1.2 汽车总装工艺技术基础

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1.2.1 汽车总装工艺流程

汽车总装配工艺包括若干个装配工段、数百个工序，下面简要介绍几个典型工段的作业内容和作业方法。

一、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1-2-1所示。总装车间的生产控制人员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。

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（图1-2-2），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，大平板将车身拖出吊具进入内饰装配线，如图1-2-3所示。

二、装饰一线

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。车门拆卸如图1-2-4和图1-2-5所示。

2.车内线束及内饰的安装

车门从车身上拆下后，就可以非常方便地进行车内线束和内饰的安装，如图1-2-6～图1-2-21所示。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，其他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。

装饰一线的装配完成后转到底盘装配线，汽车车身的传送方式由大平板改为悬架输送。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，如图1-2-22所示。

三、车门分装

如图1-2-23、图1-2-24所示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：安装车门限位器、安装车门线束、安装门把手、安装车门锁、安装升降器、安装车窗玻璃、安装密封条、安装防水帘、安装后视镜、安装车门内防护板、安装扬声器、电检等，其具体装配工艺过程如图1-2-25～图1-2-30所示。

四、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。如图1-2-31所示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1-2-32所示。其主要装配工艺过程是依次将仪表台安装横梁（图1-2-33）、仪表台线束（图1-2-34）、空调主机（图1-2-35）、空调风道（图1-2-36）、仪表台面板（图1-2-37）、转向柱（图1-2-38）、组合开关（图1-2-39）及仪表台附件等装到仪表台装配架上即完成了仪表台的分装。

五、底盘的分装

关于汽车底盘有很多不相同的定义。如在《汽车构造》《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4个部分组成。在汽车改装行业，汽车底盘被分为二、三、四共3类，二类底盘与汽车整车的唯一区别就是没有装配货厢；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组成完全一样，其唯一区别是：四类底盘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。如图1-2-40、图1-2-41和图1-2-42所示分别是3种不同车型的底盘装配模块，从中不难看出：图1-2-40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1-2-42中的底盘装配模块所包括的总成部件更多，除图1-2-41中的总成部件外，还把后桥、后悬架、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。

六、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1-2-43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）等多种不同的结构形式。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的汽车少了一道装离合器（或液力变矩器）的工艺。对于绝大多数轿车而言，底盘装配模块中的前桥和后桥之间缺少确定彼此位置关系的专门装置，因此需将底盘组成部件统一装到一个专门的安装架上，此专门安装架在汽车制造业将其称为机械托架，如图1-2-44所示。机械托架上设置有许多个不同高度、不同形状、不同尺寸的定位点，以此确定各总成部件在汽车上的精确位置。此外为了实现柔性生产（多品种共线生产），其上设置有在产各车型的定位点。若需要导入新车型，需补充适合新车型的新的定位点。

七、底盘的总装

为了便于看清底盘分装各总成部件的位置关系，下面借用图1-2-45和图1-2-46简要介绍底盘的装配过程。先将图1-2-45中的副车架安装到机械托架上，再依次安装悬架中左右侧的三角臂、转向节与制动器组件、弹簧与减振组件、转向器与拉杆总成、横向稳定杆等装置，然后再将组装在一起的动力总成，包括发动机、离合器（图1-2-46）、变速器（图1-2-47）装到副车架上，如图1-2-48所示。有的厂家也将后桥和燃油箱安装到机械托架上，如图1-2-49所示。甚至将排气系统也安装至机械托架上，作为底盘整体进行总装，如图1-2-50所示。

八、车身合装

车身合装的主要内容是将前面各分装工艺过程所得到的底盘装配模块、车门装配模块、车轮装配模块装配到车身上，如图1-2-51～图1-2-59所示。

九、装饰二线

装饰二线的主要装配内容包括合装后车身底部管路连接、散热器风扇机组装配、汽车制动/冷却/空调/助力转向等系统管路的装配、前/后前照灯装配、前/后保险杠装配、管路的密封检查、发动机油/变速器油加注、制动液/空调液加注、发动机冷却液/助力转向液/玻璃清洗液加注等，如图1-2-60～图1-2-67所示。

十、“激活”整车电控系统

所有的部件都安装完毕后，下线前需起动发动机，使整车能够进入正常运行状态。由于是全车设备第一次开始集体工作，需要用专门的设备“激活”整车电控系统，如图1-2-68所示。

十一、避免柔性生产中总成部件装配错误的技术措施

现代化的汽车制造公司均已采用拉动式生产方式（JIT）。为了均衡工位工时，基于市场预测的结果制订年度生产计划、季度生产计划、月度生产计划直到日生产计划，按照日生产计划中各车型的比例交叉安排生产。为了避免不同车型共线生产总成部件的错装，目前常用的有两种方法：其一是汽车车身进入装配线时，随身携带了一个详细的配置单（图1-2-69），每一个装配工位均严格按照配置单装配；另一种方法是，在每一个装配工位均配置有按车型分别摆放的配件架，各车型的配件分别放置在各自的配件箱里，配件箱的正前方设置有红、绿指示灯，如图1-2-70所示。车身上线时随身携带有包含该车规格、型号、配置信息的VIN码。VIN码是按照国际标准统一编制的，有一维和二维两种，车身每到一个工位，先利用条码阅读器录入车身的条码（图1-2-71），随着条码的录入，应该装配的配件箱前的绿色指示灯被点亮，按照绿色指示灯的指示取件装配便可彻底避免装错配件。

1.2.2 汽车总装输送系统

汽车的总装是车身（或车架）在流动的过程中将数千种总成部件按照规定的工艺流程和工艺要求安装到车身（或车架）上完成的，车身（或车架）的流动需要借用为汽车总装专门配置的输送系统。

一、汽车总装输送系统的分类

汽车总装输送系统主要由空中悬架输送设备、地面输送设备和升降设备等组成，其中：空中悬架输送设备主要有空中积放链式输送系统、空中摩擦输送系统、电动单轨输送小车系统（EMS）等；地面输送设备主要有自导向输送小车（AGV）系统、滑板输送系统、板链输送系统、滑橇输送系统、地面摩擦输送系统等。

1.积放式输送系统

积放式输送系统是过去较常用的一种总装输送系统，如图1-2-72所示。现阶段在许多公司仍在采用，其特点是技术成熟、设备投资较低，但由于积放式输送系统采用的是链传动，因此噪声大、润滑点多、维修保养不太方便。

2.空中摩擦输送系统

摩擦输送系统是一种具有国际先进水平的新型输送方式，如图1-2-73所示。摩擦输送系统改变了传统链条传动的方式，利用动力装置（摩擦轮）与工件承载介质（吊具、台板）间的摩擦力完成工件的输送，其特点是噪声小、能耗低、节能环保、维护简单、柔性大、扩能方便，但技术难度和初期投资较大。

3.滑橇输送系统

滑橇输送系统是由多种标准单元模块组合成的组合式输送系统，如图1-2-74所示。滑橇输送系统输送物件的橇体依靠托辊或链条的摩擦力实现前进、后退、平移、举升、积放、旋转等功能。滑橇输送系统具有机动灵活、运行平稳、结构紧凑、接近性好等特点。

4.滑板输送系统

滑板输送系统按承载能力可分为轻型、重型和特重3个系列，分别用于小、中、重型车的输送；按板宽窄的不同分为宽滑板输送系统和窄滑板输送系统（图1-2-75和图1-2-76）。滑板输送系统属直线输送设备，占地面积少、运行安全、使用可靠，是汽车部装和总装常用的输送设备。

5.板链输送系统

按板宽窄的不同分为宽板链输送系统和窄板链输送系统，其中窄板链又有单板链输送系统和双板链输送系统之分，如图1-2-77和图1-2-78所示。板链输送系统同样属于直线输送设备，在各类汽车制造厂都得到了较广泛的应用。

6.电动单轨输送小车系统（EMS）

电动单轨输送小车系统（Electric Monorail Trans-port Trolley System，EMS）是物料搬运设备革新的最新产品，在对速度和智能要求成为主要指标的特别环境下日益流行。EMS从其运行的轨道上取电，可满足物料在水平、垂直方向的自由输送。在各种使用场合均已证明EMS具有维修简单、生产效率高等特点，在同步和非同步的制造和装配线上得到了较广泛的应用，如图1-2-79所示。

7.自导向输送小车（AGV）

自导向输送小车（Automated Guided Vehicle，AGV），是指具有磁条、轨道或者激光等自动导引设备，沿规划好的路径行驶，以电池为动力，并且装备安全保护以及各种辅助机构（例如移载，装配机构）的无人驾驶的自动化车辆，如图1-2-80所示。通常由多台AGV、控制计算机（控制台）、导航设备、充电设备及周边附属设备组成AGV输送系统。AGV在计算机的监控及任务调度下，按照规定的路径行走，到达指定的作业位置后，完成一系列规定的任务，控制计算机可根据AGV自身电量决定是否到充电区进行自动充电。国内外许多汽车制造工厂部分总装工位已普遍采用AGV作为总装线的输送设备，AGV的突出特点是输送线因局部故障或某工位因操作错误而停顿时，可以利用设置的离线维修岔道消除其对装配线整体的影响，对于瓶颈工序（如发动机变速器合装工位、驾驶室与底盘合装工位），AGV可岔出主装配线，利用局部装配道岔，满足主线生产节拍的要求；其缺点是AGV输送系统的造价较高。

8.地面摩擦输送系统

地面摩擦输送系统是空中摩擦输送技术在应用上的拓展，其主体由H型轨道、驱动装置、道岔装置、定位装置等组成，如图1-2-81所示。

9.升降设备

为了便于装配，汽车在总装过程有些工段需要采用空中悬架式输送设备，有些工段则需要采用地面输送设备。无论是由空中转为地面还是由地面转为空中，为了节省空间常采用升降设备实现空—地或地—空输送的转换，如图1-2-82所示。

10.输送设备的选用

对于某具体的汽车总装厂（车间），其输送设备的选用往往需根据所生产的车型、生产纲领、投资规模、总装工艺的设计综合确定。此外，由于总装工艺中的每一个装配工段有其自身的工艺特点，作业内容和作业方式存在很大的不同，所以不同工段所采用的输送系统也会有所不同。由此可见，任何一个汽车总装厂（车间）均不可能采用单一的输送系统，往往是多种不同输送系统的合理组合。如：涂装车间与总装车间间的中转输送系统常采用滑橇输送系统，装饰一线常采用板式输送系统（宽板链输送系统或地面摩擦输送系统），车身合装线常采用积放链式输送系统或空中摩擦输送系统与自导向输送小车（AGV）相结合的输送系统，装饰二线常采用板链输送系统（单板链或双板链输送系统）或地面摩擦输送系统。

二、总装输送系统的要求与功能

尽管由于汽车的种类和结构的不同，汽车总装工艺及总装输送所选用的设备存在较大的差异，但汽车总装输送系统的基本要求与功能却非常接近，下面以某汽车制造厂为例，简要介绍汽车总装输送系统的基本要求与功能。

1.油漆到达输送系统

（1）油漆到达输送系统的功能与布局

油漆到达输送系统的功能主要是将涂装后的车身从涂装车间按照生产排序提供给总装车间。油漆到达输送系统犹如涂装车间与总装车间之间的中转仓库，主要由预排产储存区和同步配送延长线两个部分组成，如图1-2-83所示。

（2）油漆到达输送系统的工作过程

空滑橇经返回线进入油漆线与总装线的转挂点，然后将涂装后的车身从油漆滑橇转接到总装油漆到达系统空滑橇上。经转接后车身滑橇进入8条道的储存线入口，得到预排产信息后，车身进入预排产储存区。

在储存线出口，排产人员根据生产指令进行排产，将车身排入同步配送延长线。油漆到达线滑橇上的车身通过叉式移载升降机转接到装饰一线的宽板链输送线上。

若需要对已排产车身流向进行改动，可通过控制系统发出修正指令，在同步输送线第2道的出口，按照修正后的信息对车身流向自动进行纠错。

油漆到达输送系统通常还设有人工排产模式，当排产人员需要对某储存线内某条道上某处的车身进行排产时，可以先将前面的车身导出，导出的车身由预排产人员手动控制将车身导入到车身同步配送排产纠错线，车身滑橇经同步配送排产纠错线回到移行机入口，再次进入预排产区。

2.装饰一线输送系统

装饰一线的作业内容主要是车门拆卸及线束、顶棚、天窗、仪表板、前后风窗玻璃等零部件的装配，依据内饰一线零部件装配的特点，其输送系统常采用宽板（宽板链或宽滑板）输送方案，其主要流程如下：

油漆滑橇上的车身通过转挂装置转挂至装饰一线HC1宽板输送系统的滑橇上，在完成车门拆卸、线束装配、顶棚装配等操作后进入装饰一线两条装配线之间的快速缓冲区，滑橇在快速缓冲区中通过高低齿横移链跨过物流通道进入装饰一线的HC2线，车身在宽板链上完成天窗的安装、仪表板的合装、前后风窗玻璃的安装等操作后进入转挂区，车身通过转挂从滑橇转挂至悬链吊具后即完成了整个内饰一线的工艺流程，因此从功能区域来划分，内饰一线输送系统主要包含工艺区、快速缓冲区、维修区，如图1-2-84所示。

1）工艺区：内饰一线的全部装配作业均在工艺区内完成，包括HC1和HC2装配线。

2）快速缓冲区：快速缓冲区的作用是：①将两条工艺线HC1和HC2连接在一起。②减少其中一条线设备故障对另一条线装配作业的影响。当然，缓冲区中的车位数越多两条线的相互影响越小，但车位数太多会降低总装车间的空间利用率，所以缓冲区应设置合适的车位数。

3）维修区：在内饰一线常设置2～3个维修区：

维修区一，又称车辆排产调整区，当生产部门需要从线外导入车身而不是从油漆到达线排入车身时，可以将车辆从该区域导入内饰一线。

维修区二的主要功能是将生产线空滑橇导出或导入装饰一线。

维修区三的主要功能是将已进入内饰线但有问题的车身（缺零件或装配不当的车身）导出到该区域进行线外维修，维修完成后的车身再导回装饰一线。

维修区的设置可使内饰一线更具柔性化功能。

3.车身合装线输送系统

车身合装的主要作业内容是动力总成、汽车底盘各系统（动力总成和底盘一起又称机械部分）与车身的合装，为了便于装配，车身合装常采用悬架输送系统，如图1-2-85所示。

4.装饰二线输送系统

车身合装完成后，余下的装配内容主要是车身底部管路连接、散热器风扇机组、灯光、信号装置、前/后保险杠、液加注等，对于输送系统应该是经过一定距离的空中悬架输送后再转入地面输送，如图1-2-86所示。

（1）空中连续输送

车身合装线和装饰二线的前半部分均采用空中悬架输送，尽管车身合装与装饰二线属于两个不同的装配工段，但对于空中输送设备却采用的是同一套系统，由于这两个装配工段的装配内容非常多，为了使装配工艺的布局趋于合理，空中输送线常需要多次折回，如图1-2-87所示。

（2）在两个操作区间的快速输送线

为了保证汽车总装线工艺操作的连续性，在两个操作区间常采用快速输送线，如图1-2-88所示。保证各装配线之间的动态变化及储存一定数量的车身以应对生产期间出现的突发事件（如停线等），为此，悬架车身的吊具应能够在快速输送线的末端的停止器处积放。

（3）空中输送线向地面线的转挂

空中输送线向地面线转挂的目的在于将在装配线上移动的已完成车轮装配的车身从空中输送线的吊具上放到地面的双板链（或单板链）输送系统，以便完成后续的装配、检查等操作，如图1-2-89所示。

5.机械分装输送系统

（1）传统机械分装输送系统

过去，机械分装输送大多采用宽板链或地面摩擦输送系统，运行过程中操作工将装配件装配到宽板链输送系统上的机械托盘上，装配完成后，连同机械托盘一起通过移行机输送到合装处的垂直举升机上，带机械托盘的汽车机械部分与悬架的车身同步向前移动的过程中完成与车身的合装。当机械部件与车身合装拧紧后，在固定工位把机械托盘从车辆/吊具总成上分开，再把空的机械托盘重新循环到机械分装线第一工位，如图1-2-90所示。

（2）新的机械分装输送系统

近几年新建的汽车总装厂，机械分装输送越来越多地采用自导向输送小车（AGV）输送系统，将汽车机械部分直接装配到自导向输送小车（AGV）上的托盘上，自导向输送小车（AGV）完成机械部分的输送、举升，与吊挂的车身同步运行，合装完成后返回到机械分装线第一工位处，如图1-2-91所示。

6.车门分装输送系统

为了确保车漆颜色的一致性，需将车门安装到车身上一起喷漆。在汽车总装工艺中，车门的存在不仅会影响仪表板、座椅等的安装，而且由于在总装车间生产的车型较多，线边用于存放零件的面积已越来越不能满足零件供应的要求，如不拆下车门，在整个总装生产线的装配过程中，由于不停地开关车门，平均每辆车至少要多消耗30min的工时。为了提高总装的生产效率，在进行总装前需拆下车门。为此，车门分装输送系统应包括卸下的车门与车身的同步输送、车门分装过程中的输送、将分装好的车门输送到与车身合装的安装点等内容。

近些年建设的汽车总装厂，车门的输送（车门与车身的同步输送、车门分装过程中的输送、将分装好的车门输送到与车身合装的安装点的输送）大多采用统一的空中悬架连续输送方式，如图1-2-92～图1-2-95所示。

1.2.3 整车性能测试与调整

为了确保汽车产品质量，汽车制造公司除对汽车制造过程每一道工序的作业内容、操作方法和工艺要求均做出了详细与严格的规定以及采用大量现代化高精度的生产设备以保证其产品质量外，汽车在出厂前还要进行全面的检测和调试，以避免存在质量问题的汽车产品流入市场。

汽车出厂前的性能检测与调整包括室内台架检测和室外道路检测二部分，其中，室内台架检测常将具有各种不同检测功能的汽车检测设备组合在一起用于汽车整车的性能检测，以达到控制产品质量的目的，这种组合在一起的汽车检测设备统称为汽车整车出厂检验系统，由于该检测系统采用的是流水式的检测方式，汽车制造公司常将其称为整车检测线；室外道路检测都在专门建设的试车场地上进行，因此将其称为场地测试或道路测试。

一、检测线

汽车出厂前需检测的内容主要有：四轮定位参数的检测与调整、汽车前照灯的检测与调整、汽车行驶性能检测、汽车制动性能检测、汽车外观检测、汽车排放检测、汽车防雨密封性检测等，如图1-2-96～图1-2-100所示。

二、外观检查

汽车经过100多年的发展，已由早期单纯的交通运输工具发展为集现代美学、休闲娱乐、交通运输于一体的光机电一体化产品，用户对其外观（内饰、外饰、发动机舱的规整性）质量要求非常高，以至于越来越多的人将其称为流动的工艺品。为了满足人们对汽车外观质量日益苛刻的要求，汽车在出厂前还要将其置于专门的外观检测间对汽车的内饰、外饰、发动机舱进行全面检查，如图1-2-101和图1-2-102所示。外观检测间对洁净程度及光照强度有专门的要求。

三、道路测试

道路测试的内容非常多，主要包括汽车各总成部件的运行状况、是否有异响、发动机的工作温度、机油压力、发电机的发电量与充电特性、汽车起动、加速、制动、操纵性能、汽车维持直行的能力与转向回正特性、悬架的缓冲与减振特性、车轮是否摆振等。

汽车下线的道路测试与其他目的道路测试的根本区别是必须在极短的时间内（5～10min）完成名目繁多的测试。正因为如此，不可能提供将车载式的汽车道路性能试验仪器设备安装到车上和从车上卸下的时间，所以到目前为止，汽车下线的道路测试除少数项目（如汽车行驶跑偏）开始采用固定式设备（固定安装在试车道上）进行测试外，绝大多数项目仍采用最原始的人工主观评价。如图1-2-103～图1-2-106所示。

四、汽车的返修

返修是任何汽车制造公司都不可避免的一项重要工作，不仅是汽车总装与部件分装有返修，汽车的涂装与焊装也都有返修。不过在此需特别指出的是，汽车制造工艺过程中任何一个制造环节的返修都是针对微小问题的维修，凡是较大的质量问题，其处理方法是直接报废。

对于汽车总装的返修主要是装配调整的问题，如：位置误差、小件漏装、覆盖件间隙不均匀、紧固件拧紧力矩偏差、内外饰件表面破损等。当然，尽管都是一些小问题，但任何一家有影响的汽车公司都视其为零容忍，只有这样，才能有效保证汽车产品质量。正因为如此，在汽车总装厂均专门设置有足够面积的返修区，如图1-2-107所示。汽车出厂前的下线检验发现任何质量问题，均将其开到返修区由专门的返修工对其进行维修，返修后的车辆需重新上线检测合格后方可出厂。

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