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        積放鏈輸送系統(tǒng)利舊分析與實(shí)施

        2019-10-26 03:27:36
        設(shè)備管理與維修 2019年15期
        關(guān)鍵詞:檢具掛件主線

        楊 晨

        (北京奔馳汽車有限公司,北京 100176)

        0 引言

        隨著汽車制造業(yè)自動(dòng)化程度提高和陳本控制日趨嚴(yán)格,主機(jī)廠大范圍的采用積放式輸送系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的運(yùn)輸及存儲(chǔ)功能。積放式輸送系統(tǒng)是一種適用于搞生產(chǎn)節(jié)拍、高柔性生產(chǎn)線的運(yùn)輸設(shè)備,有節(jié)省空間、節(jié)省能源、造價(jià)低、穩(wěn)定性較高等優(yōu)點(diǎn),從而廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),起著輸送和緩存的作用。在汽車制造行業(yè)中,積放式輸送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于焊裝車間分裝線、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線、總裝車間內(nèi)飾線、底盤(pán)線等。但在汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中,大部分的生產(chǎn)線為柔性化生產(chǎn)線,即一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種不同車型,每當(dāng)車型結(jié)束其生命周期導(dǎo)致停產(chǎn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定設(shè)備的停用。尤其是現(xiàn)在汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈,產(chǎn)品迭代速度加快,每次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的改造都會(huì)導(dǎo)致一些設(shè)備的棄用。那么,對(duì)還有殘存固定資產(chǎn)的價(jià)值停用設(shè)備如何合理的再利用成為越來(lái)越重要的議題。

        北京奔馳汽車有限公司MRA II 車身車間大規(guī)模使用積放式輸送鏈進(jìn)行運(yùn)輸零件,主要應(yīng)用于從分裝(前端地板、主地板、后端地板以及側(cè)圍內(nèi)板、側(cè)圍外板)向主線運(yùn)輸分裝零部件。但隨著生產(chǎn)線柔性化程度提高,以及產(chǎn)品更新速度加快,導(dǎo)致部分車型新增與停產(chǎn),造成部分積放鏈停用。為了將這些廢棄的積放鏈“變廢為寶”,以一次改造為例進(jìn)行介紹。目前MRA II 車身車間生產(chǎn)3 款車型,分別為GLC(車型代號(hào)X253,以下簡(jiǎn)稱X 車),標(biāo)準(zhǔn)軸距E(車型代號(hào)W213,以下簡(jiǎn)稱W 車)級(jí)車及加長(zhǎng)版E 級(jí)車(車型代號(hào)V213 以下簡(jiǎn)稱V 車)。目前標(biāo)W 車已經(jīng)停產(chǎn),造成其側(cè)位內(nèi)板積放鏈棄用。將W 車與V 車側(cè)圍內(nèi)板的積放托盤(pán)小車進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整W 車支具可以應(yīng)用于V 車的側(cè)圍生產(chǎn)中,通過(guò)用標(biāo)準(zhǔn)檢具對(duì)W 車托盤(pán)進(jìn)行調(diào)整,并重新做機(jī)器人往積放鏈的掛件、下件程序及邏輯,讓機(jī)器人分別往W 車積放鏈與V車積放鏈都放V 車側(cè)位內(nèi)板,而何時(shí)或什么條件下該往哪一條積放鏈上掛件,則通過(guò)優(yōu)化PLC 程序,使其給機(jī)器人發(fā)送釋放信號(hào)來(lái)判斷并控制。從而實(shí)現(xiàn)W 車積放鏈的利舊使用。

        1 積放式輸送系統(tǒng)

        1.1 積放式輸送系統(tǒng)介紹

        以車身車間積放鏈為例,積放鏈上部存放空的小車托盤(pán),下部則為掛好零件的托盤(pán)的存儲(chǔ)區(qū)(圖1)。

        零件是通過(guò)分裝的機(jī)器人使用抓手工具,將完成當(dāng)前工藝的零件抓取后,掛在積放鏈小車的托盤(pán)中。積放鏈將帶有零件的托盤(pán)傳送至主線側(cè),再由主線的機(jī)器人攜帶抓手工具將零件摘下去下道工藝,空托盤(pán)翻轉(zhuǎn)到積放鏈上部,返回分裝側(cè),等待下次掛件。

        1.2 積放式輸送系統(tǒng)的硬件組成

        積放式輸送系統(tǒng)主要由架體總成部分、動(dòng)力裝置總成、托架組總成、翻轉(zhuǎn)定位組件、張緊裝置、開(kāi)關(guān)組件、支腿、潤(rùn)滑組件、擋停組件、六銷輪組件等組成(圖2)。

        其中,鏈條通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng),帶動(dòng)托盤(pán)行走,通過(guò)擋停組件的擋停功能,實(shí)現(xiàn)托盤(pán)小車的停止,在積放鏈下方形成零件儲(chǔ)備區(qū),在積放鏈上方形成空托盤(pán)儲(chǔ)備區(qū),這樣分裝件有充足的儲(chǔ)備,當(dāng)分裝停機(jī)時(shí)可以保障主線的來(lái)件充足,空托盤(pán)儲(chǔ)備又能保證在主線停機(jī)時(shí)分裝線可以繼續(xù)維持生產(chǎn)。

        同時(shí),在積放鏈兩側(cè)都會(huì)有光電傳感器檢測(cè)托盤(pán)中是否有零件,以便意外發(fā)生時(shí)零件脫落機(jī)器人抓放件時(shí)導(dǎo)致碰撞,造成長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)。另外,一般的積放鏈輸送系統(tǒng)中都會(huì)含有自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng),一般都是采用杯狀潤(rùn)滑脂罐,不會(huì)有潤(rùn)滑脂滴落等情況從而導(dǎo)致5S 問(wèn)題。

        圖1 車身車間積放鏈

        圖2 積放式輸送系統(tǒng)

        關(guān)于小車托盤(pán),由于小車托盤(pán)為非標(biāo)且主要是型材拼接而成,且機(jī)器人抓放件時(shí)會(huì)與工件直接接觸受力,有可能產(chǎn)生積累誤差。故每一條積放鏈上部都會(huì)擺放一個(gè)校準(zhǔn)小車托盤(pán)的檢具,固定周期對(duì)所有小車托盤(pán)進(jìn)行校準(zhǔn),保證托盤(pán)的一致性及不會(huì)因?yàn)榉e累誤差導(dǎo)致發(fā)生碰撞。

        1.3 技術(shù)數(shù)據(jù)(表1)

        表1 技術(shù)數(shù)據(jù)

        2 停用積放鏈的利舊使用

        2.1 積放小車托盤(pán)的改造

        V 車托盤(pán)與W 車托盤(pán)側(cè)圍前半部部分基本相似,只側(cè)圍后部有偏差70 mm(因?yàn)檐囆图娱L(zhǎng)導(dǎo)致側(cè)圍加長(zhǎng)),支撐型材安裝位置相差110 mm。通過(guò)用檢具進(jìn)行調(diào)節(jié),可以講W 車托盤(pán)調(diào)整至V 車托盤(pán)尺寸,并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證可行。將3 個(gè)調(diào)整后的W 車托盤(pán)投入到V 車積放鏈中隨生產(chǎn)運(yùn)行兩周時(shí)間,觀察其穩(wěn)定性,結(jié)果較好。

        2.2 機(jī)器人程序的優(yōu)化

        由于新增了一條積放鏈緩存的使用(利舊命名為KM532,再用積放鏈命名KM531),故分裝工位上件機(jī)器人程序中需考慮增加向KM532 中放件子程序。

        增加一條判斷上件機(jī)器人該往KM532 或KM531 哪一條積放鏈上件;例如當(dāng)機(jī)器人收到3345 信號(hào)為1(PLC 發(fā)送給機(jī)器人)時(shí),機(jī)器人執(zhí)行Case2,待滿足3329 為0(不向KM531 上件)且3345 為1(向KM532 上件)時(shí),執(zhí)行子程序,機(jī)器人向KM532積放鏈上件。主線機(jī)器人下件程序優(yōu)化相同,不再贅述。

        2.3 PLC 程序的優(yōu)化

        PLC 方面需要增加對(duì)利舊的KM532 積放鏈的上件判斷,由于要保證現(xiàn)場(chǎng)先入先出的原則,定義原則如下:先向KM531 上一個(gè)零件,再向KM532 上一個(gè)零件,再向KM531 上,依次輪換。在PLC 程序中,用一個(gè)置位復(fù)位SR 塊(置位優(yōu)先型觸發(fā)器)和組合條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        KM531 和KM532 的輪換上件邏輯的實(shí)現(xiàn):當(dāng)設(shè)備完成一次向KM531 的上件后,將SR 塊置位。下一循環(huán)Graph 中的向KM532 掛件條件滿足,PLC 發(fā)出向KM532 掛件指令。完成后,SR 被復(fù)位,下一循環(huán)Graph 中的向KM531 掛件條件滿足,PLC發(fā)出向KM531 掛件指令。

        為了避免新增的KM532 積放鏈滿位后PLC 仍發(fā)出向其上件指令,增加一條判斷KM532 是否滿位的判斷語(yǔ)句,作為PLC發(fā)出向KM532 上件指令條件之一。

        主線程序邏輯與分裝邏輯相同,不再贅述。

        2.3 特殊情況下積放鏈的停用及屏蔽

        當(dāng)KM532 或KM531 其中一條積放鏈故障或其他特殊情況發(fā)生時(shí),可以通過(guò)Integra 界面(現(xiàn)場(chǎng)上位機(jī)所用監(jiān)控及操作系統(tǒng))將其屏蔽,只需選擇該功能,便可置位PLC 程序中增加的Bypass 的ZM 點(diǎn),將其屏蔽,使用一條積放鏈繼續(xù)生產(chǎn)(圖3)。

        圖3 Integra 界面

        3 維護(hù)策略

        為了保障設(shè)備的可靠性與可用性以及設(shè)備使用壽命,對(duì)設(shè)備進(jìn)行周期性的預(yù)防性維護(hù)是必要的,主要包含以下幾方面。

        3.1 目視化點(diǎn)檢和潤(rùn)滑

        日常定期檢查設(shè)備齒輪、鏈條、制動(dòng)器、線纜、氣動(dòng)軟管、電機(jī)等是否損壞,是否存在異常磨損嚴(yán)重或異響,并進(jìn)行備件更換。

        定期更換潤(rùn)滑脂罐,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)損耗情況而定(北京奔馳車身車間積放鏈一般更換周期為3 個(gè)月)。設(shè)備各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的分布見(jiàn)圖4,潤(rùn)滑維護(hù)要求見(jiàn)表2。

        圖4 各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的分布

        表2 各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的維護(hù)要求

        3.2 鏈條的調(diào)整和張緊

        由于驅(qū)動(dòng)鏈條會(huì)在張緊的狀態(tài)中逐步拉長(zhǎng),需要定期檢查和調(diào)整其長(zhǎng)度。如果檢查鏈條運(yùn)動(dòng)有寬松現(xiàn)象,則需檢查螺母送進(jìn)狀態(tài),并通過(guò)調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行張緊調(diào)節(jié)(圖5)。

        3.3 托盤(pán)小車的移除和校準(zhǔn)

        如機(jī)器人在往托盤(pán)上掛件或下件,經(jīng)常發(fā)生零件與托盤(pán)卡滯時(shí)(尤其此故障只發(fā)生某一個(gè)或幾個(gè)特定托盤(pán)時(shí)),應(yīng)當(dāng)及時(shí)移出托盤(pán)維持生產(chǎn)正常運(yùn)行,待停產(chǎn)或周末針對(duì)問(wèn)題托盤(pán)進(jìn)行校準(zhǔn)。

        (1)移出托盤(pán)。每條積放鏈均有一處或兩處可拆卸的蓋板,可將蓋板摘除,將待移出的托盤(pán)行走至此處抬出,再恢復(fù)蓋板即可。

        圖5 驅(qū)動(dòng)鏈條

        (2)校準(zhǔn)托盤(pán)。每條積放鏈上方均有校正托盤(pán)的檢具,將托盤(pán)推至檢具出,擋停汽缸鎖死,通過(guò)手動(dòng)缸夾緊托盤(pán)各掛件托槽,用塞尺測(cè)量檢具夾頭與托盤(pán)間隙,通過(guò)調(diào)節(jié)墊片來(lái)校準(zhǔn)托盤(pán)各位置(圖6)。如果間隙較大,無(wú)法通過(guò)增減墊片手段調(diào)整,則需檢查螺栓是否有松動(dòng),或型材是否有形變。

        圖6 校準(zhǔn)托盤(pán)

        4 結(jié)論

        這次重新利用廢棄設(shè)備、以較低的成本完成的改造,主要作用有3 個(gè):①加大了主線緩存工件數(shù)量,不僅減少了分裝停機(jī)對(duì)主線造成的影響,同時(shí)也提升了主線的設(shè)備利用率;②通過(guò)解決改造中遇到的問(wèn)題,優(yōu)化了維護(hù)、保養(yǎng)的內(nèi)容,甚至節(jié)約了人力成本(由于緩存由22 變成44,基本滿足主線45JPH 的生產(chǎn),未來(lái)可以使分裝全體員工減少1 h 加班節(jié)省HPV。HPV 即Hours Per Vehicle,單車工時(shí));③同時(shí)也鍛煉出一支脫離了日常維保、處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備問(wèn)題的多元化高技能隊(duì)伍,提升了維修人員的技術(shù)水平和改造經(jīng)驗(yàn),拓寬技能方向和發(fā)展方向,從多個(gè)方面為企業(yè)帶來(lái)效益。

        作為負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備維護(hù)人員,要多方面的不斷提升自己對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的理解和技術(shù)能力,只有不斷學(xué)習(xí),敢于創(chuàng)新,才能滿足現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)設(shè)備維護(hù)人員的要求。

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