發(fā)動機(jī)裝配生產(chǎn)線與輸送線工藝規(guī)程的優(yōu)化
發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線工藝規(guī)程的優(yōu)化是一個不斷完善的過程，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)盡可能地將零部件在線外分裝成輸送線總成，縮短裝配線裝配時間節(jié)拍，提高效率。
目前，隨著國家對汽車行業(yè)振興規(guī)劃的出臺，國內(nèi)汽車銷售出現(xiàn)井噴現(xiàn)象，國內(nèi)大多數(shù)發(fā)動機(jī)主機(jī)廠都在對發(fā)動機(jī)裝配線進(jìn)行更新改造，提升產(chǎn)品等級，多則投資上億采用奢侈豪華型，少則投資上千萬采用簡單輸送線型。但無論哪種類型的生產(chǎn)線，都必須以生產(chǎn)效率和是否滿足質(zhì)量要求為最終考核依據(jù)。
下面就一條單班年產(chǎn)5萬臺發(fā)動機(jī)的裝配線改造為例，對工藝規(guī)程、時間節(jié)拍和控制設(shè)備等方面的優(yōu)化和改進(jìn)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
發(fā)動機(jī)裝配線
1、改造及優(yōu)化前的狀況
(1)工藝方面：該裝配線平面為環(huán)行布置，總長80M，共設(shè)置工位28個，每個工位間距1M，共設(shè)置關(guān)鍵工位5個，對配合間隙、力矩進(jìn)行在線控制，線體旁邊設(shè)置大小不一的固定料架20多個。其中，曲軸箱、飛輪和變速器等工位上線裝配采用500KG單臂吊人工吊裝，時間節(jié)拍難以保證。
(2)時間節(jié)拍：由于前期未對整個生產(chǎn)線及外涉接口進(jìn)行通盤考慮，在時間節(jié)拍上未達(dá)到均衡生產(chǎn)，庫存積壓較多，周轉(zhuǎn)時間慢，從而導(dǎo)致制作了大量的成品盛具車、轉(zhuǎn)運(yùn)托盤，耗時加班等以應(yīng)對生產(chǎn)。
(3)控制設(shè)備：在過程中對關(guān)鍵工位質(zhì)量參數(shù)的控制上，多采用比較原始的扳手人工控制及最后的熱試檢查。比如：缸蓋螺栓力矩用力矩扳手人工控制、軸向間隙采用百分表或者塞尺等，對一般工位力矩控制采用氣動風(fēng)槍預(yù)緊，再由人工用力矩扳手控制，造成力矩一致性較差，間節(jié)拍難以控制;對壓裝零部件多采用手動壓裝，這就造成產(chǎn)品合格率不高、返工量大，增加制造成本。
(4)總成分裝：一條缸蓋及活塞、連桿總成分裝線進(jìn)行分裝，其余零部件在流水線上完成裝配。
總之，在未對其進(jìn)行改造前，發(fā)動機(jī)總裝線分裝零部件較少，有兩條分裝線及工作臺，其余零部件在總裝線上裝配完成，生產(chǎn)效率低下，質(zhì)量控制難度加大。最大的缺陷是未設(shè)置返修段和返修工位。
2、裝配線改造及優(yōu)化
在考慮發(fā)動機(jī)裝配線改造時，首先應(yīng)考慮裝配線的工位設(shè)置和平面布置，平面布置時主裝配線、分裝線及工位器具布置是否合理并保證物流暢通，作環(huán)型水平布置，保證裝配線便于維修。裝配線必須設(shè)置返修段和返修工位，另外還要進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并且在工藝設(shè)計(jì)時保證各工位之間的工時平衡;應(yīng)有分裝工位工件與主線發(fā)動機(jī)的對應(yīng)關(guān)系及通暢的信息傳遞;裝配線及其設(shè)備中的運(yùn)動單元(如上升、下降、移動和迥轉(zhuǎn)等)運(yùn)行平穩(wěn)可靠;裝配線手動操作工位都必須設(shè)有托盤防退裝置，以確保作業(yè)的方便性;托盤放行采用腳踏開關(guān)來實(shí)現(xiàn);裝配線手動操作工位必須設(shè)有求救開關(guān)及工位離線開關(guān);當(dāng)托盤退出裝配線時，返修通道要有返修指示信號燈，提示相關(guān)人員來處理�；谝陨峡紤]，我們對原裝配線進(jìn)行了顛覆性的改造，在工藝平面布置、控制設(shè)備及物流等方面都進(jìn)行了重新規(guī)劃及改造。
(1)發(fā)動機(jī)裝配線結(jié)構(gòu)形式的改造
裝配線采用可互換的標(biāo)準(zhǔn)段構(gòu)成，工位平均間距設(shè)置為2M(可根據(jù)不同的型式進(jìn)行增減)，裝配線輸送速度約在10～20M/MIN。裝配線托盤以現(xiàn)有具體的主力機(jī)型為主，再兼顧今后拓展機(jī)型發(fā)動機(jī)。在不需對托盤做較大調(diào)整的情況下，通過調(diào)整托盤支撐點(diǎn)就能滿足裝配要求;對托盤擋停器布置及控制要求在自動設(shè)備工位的擋停器具有互鎖功能，防止誤操作損壞設(shè)備;輸送線及設(shè)備自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，配置了手工操作的功能，裝配線手動工位工件對輥道累計(jì)定位精度要求控制在±3MM范圍內(nèi)，需要二次定位的半自動工位及自動工位工件對設(shè)備的定位精度要求控制在±0.2MM范圍內(nèi)。輸送線電控柜管線走向要方便維修，管線布置應(yīng)整齊、牢固和無顫動，輸送線的驅(qū)動電機(jī)采用聯(lián)掛方式，由一根總線至控制柜，在托盤上安裝ID卡，通過讀寫頭對重要及關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、交換。
(2)工藝改造
裝配線設(shè)置為環(huán)行布置，總長160M，共設(shè)置工位78個，其中10余個關(guān)鍵工位，關(guān)鍵工位質(zhì)量參數(shù)全部采用專用設(shè)備控制，比如擰緊機(jī)、氣門間隙測量機(jī)和靜扭矩測量等。
線體旁設(shè)置活動盛件車，取代先前的固定料架，方便了物流發(fā)料，拓寬了物流通道，對裝配線的作業(yè)指導(dǎo)書按員工的操作習(xí)慣變更為手順書，對每一步作業(yè)時間節(jié)拍進(jìn)行了規(guī)定;在線體旁設(shè)置了活塞連桿分裝線、機(jī)油泵、進(jìn)排氣歧管和缸蓋罩等工作臺10余個，在原來的基礎(chǔ)上增加8個，基本達(dá)到了在總裝配線上不裝配單個零部件，提高了生產(chǎn)效率;對缸體、變速器和飛輪等較重的零部件采用機(jī)械手抓舉或者平衡吊上線，減輕了人員勞動強(qiáng)度;對原缸蓋分裝線的改造則采用總線控制結(jié)構(gòu)的非同步柔性輸送線，直線布置，裝配線由可互換的標(biāo)準(zhǔn)段構(gòu)成，分裝線上的工具設(shè)置在線體旁布置，操作安全方便，托盤設(shè)計(jì)不帶回轉(zhuǎn)臺，缸蓋分裝夾具對缸蓋的定位精度控制在±0.3MM范圍內(nèi)。
(3)信息傳遞系統(tǒng)的改造
信息傳遞系統(tǒng)的改造，涵蓋了主機(jī)廠的幾大工藝車間：從車身進(jìn)入焊接車間到整車裝配下線的每一個節(jié)點(diǎn)的時間節(jié)拍，都可在信息傳遞系統(tǒng)上查閱，以便發(fā)動機(jī)裝配車間根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整作業(yè)計(jì)劃，降低庫存實(shí)現(xiàn)直供。根據(jù)以上情況，發(fā)動機(jī)裝配線改進(jìn)了時間節(jié)拍信息的取樣點(diǎn)，由以前取樣點(diǎn)選擇在車身進(jìn)入焊接車間開始，經(jīng)過涂裝，再到總裝車間發(fā)動機(jī)上線工位為止所耗費(fèi)的總時間來設(shè)置發(fā)動機(jī)裝配線的時間節(jié)拍，改為將取樣點(diǎn)信息選擇在車身進(jìn)入涂裝車間上線處，經(jīng)涂裝區(qū)、返工區(qū)，再到汽車總裝線發(fā)動機(jī)工位所需要的總時間節(jié)拍，與發(fā)動機(jī)裝配線完成裝配經(jīng)測試合格的時間節(jié)拍一致，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)直供，降低庫存。時間節(jié)拍的平衡是指工位與工位之間或控制設(shè)備之間消耗時間盡量一致并控制在10%～20%范圍內(nèi)，這樣每個工位在節(jié)拍(即相鄰兩產(chǎn)品通過裝配線尾端的間隔時間)內(nèi)都處于繁忙狀態(tài)，完成最大的工作量，從而使各工位的閑置時間最少。
時間節(jié)拍
(1)零部件清洗時間T1。發(fā)動機(jī)上有幾百個零部件，按裝配要求及重要程度在裝配現(xiàn)場清洗的零部件有十幾種，其時間應(yīng)涵蓋將清洗零部件轉(zhuǎn)運(yùn)至存區(qū)時間，其余的零部件要求供應(yīng)商保證清潔度，直接裝配使用。因此，T1=零部件清洗時間+零部件轉(zhuǎn)運(yùn)時間。
(2)發(fā)動機(jī)裝配時間T2。T2=工位裝配時間×工位數(shù)+特殊情況停線時間。
(3)發(fā)動機(jī)運(yùn)輸至熱試的時間T3。
(4)熱試終檢時間T4。
(5)熱試完畢運(yùn)輸至總裝暫存區(qū)時間T5。
(6)生產(chǎn)部門下達(dá)計(jì)劃的時間T6。
(7)物流備料時間T7。
發(fā)動機(jī)裝配線控制設(shè)備
1、測量設(shè)備的改造
(1)曲軸軸向間隙及靜扭矩測量機(jī)。主軸承蓋擰緊后要對曲軸回轉(zhuǎn)扭矩與軸向間隙進(jìn)行檢測，活塞、連桿裝配完后對曲軸回轉(zhuǎn)扭矩進(jìn)行檢測。增添該設(shè)備可自動對曲軸回轉(zhuǎn)扭矩與軸向間隙進(jìn)行檢測，具有故障聲光報(bào)警、自動停機(jī)功能。以前對該項(xiàng)目參數(shù)的檢測主要是通過百分表和力矩扳手完成，效率低下。
(2)氣門鎖片拍打機(jī)。增添該設(shè)備能自動檢查鎖片是否壓裝到位及鎖片是否漏裝。該設(shè)備具有故障報(bào)警、自動停機(jī)以及自動與手動控制功能，避免人工用榔頭敲擊檢查帶來的質(zhì)量隱患。
(3)凸輪軸測量機(jī)。該設(shè)備能自動測量凸輪軸軸頸與基圓直徑以及氣門桿頂部與凸輪軸基圓間隙，操作員工可直接按設(shè)備面板顯示對氣門間隙進(jìn)行調(diào)整。
2、試漏設(shè)備的改造
一般在線檢測試漏，主要是對進(jìn)、排氣系統(tǒng)和水、油道等進(jìn)行試漏檢查，對發(fā)動機(jī)裝配完成后的總成未作要求。經(jīng)過我們對發(fā)動機(jī)漏氣現(xiàn)象的觀察統(tǒng)計(jì)，即使在線檢測過程中未出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，但在完成發(fā)動機(jī)總成裝配后也會出現(xiàn)了漏氣現(xiàn)象，因此有必要增加對總成漏氣現(xiàn)象的檢測，也可根據(jù)零部件質(zhì)量狀況及在生產(chǎn)節(jié)拍許可的情況下，適當(dāng)增減試漏設(shè)備。
3、擰緊設(shè)備的改造
通過我們對工藝參數(shù)的分析以及對關(guān)鍵工位的擰緊機(jī)進(jìn)行的更新改造，對曲軸、缸蓋飛輪和凸輪軸等工位質(zhì)量參數(shù)的控制全部采用自動擰緊機(jī)控制，并對其提出如下要求：(1)具有操作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)，方便操作。(2)自動擰緊機(jī)具有自動升降、認(rèn)帽、擰緊、移位及退出功能。(3)自由轉(zhuǎn)數(shù)，低速、認(rèn)帽轉(zhuǎn)速和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，可通過數(shù)字調(diào)整每個軸及扭矩種類。(4)自動擰緊機(jī)每個扭緊軸的輔具能串接扭矩校正儀的接桿，以便工作時校正每個軸的扭矩;具有角度控制、扭矩監(jiān)視功能或扭矩控制、角度監(jiān)視功能;具有工作狀態(tài)顯示功能和擰緊計(jì)數(shù)防漏擰緊功能。(5)擰緊扭矩時擰緊工具應(yīng)具有充分的裕量(≥20%);記錄擰緊的次數(shù)和結(jié)果(扭矩和角度)。
總線控制
裝配總線控制采用分布控制和局域網(wǎng)絡(luò)工作的方式：裝配線分別配置單獨(dú)的主控PLC控制裝配輸送線及線上所有設(shè)備的運(yùn)行，負(fù)責(zé)和其他分線主控PLC的信息交換等;每個操作工位都要求設(shè)置接入/切除(即停止器常開/常關(guān))的選擇按鈕，以方便完成不同機(jī)型、不同條件下的裝配;對有缺陷的裝配，除非人工干預(yù)，否則應(yīng)停止在工位上等待處理;控制系統(tǒng)要保證整條生產(chǎn)線的實(shí)用性、高可靠性和易維護(hù)性，保證互鎖嚴(yán)密，杜絕人工誤操作。
裝配線的急�？刂疲涸诰�上，有危險的部位、間隔一定距離的空工位(5M)及每臺設(shè)備必須有急停裝置，保證不傷害人身及機(jī)械設(shè)備;對于單機(jī)急停應(yīng)盡可能不影響輸送線，裝配線上的操作人員應(yīng)能在任意時刻檢查聲光系統(tǒng)的好壞。
對發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線工藝規(guī)程的優(yōu)化是一個不斷完善的過程，不僅僅要求發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線按節(jié)拍組織生產(chǎn)，還涵蓋了焊接、涂裝和汽車總裝等工藝的改造，按節(jié)拍有序生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)直供降低庫存量。另外要盡可能地將零星零部件在線外分裝成總成，縮短裝配線裝配時間節(jié)拍，提高效率。
