自动装配生产线

自动装配生产线（精选9篇）

自动装配生产线 篇1

柔性自动化装配生产线主要负责完成大批量、多品种、多车型、多颜色混线的汽车装配。这套系统应用了自动化机器人,转接重读定位的精度在0.6mm以内,能够完成9种车型、20多种汽车产品的混线生产,并实现有效的生产管理。柔性自动化装配生产线有着极高的生产效率,每小时能够完成65辆以上车辆的装配,而目前国内现有装配线最大产能是每小时44辆车,产能提高了47.6%。这种产能已经和国际先进水平十分接近,可以不再依赖进口。

1 国内发展现状

柔性自动化装配生产线系统主要有车身存储、内饰装配、底盘装配、轮胎储运、座椅储运、分装车门、动力集成、整车装配和线间相互转挂机器人等设备,应用了包括自动识别、跟踪、在线监测、自动存储、工业现场等技术,系统不仅能够进行汽车装配操作,还能够实现对装配过程的生产调度、质量管理和柔性装配控制等功能,提高了汽车装配过程的自动化和信息化水平。

一些部门对世界汽车工业的未来格局进行了预测,认为,在2025年以后,汽车工业的产销将逐渐转移到亚洲市场,中国汽车销量将占到世界总销量的30%。汽车装配生产线的柔性自动化技术是重要的核心关键技术,实现了装备的本土化,为我国汽车生产工业提供了先进并且自主知识产权的生产设备,对我国装备制造业有着重大的意义。该系统能够改变汽车制造生产线依赖进口的情况,基础技术等还能够出口和向相关领域扩散。

但是,即便柔性自动化汽车装配生产线有着非常大的优势,但是在国内的汽车装配制造厂家中应用的仍然多为刚性生产线,应用柔性装配生产线仍然属于少数,年产在10-30万台的大型汽车总装厂的生产流水线基本上都是进口设备,目前我国的一些技术实力较强的企业如华远,开始研发柔性自动化汽车装配生产线成套设备,争取行业高端。

2 柔性自动化生产线

柔性生产线是联结多台能够调整的机床,配合自动化装置组成的生产线,有着很高的自动化和信息化水平,能够通过计算机进行管理和操作,还能够结合多种生产模式同时进行,有效的节省了生产成本,并且极大的提高了生产效率。

汽车装配柔性生产线的基本组成主要有自动加工、物流系统、信息系统、软件系统等几部分。柔性生产线技术复杂,自动化程度非常高,结合了微电子学、计算机和系统工程等技术,有着更高的设备利用率,编入柔性生产线的机床会比单机作业产量高出数倍。柔性生产的产能比较稳定,系统中往往存在几台机床同时工作,出现故障会调整降级运转,物料传送系统可以自行绕过故障机床。在柔性生产线中,零件结构过程装卸一次即可完成,加工精度高,并且形式稳定。

3 生产线组成

柔性生产线按照范围可划分为产品生产线和零部件生产线,按照生产节奏快慢能够划分为流水线和非流水线两种,按照自动化程度则有自动化和非自动化生产线两种。

汽车装配柔性生产线主要有车身存储、内饰、底盘装配、轮胎座椅、最终装配、整车检测、车门分装、发动机前桥分装、仪表等相互独立但相互关联的机床模块组成。

3.1 智能化控制

利用计算机技术和网络技术实现智能化控制。借助计算机、网络和PLC总线网络以及无线LAN网络和射频识别系统以及光电接近开关、机器视觉传感器和执行器等部分组成,对系统的智能化控制按照集中管理、分散控制的形式进行。

电控系统主要三层结构,分别为监控层、控制层、设备层,不同层次均由不同的网络结构和不同的软硬件层进行控制,实现诸如自动识别、跟踪、在线监测和柔性装配等智能化操作。

3.2 自动化执行

自动化执行是智能化控制的执行层面,由智能感知系统获得实时准确的现场信息,智能化管理以及控制系统,在网络环境中控制滑橇滚床系统、滑板系统、摩擦系统、自行单轨车系统和机器人执行指令,通过执行系统完成汽车的整个装配操作过程。

3.3 控制系统

集中管理方式需要有一个有力的管理核心。系统主要通过管理计算机、工业以太网和冗余光纤网连接现场分系统PLC,实现现场信息的采集,进而进行整个装配生产线的柔性管理。上位管理计算机借助工业以太网对现场控制器上传的有效信息进行接受,并建立管理数据库,用于系统的开发和更改,并建立交互界面,管理、监控、记录工件物流状态、质量信息和运行状态,打印报表。

3.4 螺纹柔性装配系统

螺纹联接装配方式经历了手动、半自动、全自动三个发展阶段,目前已经进入了柔性装配阶段。柔性螺纹装配系统能够进行整车螺纹联接的高精度自动化装配,这种技术中应用了伺驱动、机械传动、电力电子、智能控制、传感检测、网络通信等技术,有效的提高了螺纹联接的精度,实现了螺纹联接的自动化、集成化、网络化。

4 结束语

柔性自动化系统能够完成非常复杂的汽车装配操作流程,具有多品种、准时化和高产能的优势,能够同时完成大批量、多品种、多车型和多颜色同时进行的装配生产任务,可以作为各种车型的总装车间。这种生产线除了能够进行装配之外,还能够在适当的改造改建之后用做生产企业的涂装、焊装或者其他分类、储存的柔性系统。柔性装配生产线在汽车装配中的应用能够大程度的提高汽车装配车间的生产效率,提高了装配工作的智能化和自动化水平,提高了生产效率和生产质量,并且还能够节省能耗。汽车制造柔性自动化装配生产线融合了机器人、计算机、自动规划、软件、网络、机械等多个领域的诸多技术,在研发整合之后形成了这套柔性自动化装配生产线,为我国“掌握核心科技”,从制造大国到技术大国的转变做出了微小的贡献。

参考文献

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自动装配生产线 篇2

作者：亿瑞诺一

一.装配自动化的通俗定义

通俗地讲，装配是指将产品的若干个零部件通过紧配、卡扣、螺纹连接、粘合、铆合、焊接等方式组合到一起得到符合预定的尺寸精度及功能的成品（半成品）。由人工处理（接触、整理、抓取、移动、放置、施力等）每一个零部件而实现的装配，严格的讲，只能称为人工装配。不需要由人工处理（接触、整理、抓取、移动、放置等）零部件而完成的装配，可称为自动装配。介于两者之间的为半自动装配。

二.自动装配机的组成（以被装配零部件流动时序来论述）

1.零部件定向排列、输送、擒纵系统

将杂乱无章的零部件按便于机器自动处理的空间方位自动定向排列，随后顺利输送到后续的擒纵机构，为后续的机械手的抓取做准备。

2.抓取-移位-放置机构

将由擒纵机构定点定位好的零（部件）抓住或用真空吸住，随后移动至另一位置（通常为装配工作位置）。

3.装配工作机构

指用来完成装配工作主动作的机构，如将工件压入、夹合、螺联、卡人、粘合、焊接、铆合、粘合、焊接于上一零部件。

4.检测机构

用来对上一步装配好的部件或机器上一步工作成果进行检测，如缺零件检测、尺寸检测、缺损检测、功能检测、清料检测。

5.工件的取出机构

用来将装配好的合格部件、不合格部件从机器上分类取出的机构。

三.自动装配机最常用的传动结构形式

1.按被装配工件在机器中的流动时间连贯性来分，有间隙运动式装配机和连续运动式装配机。

2.按装配机中工作位置数量来分，有单工位装配机和多工位装配机。

3.按装配机中工件的传动轨迹来分，有圆形工作台式装配机和环形工作台式装配机。

四.自动装配机的控制系统

通常采用PLC控制，PLC要接收各种信号的输入，向各执行机构发出指令。机器中配备多种传感器等信号采集器来监视机器中每一执行机构的运行情况，经判断后发出下一步的执行指令。人机界面用来显示机器的运行情况、运行记录，以及用来由操作者向机器发指令。

自动装配生产线 篇3

为满足键盘装配生产线的生产需求,设计了一种集分料、发料、存料功能为一体自动缓存机,其控制系统基于PLC设计,实现对物料进行取料、储存、分拣和送料等若干工艺操作。

1 机械结构设计

自动装卸机主要由传动装置控制系统直属零部件组成,工作时步进电机带动带式机构在垂直方向的导轨上做周期循环运动,在电气系统控制和相应辅助机构的配合下实现动作,完成将物料从所在工作站输送到目的工作站的任务。

2 通信模型设计

2.1 总体通信模型

该生产线采用的是IPC+PLC控制模式,通信模型如图1所示,通过以太网连接总线工控机和生产线上的所有机器,通过远端IPC直接监控现场的设备,获取各工作站设备的实时工作状态和材料现状,由监控器显示并实现远程控制。总线工控机的主要功能是实现数据的存储和查询,通信模型实现数据的传输,工业现场的IPC完成对PLC上传数据的显示、保存、报警任务,并能根据数据的变化来控制PLC。

2.2 工控机与工作站的通信

工作站通信模型如图2所示。工作站接收产品,条码扫描器获取产品信息存储在IPC中。如果本工作站不需要处理此产品,机器将其直接输送到下游工作站;如果需要处理产品,该机器将执行相应动作,并将相关的信息存储在IPC,处理完毕,传给下游工作站。

2.3 工控机与自动缓存机的通信

自动缓存机通信模型如图3所示。自动缓冲机的缓存区(合格区/不良品区域)作用是存储和整理物料,当物料到达一定数量时,缓冲区会发出报警信号提醒人工取走物料。下游工作站需要物料时,通过SMEMA通信发送材料请求信号到缓存区,由缓存区发送材料;若缓存区无材料,同样通过SAMEMA发送请求至上游工作站,请求发送材料至缓存区。缓冲区接收到材料,将通过扫描获得条码和获得产品信息,并存储到总线工控机。如果材料是好的,它将被存储在合格品区域,并由托盘机构传输至下游工作站。如果材料是不良品,它将被转移到不良品地区,缓存区继续发送材料请求信号到上游工作站,重复以上步骤。

3 控制系统设计

装卸缓存机为上下游工作站的中间环节,衔接前后装配工序。

3.1 硬件设计

系统PLC选用松下FPX系列的C60T,主要硬件包括人机操作界面(触摸屏、按钮、指示灯等)、检测元件(光电、磁感应接近开关等)、控制元件(电磁阀、交流接触器等)和执行元件(气缸和电动机等)。根据工作原理,系统数字输入量和输出量、扩展模块的地址分配方式分别如表1、表2所示。

3.2 软件设计

松下FPX-C60T PLC通过工业以太网分别与松下触摸屏GT01及上位机通讯。现场通过触摸屏控制,对于触摸屏GT01和中控室的上位机,采用组态王6.55版组态。自动控制和信号处理程序由FRWIN GR Version2.93软件编程实现。采用模块化编程方法,将整个程序划分成存料、分料、顶升和送料四个模块。在主程序块中对这些子程序模块进行组织和调用,程序结构层次清晰。

系统控制主流程如图4所示。接收来自下游站的物料要求,上游工作站不断发送物料,物料由带式输送机传送,传感器1启动自动缓存机的托盘,条码器扫描物料条码,并发送信息到工控机识别物料质量。传感器2检测到物料,切换为顶升模式,托盘将继续下降,直到传感器3无法检测到物料。然后将程序更改为存料模式,存储另一边托盘中的物料,托盘将物料送入缓冲区,直到传感器4检测到物料。不同的物料有不同的存储方式和区域,统一存储在料斗中。接着程序改为送料模式,托盘将保持上升,直到传感器2可以检测到物料。机器将物料从托盘中取出来,放在传送带上,传送到下游站。

3.3 电气抗干扰设计

PLC运行中,要考虑现场设备对其控制信号的影响。选配松下PLC专用的直流电源,并采用隔离变压器进行隔离,降低电源对PLC系统的干扰;采用屏蔽电缆将PLC安装在可靠接地的金属架上;设备安装时电力电缆、控制信号线、PLC的电源线和I/O线分开敷设,以降低线间耦合干扰;模拟信号采用电压、电流变送器隔离。

参考文献

[1]邓兴忠,等.机电传动控制(第四版)[M].北京:华中科技大学出版社,2007.

自动装配生产线 篇4

安大伟（通辽市工业经济技术服务管理中心，内蒙古 通辽 028000）

张继红（通辽职业学院，内蒙古 通辽 028000）

摘要：针对汽车装配生产线平衡，结合最新技术，介绍了相关的基本概念、研发特点、生产流程等问题，并对其应用进行了论证。

关键词：装配平衡流程

汽车装配是将已制造或采购到的合格零件、成品件、标准件按照图纸及技术要求装配在一起组成组合件、部件或成品，并达到规定的质量标准，经检验合格转入下一装配工序或下线报交,准备交付客户。装配线平衡就是为了设计出合理的工艺流程，均衡各工位间负荷,并不断完善和改进,减少生产环节中不增值的浪费；根据产品产量、品种的变化调整装配线的流程、生产节拍、工位位置等，是产品装配生产流程中乡党重要的一个管理环节。

一、工作要素

工作要素,有时也称为作业步骤,是产品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。通常在流水线平衡时,由工业工程师根据经验人为设定。理论上将工作要素分得申详细,填补了工位空闲时间，从而减少总的空闲时间。但如果划分得过细,随工作要素总量的增加,其相互间的组合方案呈几何级数增长，增加运算、调整时间;如果工作要素分得过粗,受前后装配关系限制,就可能只有很少的方案可供选择，因此需要工业工程师根据现场经验将关联性强的动作组合在一起作为一个工作要素。

二、操作工位

简称为工位，是在装配生产线上操作工人的工作场地。操作工在此工作场地上重复性地完成制定的一个或几个工作要素的操作。在汽车整车装配生产线上，通常按车身在装配流水线行进方向划分左、右工位，车身安装位置分车头、车尾和车中.为了减少相互间交叉干扰、避免安全事故的发生和操作时的相互影响,通常在一个工位上，只安排一名操作工。

三、流程图

流程图是描述各作业加工次序的图。通常产品的作业之间存在一定的技术上的约束关系，有些作业必须在其他某些作业完成之后才能进行，这种先后顺序关系称为作业先后关系，它反映了生产过程中作业完成的先后次序。生产线平衡过程效率就取决于优先次序的复杂程度。

四、生产能力

简称产能，是指一个工厂、一个车间，一条生产线、一个操作工位或某一台机器在一定的时间内的产品产出数量。产能的单位基本可分为四种，即:标准加工时间(小时、分、秒等)、数量(件数)、重量(千克、吨等)、长度(米等)。在汽车整车厂，以流经报交点的合格车辆数量作为装配生产线的产能单位。以单件生产时间作为每个工位的产能目标。在流水线生产规划时,先根据市场需求预测确定装配线的产能要求,并以此作为设备采购、改造、人员配备和物流规划的依据。一般按以下公式换算成单件生产时间要求的下限。

T=t*η/n(2-1)：

T---单件生产工时

t---装配流水线开动时间

η---装配流水线开动率，在整车装配线上综合设备停机、零件问题和在线问题解决等影响，在总装生产线一般以90％开动率作为考核目标。

n---产量需求在生产稳定的情况下,流水线开动时间和开动率波动不会很大.在作产能分析时,一般根据装配流水线实际情况设定为常数,由此简化可知,流水线需求节拍时间与产量成反比关系。分析产能是为了能正确掌握生产线的生产能力.如果理论设定的产能比实际产能高，会导致生产节拍的混乱，订单不能及时完成，延误交货期，降低客户的满意度，从而降低产品的市场份额;反之，会导致开工率不足，设备闲置，应该能完成的订单被取消，失去市场机遇，同样也会失去市场份额。通过产能与负荷的平衡，在进行生产线平衡的时可以为该作业分配到并行操作工位，增加资源，降低作业时间，提高整体生产运作效率。从局部上看，生产线平衡以后，生产线的生产能力便确定下来，这时仍可以对已得到的生产能力进行调整.通过产能分析可以发现瓶颈环节，并可通过采取适当措施改善瓶颈环节，获得新的平衡方案，以满足生产的需要,同样提高生产运作效率。与此同时，产能分析还可以为MRPII/ERP中的能力需求计划提供依据。

四、单件生产工时

指在流水线上连续生产两件相同产品的时间间隔，即作业速度。单件生产时间是每个操作工位时间负荷的上限，生产线平衡必须在节

拍时间的约束下进行，最终分配到各操作工位负荷不能超过单件生产时间。有效生产就是要使各道工序的时间尽可能地接近节拍时间，否则就会在装配线上产生瓶颈工位，影响整个流水线的生产效率。单件生产工时是以最终客户的需求为基础，是动态的。如果顾客每天所需求的产品数量是400辆，单件生产工时就应设在68.4秒。单件生产工时设得过低，在满足客户需求后，继续生产，单纯的生产效率是提高了，那也只是在增加库存，会产生生产过剩的弊端，积压企业的周转资金；在最终客户的需求产品数量减少了的情况下，就应该在完成任务后停止生产，去做其它的工作或者是减少各道工序的作业人员来调整作业速度来符合生产要求。如果不通过人员配置调整的，而单纯降低生产线速度会造成人浮于事，破坏掉扎根于努力提高生产效率的企业文化。设定了单件生产工时后，再根据现有的条件来确定作业速度和工作量的分配。由于每个人在作业熟练度上存在着差异。这就要制订以技术熟练工为基准的作业标准书，对作业人员进行彻底的教育、训练，以期达到操作时间和操作结果与工艺过程设计的一致性。通过发现工序中的浪费、开展持续改进活动逐步降低单件工时也是很重要的。此外还应考虑在计划作业外的休息时间、早会、晚会时间，机器运转率不高造成的故障损失，调整作业程序的变换所造成的时间损失等对单件工时的影响。

参考文献：

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自动装配生产线 篇5

火工品,素有“热兵器心脏”之称。正因为如此,世界各国都高度重视火工品的科研生产及制造技术的改进。

国内的火工品生产技术来源于原苏联,大多采用手工与独立设备混合生产模式,从20世纪80年代开始,国内火工品生产开始不断进行技术革新,取得了一定成果,部分生产工艺及装备得到了较大改善,安全性及生产效率有了一定提高,但生产线专用性强,生产线和产品生产都是一对一的方式,造成了生产线利用率低下,场地占用率高。当产品改进或淘汰后,生产线再利用较难。不适应现阶段武器装备制造多品种、小批量的生产模式。同时,我国目前火工品装配整体水平不高,主要还是采用简单机械并辅以人工的生产方式,存在较大的安全隐患。

国外(如欧美等发达国家)的火工品生产线一般都是能适应多种不同产品的生产,柔性化程度高,只需要更换相应的模具和修改对应的参数就可实现产品的切换。这样的好处不仅减少生产场地,节约了大量的资金,更重要的是由于场地和设备的减少,同时操作人员大大减少从而导致了安全隐患的减少。

通过国内外生产现状对比,不难发现,我国火工品生产线设计理念和技术水平同世界发达国家均存在不少差距,主要问题还是设计理念相对落后,缺乏柔性制造理论。

2 必要性分析

针对当前国内火工品装配生产线生产方式单一,产品适应率低下、场地占用率高、人员操作密集、危险隐患多等问题,以及现在火工品主要以小批量、多品种生产方式,因此在火工品制造中采用柔性化制造方式是必然的,原来的单一化生产模式已不再适应当前复杂的生产方式需要,通过表1,可以明显看出柔性化自动生产线相对原有的单一化生产线的优势。

表1 新老火工品生产线对比分析

3 柔性化制造需求分析

虽然火工品种类繁多,但是其装配工艺基本大同小异,主要包括装药、压药、收口、退出等关键工序,以某针刺火帽为例,主要流程如图1所示。

图1 某火帽装配工艺流程

通过图1火帽的装配工艺流程可以看出,不同火工品装配的区别主要在以下方面:

1)工装、模具尺寸不一致;

2)装药量及药剂物理特性有区别;

3)压药、收口力有区别;

4)装压药工序不同。

上述4点为火工品制造的主要区别,所以要实现火工品柔性制造,生产线必须要能够实现工装模具快速方便更换、装药量及压药压力可以自由调节、并且生产线设备可以根据不同产品的实际生产工艺过程进行动态组合的功能。

4 实施方式

4.1 工装模具快速更换

通过对火工品装配工艺流程和工艺参数的分析,设计出采用同一生产平台,通过更换工装和控制程序、更改工艺参数,实现不同产品生产的柔性化火工品自动装配柔性生产线,从根本上解决了当前火工品装配制造过程中多品种、小批量生产模式问题。

4.2 装药药量调整

a)群模式装药

对于流散性好、密度均匀的药剂一般采用群模式计量板定容式装药,对于不同的装药量可以通过更换计量板来实现装药量的调整,如图2所示。

设备由装药料斗、振动机构、计量板加药机构等组成。工作时首先装有工件的模板传输到该工位,计量板加药机构中的计量板动作,完成加药。

图2 群模称装药机机械结构原理图

振动机构在计量板装药和放药时振动辅助药剂流动;装药料斗中存药量控制在安全规定药量范围内,一般不超过200 g,并设置有药量检测机构实时检测药剂消耗量。当料斗内药剂存量低于下限时,设备自动通知操作人员进行药剂增补。补药时,人工将药杯放置于抗爆间内的补药平台上。启动补药动作,隔爆门自动关闭,称装药上方的多自由度自动补药机械手动作夹持住药杯完成补药。

b)单发装药模式

对于流散性差、敏感度高的火工药剂,在装药过程中一般都是采用勺型装药的方式进行装药,勺型装药机结构如图3所示。

1—防爆步进机构;2—加药旋转机构;3—药勺摆动机构;4—药勺旋转机构;5—盛药碗;6—药碗旋转机构;7—刮药机构

图3 勺型装药机结构原理图

工作原理及过程如下:药碗旋转机构带动药碗作匀速转动,其目的是防止药勺在舀药时划出药坑,影响加药。药勺摆动机构带动药勺进行舀药,刮药机构将药勺表面的浮药刮掉,确保药剂计量准确。然后加药旋转机构动作带动药勺运动到模具上方,药勺旋转机构动作带动药勺翻转,将药剂倒入模具,完成加药。对于不同产品生产,可通过更换药勺来实现装药药量的调整。

4.3 压药压力、收口力调整

在火工品制造过程中,压药和收口设备结构和原理大致相同,只是对应的模具不同。

a)群模式压药、收口机构设计

对于压药精度要求相对低的群模式压药,一般采用群模式压机,其结构如图4所示。

图4 群模压药机原理图

设备由机架、压头、升降机构、气液增力缸、压力分配器等组成。工作时首先装有工件的模板传送到位,气液增力缸动作驱动升降机构下降,压头分别进入工件内腔压药并保压。压力传感器进行压力值实时采集,控制系统对压力进行开、闭环结合控制,确保整体压力一致性。多个压头与升降机构之间有压力分配机构,可以均衡多个压头的压力。

b)单发压药、收口机构设计

对于压药收口精度要求高的火工品装配,为了达到压药密度和压药深度的要求,必须保证压药的压力,采用全闭环全数字气液伺服技术,并对压合过程中的压力实现在线实时检测和控制。其硬件原理框图如图5所示。

图5 伺服位移和压力控制器原理框图

由图5可知,全闭环全数字液压伺服系统是由执行元件液压缸、本安型油压传感器、D/A转换接口和A/D转换接口组成。其压力控制框图如图6示。

图6 全闭环全数字压力控制框图

由图6可知,通过对输出压力值的设定,可以实现压力的精确控制,从而实现对不同产品的压药收口。

4.4 设备智能动态组合

不同的火工品装配除了装药药量、压药压力等工艺参数不同外,装配的工序也不尽相同。对于不同工序火工品的装配生产,通过将生产线设备进行自由组合,以及通过人机界面设定设备工作状态,从而实现不同工序火工品之间装配生产。图7是以5装5压火工品装配生产线为例,说明设备智能动态组合的优越性。

图7 某火工品装压药流程

通过图7可以看出,通过参数设置,生产线可以实现所有装压药工序≤5的火工品生产,上述设备通过排列组合计算,一共有P1010种排列组合方式。

根据生产的工艺与环境和实际生产的需要,每台单机均采用独立的控制系统以及物流传输系统,同时提供相应的数据IO接口,生产线中的单机可实现单台生产和多台自由组合生产,以实现不同产品的生产需要。控制结构原理图如图8所示。

图8 单机控制原理图

为了适应小批量多品种生产的现状,更换不同的产品进行生产时,由于工艺规定的不同,必须对设备不同的组合或者是单台设备进行生产。当重新组合专机搭建新的生产线的时候,必须要考虑各个专机的生产一致性和协调性,首先要对每台单机的工作时间进行统计,将工作时间最长的单机作为系统基准节拍时间,其他单机工作时间作出相应的补偿,其原理图如图9所示。

由于生产线的生产模式是流水生产模式,当生产线上的某台单机发生故障的时候,必须及时通知故障单机前面所有单机停止生产,以避免生产线上的在制品的积压如图10所示。

图9 单机节拍补偿原理图

图1 0 系统故障处理流程图

所以每台专机在设计控制系统时,必须要考虑同其他专机的数据接口,以保证专机之间的数据通讯,其原理如图11所示。

图1 1 单机数据交换

为保证生产线每台设备都可以单独进行使用,生产线每台单机分别采用独立的控制系统。控制系统采用PLC触摸屏方式,其本机自带的开入、开出点,配以模入输出模块,负责对现场仪表信号的采集和执行机构的执行,并将生产状态反馈回人机界面。控制器安装在各专机的防爆控制盒内,通过操作操作面板上的按钮实现对各专机的控制,这样的装配方式实现了机械设备和控制系统集成在一起,便于设备的运输和搬运,避免设备移位时需要重复接线。

人机交互界面包括控制柜面板和手动操作盒。控制面板上有触摸屏、电源开关、模式选择旋钮、启动按钮、停止按钮、急停按钮、报警指示灯、运行指示灯、停止指示灯、电源指示灯等,方便现场人员对生产过程进行监控。手动操作盒上有启动按钮和停止按钮,方便人工移动调试。模式选择旋钮有两个状态选择:调试和生产。当选择在调试位置时,系统不进行上料有无弹壳的判断,直接连续运转,也可以进行点动和单次操作。当选择在生产位置时,系统按照工艺要求进行不合格品剔除和生产条件监控、故障停机。

现场传感器、气缸和电机等输入输出信号通过控制器本机I/O点和扩展I/O点连入至CPU模块上。

5 结语

通过模具快速更换、装药药量自动调节、压药及收口力调整以及设备智能动态等方法,可以快速实现生产线生产产品的切换,实现了柔性制造,解决了目前我国火工品制造存在的生产线产品生产单一化、利用率低下,场地占用率高、人员密集、自动化水平落后、安全隐患大、以及当产品改进或淘汰后,生产线再进行利用较难等问题。

摘要：针对目前国内火工品生产厂家在火工品装配过程中,存在生产线专用性强,生产线和产品生产都是一对一的方式,造成了生产线利用率低下,场地占用率高、同时当产品改进或淘汰后,生产线再利用较难,不适应现阶段武器装备制造多品种、小批量的生产模式等生产现状的问题。进行分析论证、总结出了一种可以实现多种火工品生产柔性化装配生产线。该生产线通过工装模具快速更换、装药精度、压药压力快速调整以及设备布局快速切换等方法来实现多品种、小批量的火工品自动化装配生产线,填补了国内空白,提高了我国火工品的装药装配水平。

关键词：柔性制造,火工品装配,排列组合生产模式

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[7]劳允亮,盛涤纶.火工品药剂学[M].北京:北京理工大学出版社,2011:37-38.

自动装配生产线 篇6

1 自动化生产线设备改造的意义

目前, 工业、农业、军事等多个领域内自动化技术得到了广泛地应用。自动化技术的运用不仅可以有效降低劳动强度、减少工作危险性, 还可以对劳动生产率进行最大限度地提升, 是人类认识世界及改造世界能力提升的保障。自动生产线是由工件传送系统和控制系统, 将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来, 自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统, 简称自动线。生产线设备由动力辊桶组件、铝旁板、片架、拉杆、承座、驱动装置和链条组成。无动力辊道由无动力辊桶组件、铝旁板、片架、拉杆、承座组成。上个世纪20年代, 自动线逐渐出现在机械制造行业, 随着科技水平的不断提升, 自动化生产线设备制造工艺也得到了极大的提升。为满足社会经济发展需求, 现代生产线开始向大型化、高速化、连续化及自动化方向发展, 随着生产设备大型化的实现, 生产线不断延长, 在提升生产速度的同时, 也对劳动强度进行了大大降低, 通过自动化生产线设备功能的扩展及改造, 可实现企业的社会效益与经济效益。

2 自动化生产线设备功能扩展及改造的应用

2.1 物料装配生产线设备概况

作为一个典型自动化生产线机械平台, 物料装配生产线具有5个工作站:安装送料、加工、装配、输送及分拣。该设备各系统选用的技术分别为气动驱动、变频器驱动及步进电机位置控制等。系统控制方法为通过一台PLC对各个工作单元实施控制, 利用RS485串行通讯对各个PLC间实现互连分布式控制。该生产线对多项技术进行了有效利用, 如机械技术、气动控制技术及PLC控制等。

2.2 物料装配生产线设备存在的问题

通过该设备可进行多项自动化技术的应用, 但其只具备设备出厂功能, 为完善自动化技术流水线, 应对其进行功能扩展及改造。变频器具有较为单一的生产项目, 无法充分体现单台变频对多台电动机进行分时控制。自动化技术作为生产线设备功能扩展、改造的重要途径, 在为企业带来经济效益的同时, 还能提升其社会价值。

2.3 物料装配生产线设备功能扩展、改造的方案

物料装配生产线设备功能扩展、改造后, 工作站分为供料站、加工站、装配站、输送站、分拣站及自动仓储传送站6个子站。其中整条生产线的Master站为输送站, Sleve站为其他子站。采取S7-200系列PLC作为底层各站, 采取PPI协议通信作为通信方法, 选取winco fl exible触摸屏组态监控方法作为上位机。

(1) 自动化仓储系统扩展。完成物料分拣工作后, 利用仓储传动带将完成分拣的物料向自动化仓储系统待仓储区进行传送, 随后遵循存储位置进行放置。通过一台S7-224PLC对自动化仓储系统进行有效控制, 不仅要实现仓储效果, 还要控制仓储传动带。为提高设备功能, 应加大改造力度, 如在一台变频器对单台电动机实施控制的前提下, 实现分时控制多台电动机 (仓储传动带电动机和分拣单元电动机) 的目的。同时将气缸推料仓设置在仓储传动带上, 节拍可调自动物流仓储可通过变频器、气缸进行有效控制。

(2) 智能照明功能扩展。为有效完成照明工作, 可将一盏LED灯设置在各个工作子站上。在该站点各个子站工作时, 自动化照明系统会自动进行LED照明, 当输送站抓取物料离开该站点时, 则自动关闭照明灯。

2.4 物料装配生产线设备功能扩展、改造的效果

在物料装配生产线基础功能的前提下, 进行自动化仓储系统及智能照明功能的扩展, 可有效降低劳动强度, 提升工作效率。通过对物料装配生产线设备功能的改造, 可取得良好的效果。在改造过程中, 应确保对接生产线和仓储系统的合理性、紧密性, 通过设备功能的扩展, 可对生产线功能进行最大限度地延伸, 并取得良好的工作效果。

3 结束语

综上所述, 随着市场经济发展速度的不断加快, 为提高企业竞争力, 必须重视自动化生产线设备功能扩展、改造的应用。本文以物料装配生产线为例进行分析, 通过对自动化仓储系统及智能照明功能的扩展、改造, 达到了降低劳动强度、提升生产效率的作用, 为实现企业经济效益最大化提供了可靠地保障。

参考文献

[1]蓝伟铭, 李杨.浅谈自动化生产线设备的功能扩展改造[J].中国新技术新产品, 2013 (16) .

[2]谭顺学, 邓其贵, 蓝伟铭, 李杨, 蒙飚.基于PLC和触摸屏技术的仪表指针压装控制系统[J].河池学院学报, 2014 (02) .

[3]张文蔚, 江山, 王权兵.基于PLC的物料装配生产线控制系统设计[J].数字技术与应用, 2013 (10) .

一种新型自动装配弹簧机构 篇7

目前,市面上的乳液泵或喷雾泵一般都包括有泵室、泵珠、弹簧、带上、下泵杆的吸塞、锁紧盖及锁瓶盖等。在生产乳液泵或喷雾泵时,弹簧一般都是通过手工或者自动组装机组装在一起的,手工组装不仅需要大量的人力,还需要较大的场所来完成,且手工组装效率低,容易漏装配件,造成不良品。而现有自动化组装机在此工序同样因一些技术的问题容易因误动作或误检测造成漏装或多装弹簧。因此,造成不良率高,生产成本居高不下,很难应对市场竞争。针对上述现有技术不足,在此介绍一种用于自动组装机的新型弹簧下料装置,可实现快速、稳定、可靠的弹簧供料。

2 技术特点

本装置是一种自动化程度高,效率高,且结构简单的乳液泵或喷雾泵自动组装机的弹簧下料机构。

2.1 特点

(1)可实现全自动化连续供应弹簧,大大提高工作效率,节约生产成本。

(2)结构简单,组装方便,制造成本低。

(3)操作简单,供应弹簧的精准度高,不会造成漏装、多装弹簧,彻底解决了以往的自动组装机装弹簧不稳定的问题,有利于生产。

(4)弹簧的检测直观,稳定可靠,完全消除了弹簧的结构对检测的影响,彻底解决了以往弹簧检测不稳定的问题。

2.2 技术方案

下面结合附图对该弹簧下料机构作详细说明:图1是剖视示意图,图2是结构原理示意图,图3是检测装置示意图。

2.2.1 结构

本机构主要包括:弹簧供料装置,弹簧传送装置包括弹簧下料管1,弹簧下料管支板2,弹簧3,弹簧转盘4,泵室转盘6,胀紧套7,连接盘8,链轮9,传动轴10,台面板11,轴承座组件12,隔套13,气缸支座14,气缸15,弹簧托板16及检测装置等(如图1、图2)。

2.2.2 工作原理

如图1～3所示,弹簧供料装置通过弹簧下料管1将弹簧输送到弹簧传送装置上;弹簧传送装置1包括有弹簧转盘4、设在转盘4下侧的托板16及带转动轴10的轴承座12,弹簧转盘4固定在转动轴10的上端;并在弹簧转盘4上沿周边均布有容置弹簧的“V”型孔,弹簧托板15贴在转盘4的下侧将孔“V”型孔下端堵住B到C段且不随转盘转动,转盘4连续旋转时,当弹簧下料管刚刚偏离“V”型孔,在两个“V”型孔之间的转盘上表面时,气缸缩回,弹簧下料管里的弹簧由于重力作用,下到转盘的表面,被转盘上表面托住,转盘继续转动,当“V”型孔转到接近弹簧下料管口正下方时,气缸伸出,挡住管里第二条弹簧,转盘继续转动,当“V”型孔转到弹簧下料管口正下方时,第一条弹簧就掉入“V”型孔中被转盘方的托板挡住,在图2的C处通过检测后随着转盘继续转动,越过BC段的托板后,在D处掉入泵室中。这样,转盘连续转动,气缸不断的伸出、缩回,弹簧就能源源不断的掉入泵室,进入下一道组装工序。

在本例中,轴承座组件中的转动轴10下端设有联动链轮9,可通过传动链将主机电机和联动链轮9相联,带动转动轴10转动,从而使转盘4连续转动弹簧不断落入泵室中以供应弹簧。

2.2.3 弹簧的检测

弹簧的材质一般为不锈钢制造且直径和线径较小,但节距较大,一般的光纤传感器及接近开关使用时常常造成误检、漏检,因此在以往的一些自动化组装机中,弹簧的检测一直是一个难点。本机构提供了一种机械式的检测方式。如图3:检测装置包括有支柱3、检测刮板2及传感器1,检测刮板2与支柱3由刮板支撑销7连接,并可在支撑销上自由转动,检测刮板2的下端设置在转盘4上方,上端压在传感器1上。当转盘4的“V”型孔内有弹簧时,随着转盘4的转动,弹簧碰到检测刮板2并使其旋转偏离感应器,感应器指示灯灭提示有弹簧,反之,“V”型孔内没有弹簧时,检测刮板2不会偏转,感应器指示灯常亮,提示“V”型孔内缺弹簧。该检测方式彻底消除了弹簧材质及结构的影响,检测直观,稳定可靠。

2.2.4 使用

该机构在使用时,先使弹簧供料装置将弹簧输送到弹簧下料管内,通过电机带动转动轴10转动,使转动轴10上的弹簧转盘4旋转,在气缸不断拦截和放开作用下,弹簧一根一根地掉入弹簧转盘的“V”型孔中,通过检测装置后,最后掉落到泵室中,进入到下一工序的设备上。

3 结束语

该全自动装配弹簧机构具有精确度高,结构简单,组装方便,制造成本低的优点,并能实现连续供应弹簧,使工作效率大大提高。为乳液泵或喷雾泵自动组装机提供了一种全新的弹簧下料装置,本装置已成功应用在我公司生产的新型连续式泵组装机上,运行可靠,操作简单,供应弹簧的精准度高,很好地解决了弹簧下料与检测等问题,可实现快速、稳定、连续、可靠的弹簧供料,为公司取得了良好的经济效益。

摘要：介绍了一种全自动装配弹簧机构,从结构、工作原理及特点等方面进行了阐释,说明了该机构的运用,供料稳定可靠,提高了生产效率。

自动化装配设备的总体设计 篇8

装配是将零部件按规定技术要求进行组装、调试、检验,使之成为合格产品的过程[1],装配过程是产品制造过程的关键步骤,对产品的质量和生产效率有着重要的影响。由于我国制造业长期以来的人力成本优势,很多装配性产品生产企业,都依靠人工或半自动设备进行生产,但随着产品装配工艺越来越复杂,装配精度越来越高,劳动力成本也在不断提升,这都使传统装配方式面临严峻挑战,使用高质量、高性能和量身定做的装配设备可以使企业实现产值的飞速提升,大大减小产品的次品率,有效节约生产成本。这就使得设计非标准化的自动化装配设备变得越来越重要,大力发展自动化装配设备已成为现代工业自动化发展的必然趋势。

2 自动化装配设备的总体设计

针对某一个由若干零件装配而成的产品或半成品,如何设计一台适合的自动化装配设备对其进行装配性生产,是一个创造性很强的过程。优化和合理的总体设计可以加快非标装配设备的设计进度,保证自动化装配设备系统的可靠性。在总体设计阶段,首先需要分析装配工艺,考虑功能的实现方式,设备的结构布局,以及机构系统的构成和控制方式的选择。

(1)产品的装配工艺设计

为了实现产品的装配质量要求,必须首先分析产品装配过程中每一工艺环节的技术要求,编制和设计合理的产品装配工艺,这直接决定了最终实现每一装配工序的机械装置结构和功能,机械系统的动作顺序。没有对产品的生产工艺要求和装配要求进行深入研究,会导致最终设计出的自动化装配设备出现不易改进的弊端,甚至直接导致不易克服的产品质量问题。同时,装配工艺也直接影响装配设备的总体功能实现方式、结构布局、控制和检测方式等。自动化装配工艺一般包括五个部分。

1)装配工序

装配工序分为安装工序和固定工序,安装工序是指在自动装配设备的专用工位上进行装配零部件的预备联接。通常固定工序在安装工序之后,也可以把安装和固定放在一个工位上进行。根据装配任务的复杂程度,一个装配过程具有多个装配工序,装配工序的合理分析是进行工艺设计的重要内容。

2)检测工序

检测工序包括对装配零部件的检验、检查和测试等,检测工序一方面保证装配质量,如装入零件是否有缺陷、装入零件方向位置是否准确、装入后的尺寸精度、密封质量、装配质量等,另一方面在装配过程中对各种故障进行处理。

3)调整工序

调整工序是对装配工序后具有安装偏差的零部件位置的纠正。

4)辅助工序

辅助工序包括对装配件的清洁、打标记[2]、分选等环节。

5)机械加工工序

在某些自动装配设备上,在对零部件安装和固定的过程中,还对一个或几个特定零件进行机械加工。

产品的生产装配工艺往往不是唯一的,符合产品性能要求的生产工艺很多,对可行的装配工艺进行分析比较,结合功能实现的难易程度和品质差异,选择最优的产品装配工艺。

(2)设备的功能分解和功能设计

产品的装配工艺确定后,如何实现每一装配工艺环节,需要结合装配工艺进行功能分析,将自动化装配设备的总功能分解为分功能或功能单元,自动化装配设备是一个集合机械、电子、信息等技术的机电一体化系统,其所分解得到的功能单元不仅包括了对应于各装配工艺环节的子功能,也包括了检测、控制、辅助、动力驱动、传动等其他功能。功能的分解如图1所示。

功能分解可以简化自动化装配设备的设计难度,有利于找到最优的功能实现方式。

设备总功能的实现需要各功能单元的协同工作,进行设备功能设计就是寻求功能单元解的过程,也是将功能单元具体化、结构化的过程,解决功能单元解的可行性,要通过“功能→效应→作用原理”的求解过程,寻求功能单元实现的机械结构、装置或物理效应。最后,对所有功能单元的解进行综合、集成和系统化,实现各功能单元解之间的匹配和协同,从而得到一个系统化的功能解。

装配设备的功能分解、求解过程和装配工艺的设计过程是一个相辅相成,互相促进的过程,以产品装配工艺流程为主线,结合产品的性能要求,对功能求解过程进行检查和优化,大胆提出新的工艺方法,可以进一步优化装配设备的功能。

(3)设备的结构布局设计

装配性生产设备按照自动化程度可以分为半自动装配机、全自动装配机、自动化装配线。设备的结构布局一般可以分为转盘型布局设计、环线型布局设计和直线型布局设计。

如何选择合适的设备结构布局,需要考虑具体的生产实际,按照装配工艺的复杂程度和装配设备的使用需要进行分析。

转盘型布局具有结构紧凑,占地面积小,操作方便等特点,适合于装配工艺简单,单机生产,产品大小适中的装配环境。但由于所有的装配单元都围绕转盘来布局,使得转盘型装配机具有实现机构复杂,且不宜改进和进行柔性化生产的缺陷。

如图2所示的环线型布局适合于装配工艺复杂程度适中的装配环境,并可以最大限度地节省使用场地,环线型布局增大了产品在装配线上的装配空间,因此可以按照装配要求的改变增减装配的功能单元,使装配设备具有柔性化。

直线型布局主要使用于大、中型的自动化生产装配生产线,不但可以完成产品加工制造后期的各种装配、检测、标识、包装等,也可以集合产品的加工制造、装配、检测于一体,完成成品的全自动化生产和装配过程。它适用于装配工序多,产品设计成熟,市场需求巨大的产品的生产和装配。直线型布局占用场地较大,有足够的空间布局各装配单元的实现机构和装置,可以简化装配机构,并易于增减和改进装配的功能单元,但由于整个生产线较为复杂,对生产线上各装配单元的控制和协同,生产节拍和效率提出较高要求。

(4)自动化机构系统设计

自动化机构系统设计是按照设定的装配工艺和组成功能单元的原理解,针对组成装配工艺的每个工序模块或功能单元,分别构建完整的机构,然后按照整体装配工艺和功能实现要求进行组合联接,构建出能实现整个装配过程的机构系统。一个自动化装配设备一般包括如下几个机构单元。

1)供料单元

供料单元是自动化装配设备的重要组成部分,从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统,供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件[3]。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态,从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。

2)装配主体机架单元

装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分,它包括自动输送机构,实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测,还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置,而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。图3所示为由凸轮连杆机构构成的装配主体机架。

为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配,需要选择和设计精确的机械分度控制装置,以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位,以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确,各装配工位和检测工位之间进行智能化控制,以保证发生错误时自动停机,以消除连续的误装配,避免生产浪费。

3)自动化装配单元

自动化装配单元布置在装配主体机架上,对应于各装配工位的装配功能,自动化装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成,和装配主体机架相配合完成特定装配动作。

机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作,可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配[4]。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度,提高装配的可靠性。

4)分捡单元

为保证最终装配成品的合格率,在装配自动化机构系统的设计中,要充分考虑和布置适当的分选换向机构,对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。分检单元不但可以提高装配的成品合格率,而且可以有效保证装配错误的半成品避免进入下面的装配工序,减小因装配和检测故障造成的停机,大大提高装配生产效率。

(5)自动化控制系统的选择

整个装配设备的机构系统设计完成后,需要考虑采用何种控制系统来实现整机的自动化控制。对简单的控制任务较少的自动化装配设备,采用单片机控制系统具有成本低等优点。但在装配动作程序多,控制环境复杂的大中型设备或生产线,目前国内外较普遍地采用可编程序控制器进行自动化控制。PLC控制具有可靠性高,抗干扰能力强,适应性强,应用灵活,编程方便等优点在自动化非标装备设备中广泛使用。当装配和检测过程复杂,且需要数据通信和监控,可以通过PLC网络集成控制,并通过上位机的控制和数据处理,以实现更复杂的监控控制。

3 结束语

自动化专用装配设备可以使产品质量大大提高,满足企业的大批量生产需求,同时可以为企业有效节约长远投资成本。针对自动化装配设备的特点,从装配工艺、功能分析、结构布局、机构系统和控制系统的设计入手进行总体分析和设计,可以加快非标装配设备的设计进度,把握装配的功能要求,保证设备自动化机构系统和控制系统的可靠性。

摘要：根据自动化装配设备的特点,提出在自动化非标装配设备设计中,从装配工艺、功能分析、结构布局、机构系统和控制系统等方面进行总体设计,优化和合理的总体设计可以加快非标装配设备的设计进度,保证自动化装配设备系统的可靠性。

关键词：自动化,装配设备,功能设计,机构系统

参考文献

[1]机械工程师手册编委会.机械工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]李绍炎.自动化装配生产线结构原理及节拍优化设计[J].深圳职业技术学院学报,2008(1):22-24.

[3]刘德元.Stdan Hesse.装配自动化[M].北京:机械工业出版社,2003.

精益自动化装配线的研究应用 篇9

精益生产起源于丰田生产方式, 而丰田生产方式的最初应用就是在汽车装配线上, 精益装配实际就是丰田生产方式在更多领域的应用。

1 装配状况及原因剖析

经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司是国内最大的棉纺成套设备生产企业, 棉纺细纱机是公司量大面广的重要创利产品, 而细纱机的生产装配常年以来一直沿用旧式管理作业方式, 制约着产品质量水平、商品进度和生产效率的提高。在新的发展时代, 迫切需要应用新型的科学理念、先进有效的保障措施来更新装配技术及生产流程, 实现企业利润的最大化。

2 精益自动化装配线设计

精益装配线是一种特殊的产品导向布局形式。装配线设计分为, 生产线工艺设计、物流的优化设计、工位器具的定置管理、工艺可视化及检验、检测顺序设计[2]。

基于上述精益化装配管理思想, 笔者结合企业实际状况, 设计全新的总装配流水线, 并配制完整的检查和测试过程。

2.1 精益化装配线工艺布局重组

新总装厂分为装配线车间和准备车间两部分。装配线车间完成细纱机产品的车头、车尾主机装配及试车检测。准备车间完成零件组装、辅料周转的物流准时化工作。

装配线车间的流水线包括:车头线体23个工位和车尾线体11个工位, 共34个工位。流水线设置LED电子屏、中央控制系统, 使用一台西门子S7-200 plc作为中心控制器连接整个操作过程。各装配区间采用柔性连接, 操作速度不受节拍的严格限制, 线体周围设有标准件、零件、工装等装配所需的容器架、料架, 便于随时取用。流水线配备各型气动工具, 提高连接的可靠性, 气路地下铺设, 便于空间整齐, 增加检测工装和模拟试车装置, 确保主机装配质量的一致性。流水线运行通过升降台将零件输送至各工位, 由托盘运输循环, 实现流水作业。

装配流水线的动作循环, 吊装底板→完成按钮→托盘向前 (棘爪输送带快进) →装配 (棘爪输送带快退) →完成按钮→重复动作9次→吊卸总成至试验检测工位→完成按钮→托盘向前 (棘爪输送带快进) ;托盘落下装置机动滚道启动→挡料上→机动滚道停止→托盘落下→挡料下;托盘落下装置机动滚道反转→托盘返回机动滚道启动→托盘返回机动滚道停止→挡料下;托盘返回机动滚道启动;托盘抬起装置机动滚道启动→挡料上→机动滚道停止→托盘抬起→挡料下;插销→托盘抬起装置机动滚道反转;上料机动滚道启动。

2.2 装配线在线试车检测

装配线总装线试车, 采用流水线试车台对产品、车头、车尾单独试车, 并进行调试与相关参数打印。车头试车工作包括电器检查项和机械检查项。车尾试车检查项包括对主电机运转进行测试;对风机运转进行测试;对主电机、风机空载功耗进行测试;对测试结果及电压电流进行打印。正常试车台架对接试车, 按各机种试车技术条件及工艺要求, 对机械与电气各项指标进行测试, 并做好试车工序质量卡与电气记录卡的记录工作。

2.3 装配线物流的优化设计

追求物流的平衡是精益生产的核心所在, 在进行装配线的设计研究中, 物流的优化设计是一个比较关键的环节, 通过物流的设计准时化生产, 拉动前期生产工序能力的提升。物流的优化设计分为外部物流和内部物流设计, 设计外部物流在准备车间执行, 内部物流在装配线车间执行。

1) 物流的节拍。通过对多年来用户提货高低峰时间的积累汇总, 进行分析计算, 设计装配线的生产节拍为30台车头、尾/班产。装配采用线上生产和线下生产两种方式进行, 准备和组装的生产全部按上线来组织。

直接进行总装的零部件提前3 d进入准备车间, 需组合后再参加装配的零件提前4 d进入准备车间;大型配套件 (风箱、电气箱、电机、油浴箱体) 提前1 d进入装配车间。各制造单位按照日装配需求清单, 按时定量配送物料到指定工作地。大型零部件单日配送数量为30台/d, 小型零件单日配送数量为75台/d。

2) 物流信息的管理。生产计划部门、信息部门、总装厂对原ERP系统程序进行改造, 联网统一管理, 使装配线车间能够向制造单位提供准确的物料需求清单 (看板) 。设立中控室, 负责所有来料数据的录入, 中控室数据与计调室共享, 便于及时掌握下一批次上线零件的状况。

2.4 工位器具的定置设计

根据装配线物流的日当量及零件的种类不同, 设计制造装配线专用工位器具共计75个系列, 在不同的工位, 确定零件工位器具的定置, 确保操作员工能够直接、有效、便捷取用到相应的零件, 建立清洁有序的工作环境, 提高效率和产品质量。

整体装配流水线是适应公司简单、高效、精益的生产装配要求, 以车头、车尾线为主框架, 准备、组合装配等为辅的新型自动化装配线。它具备高柔性、高效率、高稳定性的特点, 可满足不同品种、不同系列产品生产的需要。

3 精益自动化装配线生产管理

为避免装配线过程中出现的意外失误, 除对工艺制定、装配手段、装配方法、辅具、工位器具、装配工位、人员分布、日均衡工作量进行策划准备外, 同时对容易出现问题的环节采取以下防范举措。

1) 根据上线零件的装配顺序和物流区域合理性制定流水线车头、车尾总装工艺看板。看板内容包括, 工位设置、装配内容及要求、装配零件、数量、设备工装、人员组成等相关内容。

2) 编制“车头、车尾装配线操作规程”, 使流水线从开机运行到操作、故障排除等都进行详细说明, 操作者一目了然, 便于操作者使用、维护。

3) 制定“细纱机装配流水线质量控制办法”, 质量控制办法包括, 从装配前的场地清理、技术准备、注意事项, 到装配中每个工位操作者如何装配、量具的使用、问题零件的处理、解决, 直到装配后的零件放置、完工检验等相关内容, 使上线零件的总装质量得到有效保证。

4) 对存在质量问题的零件, 通知车间送料人员将隔离零件收回隔离区, 由车间对装配厂房进行补料, 清理区质量部检验员检验, 报废零件开具报废单, 需退修的由检验员开具退修单, 由调度人员负责报废和退修零件的处理, 并对进度负责。

按照设计方案和实际生产状况, 整个装配流水线运行从准备到上线、装配完成, 再到下线, 满足了日产30台千锭长车的需求量。通过日均衡, 彻底转变落后观念, 改变以往旧的生产组织模式。采用制件移动式流水作业, 改变装配方法, 提高了细纱机整体装配水平和生产效率, 在生产实际中取得了良好的经济效果, 为企业规模化生产提供了有力保障。

4 结束语

应用精益生产的技术支持, 对装配线进行工艺布局重组, 生产线平衡, 物流优化, 工作场地标准化, 目视化管理等技术措施, 能够提高装配作业的自动化水平, 降低人员劳动强度, 工作环境更加整洁安全, 工作效率提高, 生产成本降低。总之, 任何有着多种零部件并进行大批量生产的最终产品在某种程度上都可采用精益自动化装配线生产。

参考文献

[1]大野耐一.丰田自动生产方式[M].北京:中国铁道出版社, 2006.