体装配”，并设置许多装配台架和电动、风动工具，根据投资强度和生产批量的不同，总装生产线上安装一定数量的自动化设备，如不少汽车厂安装仪表板、前后挡风玻璃、座椅、车轮、发动机、车桥等实现自动化装配，但与焊装相比，总装仍有不少环节需要靠人工进行.8
总装工艺变化趋势9双端面机械密封
二、整车制造装备前景分析
1、我国汽车市场发展迅猛
进入新世纪以来，我国汽车市场进入全面发展阶段.2000年我国汽车产量
只有206.91万辆，到２０09年我国汽车产量已经达到１３79。１0万辆，增长了566%，十年间的年复合增长率达到了23．46％.10２010年１—11月，我国汽车累计产销分别达到164０．０1万辆和16３9．5４万辆，同比增长３３.71％和34.０５％.11
数据来源：中国汽车工业协会
乘用车占我国汽车比重最大,200９年我国乘用车产量1038.38万辆，占汽车总产量的7５.29％，12未来乘用车将是我国汽车产业发展的引擎。《２0１0年汽车蓝皮书》预测，基准情景下中国乘用车市场自2０10－２０20年年均增长率将接近10％，至２020年年度总需求将达到2３3７万辆。13预计２025年中国乘用车年度总需求将达到292４。5７万辆，较２020年增长近25.１2%；203０年中国乘用车年度总需求将达到3５23。31万辆，较2０２0年增长５0。73%.14我国汽车市场火爆的背后是汽车工业固定资产投资的连续高增长。“十五”期间，我国汽车工业共完成固定资产投资235１。6亿元，“十一五”期间有望超过9000亿元.15其中，用于汽车整车制造业的固定资产投资2001年才１21.１亿元，到20０9年已达到9４2。85亿元16，增长了6７8。57％,9年间年复合增长率２9。24%.2010年1—9月汽车整车制造业已完成固定资产投资953.２3亿元17，预计未来十年仍将处于快速增长期.
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