發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線與輸送線工藝規(guī)程的優(yōu)化
發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線工藝規(guī)程的優(yōu)化是一個(gè)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(shí)間節(jié)拍，提高效率。
目前，隨著國家對(duì)汽車行業(yè)振興規(guī)劃的出臺(tái)，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(dòng)機(jī)主機(jī)廠都在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線進(jìn)行更新改造，提升產(chǎn)品等級(jí)，多則投資上億采用奢侈豪華型，少則投資上千萬采用簡(jiǎn)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(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配線改造為例，對(duì)工藝規(guī)程、時(shí)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(dòng)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(zhǎng)80M，共設(shè)置工位28個(gè)，每個(gè)工位間距1M，共設(shè)置關(guān)鍵工位5個(gè)，對(duì)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(gè)。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(shí)間節(jié)拍難以保證。
(2)時(shí)間節(jié)拍：由于前期未對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線及外涉接口進(jìn)行通盤考慮，在時(shí)間節(jié)拍上未達(dá)到均衡生產(chǎn)，庫存積壓較多，周轉(zhuǎn)時(shí)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(shí)加班等以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)。
(3)控制設(shè)備：在過程中對(duì)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(duì)一般工位力矩控制采用氣動(dòng)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(duì)壓裝零部件多采用手動(dòng)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(duì)其進(jìn)行改造前，發(fā)動(dòng)機(jī)總裝線分裝零部件較少，有兩條分裝線及工作臺(tái)，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(dòng)機(jī)裝配線改造時(shí)，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(shí)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(shí)保證各工位之間的工時(shí)平衡;應(yīng)有分裝工位工件與主線發(fā)動(dòng)機(jī)的對(duì)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(dòng)單元(如上升、下降、移動(dòng)和迥轉(zhuǎn)等)運(yùn)行平穩(wěn)可靠;裝配線手動(dòng)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(dòng)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(shí)，返修通道要有返修指示信號(hào)燈，提示相關(guān)人員來處理�；谝陨峡紤]，我們對(duì)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(dòng)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(dòng)機(jī)。在不需對(duì)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(duì)托盤擋停器布置及控制要求在自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，配置了手工操作的功能，裝配線手動(dòng)工位工件對(duì)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(dòng)工位及自動(dòng)工位工件對(duì)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(dòng)，輸送線的驅(qū)動(dòng)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(duì)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(zhǎng)160M，共設(shè)置工位78個(gè)，其中10余個(gè)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(cè)量機(jī)和靜扭矩測(cè)量等。
線體旁設(shè)置活動(dòng)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(duì)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(duì)每一步作業(yè)時(shí)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(tái)10余個(gè)，在原來的基礎(chǔ)上增加8個(gè)，基本達(dá)到了在總裝配線上不裝配單個(gè)零部件，提高了生產(chǎn)效率;對(duì)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(dòng)強(qiáng)度;對(duì)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(tái)，缸蓋分裝夾具對(duì)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(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間節(jié)拍，都可在信息傳遞系統(tǒng)上查閱，以便發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)裝配線改進(jìn)了時(shí)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(dòng)機(jī)上線工位為止所耗費(fèi)的總時(shí)間來設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的時(shí)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(dòng)機(jī)工位所需要的總時(shí)間節(jié)拍，與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線完成裝配經(jīng)測(cè)試合格的時(shí)間節(jié)拍一致，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)直供，降低庫存。時(shí)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(shí)間盡量一致并控制在10%～20%范圍內(nèi)，這樣每個(gè)工位在節(jié)拍(即相鄰兩產(chǎn)品通過裝配線尾端的間隔時(shí)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(shí)間最少。
時(shí)間節(jié)拍
(1)零部件清洗時(shí)間T1。發(fā)動(dòng)機(jī)上有幾百個(gè)零部件，按裝配要求及重要程度在裝配現(xiàn)場(chǎng)清洗的零部件有十幾種，其時(shí)間應(yīng)涵蓋將清洗零部件轉(zhuǎn)運(yùn)至存區(qū)時(shí)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(shí)間+零部件轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配時(shí)間T2。T2=工位裝配時(shí)間×工位數(shù)+特殊情況停線時(shí)間。
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸至熱試的時(shí)間T3。
(4)熱試終檢時(shí)間T4。
(5)熱試完畢運(yùn)輸至總裝暫存區(qū)時(shí)間T5。
(6)生產(chǎn)部門下達(dá)計(jì)劃的時(shí)間T6。
(7)物流備料時(shí)間T7。
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線控制設(shè)備
1、測(cè)量設(shè)備的改造
(1)曲軸軸向間隙及靜扭矩測(cè)量機(jī)。主軸承蓋擰緊后要對(duì)曲軸回轉(zhuǎn)扭矩與軸向間隙進(jìn)行檢測(cè)，活塞、連桿裝配完后對(duì)曲軸回轉(zhuǎn)扭矩進(jìn)行檢測(cè)。增添該設(shè)備可自動(dòng)對(duì)曲軸回轉(zhuǎn)扭矩與軸向間隙進(jìn)行檢測(cè)，具有故障聲光報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)功能。以前對(duì)該項(xiàng)目參數(shù)的檢測(cè)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(dòng)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(dòng)停機(jī)以及自動(dòng)與手動(dòng)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(cè)量機(jī)。該設(shè)備能自動(dòng)測(cè)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(duì)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(cè)試漏，主要是對(duì)進(jìn)、排氣系統(tǒng)和水、油道等進(jìn)行試漏檢查，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配完成后的總成未作要求。經(jīng)過我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)漏氣現(xiàn)象的觀察統(tǒng)計(jì)，即使在線檢測(cè)過程中未出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，但在完成發(fā)動(dòng)機(jī)總成裝配后也會(huì)出現(xiàn)了漏氣現(xiàn)象，因此有必要增加對(duì)總成漏氣現(xiàn)象的檢測(cè)，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(duì)工藝參數(shù)的分析以及對(duì)關(guān)鍵工位的擰緊機(jī)進(jìn)行的更新改造，對(duì)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(dòng)擰緊機(jī)控制，并對(duì)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(dòng)擰緊機(jī)具有自動(dòng)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(gè)軸及扭矩種類。(4)自動(dòng)擰緊機(jī)每個(gè)扭緊軸的輔具能串接扭矩校正儀的接桿，以便工作時(shí)校正每個(gè)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(shí)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(gè)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(duì)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。
裝配線的急停控制：在線上，有危險(xiǎn)的部位、間隔一定距離的空工位(5M)及每臺(tái)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(duì)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(shí)刻檢查聲光系統(tǒng)的好壞。
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線工藝規(guī)程的優(yōu)化是一個(gè)不斷完善的過程，不僅僅要求發(fā)動(dòng)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(shí)間節(jié)拍，提高效率。
