劉憲軍,袁曉琪,李琳茂
(陜汽集團(tuán)商用車有限公司總裝廠,陜西 寶雞 722405)
裝配工藝無(wú)疑為整車企業(yè)的技術(shù)核心,總裝工藝設(shè)計(jì)直接對(duì)整車企業(yè)的生產(chǎn)組織模式、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。隨著科技的發(fā)展,大量信息化的應(yīng)用和普及,不斷促進(jìn)整車企業(yè)裝配工藝的提升。
根據(jù)企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、現(xiàn)有技術(shù)水平和目標(biāo)定位確定總裝配線的設(shè)計(jì)指標(biāo)??傃b配線的主要工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)包擴(kuò)年生產(chǎn)量、工藝節(jié)拍等。下面以陜汽控股全系列商用車暨新能源載貨車生產(chǎn)基地為例,重點(diǎn)闡述全系列載貨車總裝工藝設(shè)計(jì)的應(yīng)用。
根據(jù)公司發(fā)展的實(shí)際情況,全系列載貨車新工廠建設(shè)分為兩個(gè)階段:一期 4 萬(wàn)輛/年,具備5 萬(wàn)輛的生產(chǎn)能力,二期規(guī)劃為全新的AGV 輸送生產(chǎn)線,具備4 萬(wàn)輛的年生產(chǎn)能力。
產(chǎn)品系列:包括4×2、6×2、6×4、8×4 等全系列燃油、燃?xì)廨d貨車及4×2 純電動(dòng)新能源汽車。
經(jīng)對(duì)標(biāo)陜重汽西安北郊生產(chǎn)線以及國(guó)內(nèi)主流載貨車總裝配線工藝設(shè)計(jì),確定了以下工藝設(shè)計(jì)目標(biāo),見表1。
表1 工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)
工藝設(shè)計(jì)包括幾個(gè)重要項(xiàng)目:生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、生產(chǎn)線長(zhǎng)的初步確定、初步作業(yè)編程、裝配線結(jié)構(gòu)布局、工藝布局等。
全系列載貨車總裝配線生產(chǎn)品種確定為以軒德3 系、6系、9 系為主,同時(shí)兼顧電動(dòng)車、全新長(zhǎng)頭車等車型。
陜汽全系列商用車生產(chǎn)基地總裝配線確定以下參數(shù):
(1)生產(chǎn)綱領(lǐng):4 萬(wàn)臺(tái)/年。
(2)年時(shí)基數(shù):4384 h(274 天/年×8 h×2 班,6 個(gè)月旺季按單休計(jì)算)。
(3)綜合開動(dòng)率:90%。
(4)基礎(chǔ)車型長(zhǎng)度:11 m(車架長(zhǎng)度9m,車架間距2 m)。
計(jì)算得到工藝參數(shù)見表2 所示。
表2 工藝參數(shù)
按照以往經(jīng)驗(yàn),結(jié)合行業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),選用地拖鏈(臺(tái)車)+雙板鏈結(jié)構(gòu)性價(jià)比及通用性最高,考慮生產(chǎn)線較長(zhǎng),為了物流配送方便,生產(chǎn)線中間需設(shè)置一個(gè)縱向物流通道,物流通道設(shè)在翻轉(zhuǎn)工位。根據(jù)生產(chǎn)基地整體規(guī)劃和總裝車間的總體長(zhǎng)度,為了保證工位數(shù),總裝配線“L”型布置或一長(zhǎng)一短雙線布置,設(shè)置一定長(zhǎng)度的預(yù)裝線,按照老廠區(qū)的裝配習(xí)慣,預(yù)裝線集中鋪設(shè)氣管路和底盤線束,為了便于安裝,預(yù)裝線采用單板鏈+固定支撐形式。
主線臺(tái)車的設(shè)計(jì)一般分翻轉(zhuǎn)前臺(tái)車和翻轉(zhuǎn)后兩種形式,翻轉(zhuǎn)前臺(tái)車支撐在車架縱梁部位,支撐形式基本同預(yù)裝線固定支撐,翻轉(zhuǎn)后臺(tái)車支撐在前橋工字梁和中后橋橋殼底部,考慮人機(jī)工程,翻轉(zhuǎn)后臺(tái)車支撐點(diǎn)高度盡量降低。
雙板鏈作為車輛調(diào)整線,車輪落地運(yùn)行,可設(shè)計(jì)車輛工作液加注、密封性檢測(cè)、整車檢查、發(fā)動(dòng)車輛的作業(yè)工位,發(fā)動(dòng)車輛的工位建設(shè)尾氣抽排裝置。
總體工藝流程設(shè)計(jì)以零部件的裝配關(guān)系為基礎(chǔ),遵循先內(nèi)后外、先下后上的原則進(jìn)行工藝布置??傃b配線的工藝流程如下。
預(yù)裝線(單板鏈):車架上預(yù)裝線→管線支架、閥類裝配→線束鋪設(shè)、預(yù)捆扎→電瓶支架及儲(chǔ)氣筒裝配→空氣處理單元、尿素箱裝配→制動(dòng)管路鋪設(shè)→管線整理→吊往主線。
主線A 線(翻轉(zhuǎn)前):車架外圍支架裝配→平衡軸吊裝、緊固→前橋吊裝→線上緊固前橋騎馬螺栓→中橋吊裝→后橋吊裝→線上緊固后橋騎馬螺栓→傳動(dòng)軸安裝→潤(rùn)滑油加注→車架翻轉(zhuǎn)。
主線B 線(翻轉(zhuǎn)后):車架下落→燃油箱裝配→后橋油加注→動(dòng)力總成吊裝→轉(zhuǎn)向器安裝→排氣管安裝→散熱器安裝→空濾器安裝→鞍座裝配→蓄電池安裝→后懸龍門架安裝→駕駛室吊裝→保險(xiǎn)杠安裝→車輪、備胎裝配。
主線調(diào)整線(雙板鏈)工作液加注→檢查、發(fā)動(dòng)車輛→氣密性檢查→車輛下線。
裝配線作業(yè)區(qū)段及工位,見表3 所示。本表以傳統(tǒng)燃油車為例,燃?xì)廛嚰凹冸妱?dòng)車工作內(nèi)容按照工位設(shè)置有所調(diào)整。
表3 工藝參數(shù)
(1)規(guī)劃1 條與主裝配線平行反向布置的單板鏈動(dòng)力總成分裝線,20 個(gè)工位,工位間距2.5m。借用發(fā)動(dòng)機(jī)自帶底座在線分裝。
(2)在分裝線上完成發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器的合裝、發(fā)動(dòng)機(jī)柴機(jī)油及變速器齒輪油加注、空調(diào)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力泵及中冷系統(tǒng)管路連接等工作內(nèi)容。
(3)考慮公司選用的發(fā)動(dòng)機(jī)種類繁雜(從輕到重卡),個(gè)別車型加裝緩速器造成的重心不穩(wěn),可在板鏈線上增加活動(dòng)輔助支撐解決。
(4)分裝完成的動(dòng)力總成通過(guò)空中自行小車及空中環(huán)線輸送至主線裝配工位。
(1)前橋規(guī)劃2 條單板鏈分裝線(8×4、6×2 車型為兩根前橋,且車型占比較大),單條線6 個(gè)工位,工位間距3米。每個(gè)工位設(shè)置可調(diào)節(jié)式支座,滿足各系列車型前橋及板簧合裝。為了主線板簧銷容易裝配,騎馬螺栓擰緊機(jī)設(shè)置在主線相應(yīng)工位,分裝線僅做預(yù)緊。
(2)后橋規(guī)劃1 條板鏈分裝線,10 個(gè)工位,工位間距3米。每個(gè)工位設(shè)置可調(diào)節(jié)式支座,滿足各系列車型后橋及板簧合裝。為了主線板簧銷容易裝配,騎馬螺栓擰緊機(jī)設(shè)置在主線相應(yīng)工位,分裝線僅做預(yù)緊。
(1)車輪總成分裝引入第三方物流分裝和配送,通過(guò)升降機(jī)+空中輥道線配送至相應(yīng)工位。
(2)貯氣筒與電瓶框架合裝、尿素箱總成、冷卻包、保險(xiǎn)杠、制動(dòng)閥體、電動(dòng)車BMS 控制器、整車控制器等分裝區(qū)按上線工位就近布置,按裝配計(jì)劃通過(guò)電瓶牽引小車配送上線。其中貯氣筒與電瓶框架合裝、尿素箱總成、電動(dòng)車BMS控制器、整車控制器規(guī)劃采用AGV 小車配送至預(yù)裝線相應(yīng)工位。
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展,工藝設(shè)備的自動(dòng)化、智能化功能得到極大提升。信息技術(shù)的充分運(yùn)用,極大地提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度及作業(yè)效率,為實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
總裝配線采用信息化技術(shù),實(shí)現(xiàn)在線VIN 碼編制,物料編碼掃描錄入,擰緊機(jī)、加注機(jī)等設(shè)備自動(dòng)化控制、工控機(jī)技術(shù)文件查詢、裝配過(guò)程信息錄入等功能。
(1)工作液加注機(jī)自動(dòng)控制:掃描車型編碼(二維碼),通過(guò)組網(wǎng)技術(shù),與工藝管理系統(tǒng)自動(dòng)連接,實(shí)現(xiàn)加注參數(shù)的傳遞和自動(dòng)控制。
(2)擰緊機(jī)類自動(dòng)控制:掃描車型編碼(二維碼),通過(guò)組網(wǎng)技術(shù),與工藝管理系統(tǒng)自動(dòng)連接,實(shí)現(xiàn)擰緊力矩參數(shù)的傳遞和自動(dòng)控制。
(3)總裝配線每個(gè)工位設(shè)置工控機(jī)數(shù)據(jù)接口,配合掃碼識(shí)別錄入系統(tǒng),進(jìn)行零部件信息及過(guò)程參數(shù)錄入,查閱技術(shù)資料等。
(4)車間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,為后期智能化制造提升奠定基礎(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面,組建車間工業(yè)以太網(wǎng),主干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问綖楣饫w環(huán)形網(wǎng)絡(luò),把所有流水線控制PLC、ANDON大屏、中控系統(tǒng)服務(wù)器、客戶機(jī)等接入光纖環(huán)網(wǎng),且預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口供流水線工控機(jī)接入。光纖環(huán)網(wǎng)主交換機(jī)最終經(jīng)過(guò)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的安全設(shè)備后接入管理網(wǎng)絡(luò)。
陜汽全系列商用車基地項(xiàng)目工藝方案經(jīng)過(guò)多次調(diào)研、評(píng)審,已經(jīng)開始實(shí)施,運(yùn)行過(guò)程中還在不斷地修訂和完善,目前已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)節(jié)拍。