張烜，滿朝，王燭光，劉偉召，李偉

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

1 引言

挖掘機(jī)是工程機(jī)械行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，被譽(yù)為“工程機(jī)械之王”，其具有動(dòng)作靈活、多功能和高效率等特點(diǎn)，并且極受用戶的歡迎[1]。中型液壓挖掘機(jī)作為挖掘機(jī)產(chǎn)品的主力機(jī)型，被廣泛應(yīng)用于水利工程、交通運(yùn)輸、電力工程和礦山采掘等機(jī)械施工中。中型液壓挖掘機(jī)的發(fā)展對(duì)工程機(jī)械行業(yè)起著重要作用[2]。

目前，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)中型挖掘機(jī)市場(chǎng)已呈現(xiàn)迅速發(fā)展之勢(shì)，隨著“城鎮(zhèn)化建設(shè)”“國(guó)內(nèi)大循環(huán)”“新基建”等國(guó)家項(xiàng)目的拉動(dòng)，中型挖掘機(jī)產(chǎn)品有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景[3-4]。

2 項(xiàng)目概況

車間面積：35 880 m2。

生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)中型液壓挖掘機(jī)16 500 臺(tái)（其中，13~36 t級(jí)別14 810 臺(tái)，40~48 t 級(jí)別1 690 臺(tái)）。

3 工作制度與年時(shí)基數(shù)

裝配車間采用大單班工作制，全年工作日300 d，設(shè)備年時(shí)基數(shù)2 880 h，工人年時(shí)基數(shù)2 730 h。

4 裝配車間工藝方案

4.1 車間土建參數(shù)

裝配車間長(zhǎng)276 m（東西向，由13 個(gè)12 m 柱距組成），寬120 m（由北至南：1 個(gè)18 m 跨、1 個(gè)30 m 跨、3 個(gè)24 m 跨），起重機(jī)軌頂高10 m。車間北側(cè)有10 m 卸貨雨棚及與涂裝車間通過(guò)2 個(gè)連廊相連。

本車間每跨行車噸位為20 t+10 t（歐式），其中40~48 t 級(jí)別產(chǎn)品裝配區(qū)采用32 t（歐式）。

根據(jù)中型挖掘機(jī)的產(chǎn)品及裝配工藝特點(diǎn)，本車間主要分為：13~36 t 級(jí)別中挖裝配線、40~48 t 級(jí)別中挖裝配區(qū)、物流中心、SKD 區(qū)、預(yù)留區(qū)及景觀中庭區(qū)等。

4.2 車間主要工藝流程

車間主要工藝流程如圖1 所示。

圖1 車間主要工藝流程

4.3 車間工藝方案說(shuō)明

1）挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)、車架、動(dòng)臂、斗桿等結(jié)構(gòu)件采用重型積放鏈設(shè)備通過(guò)空中連廊由涂裝車間空中輸送至裝配車間。根據(jù)裝配與涂裝工段生產(chǎn)班次差別，結(jié)構(gòu)件暫存量按1 個(gè)班次生產(chǎn)量考慮（55 臺(tái)套）。

2）13~36 t 級(jí)別中挖車架裝配線采用RGV 裝配線，混線生產(chǎn)。生產(chǎn)節(jié)拍為11.5 min。

車架主要裝配工序如圖2 所示。

圖2 主要裝配工序

3）車架履帶裝配采用履帶自動(dòng)裝配系統(tǒng)，主要裝配工序如下：1 臺(tái)套履帶送入履帶裝配工位—鋪展履帶（卷展履帶機(jī)）—履帶推送入位（含定位）—（下車架RGV 小車送至履帶裝配工位）—升降機(jī)提升（帶履帶及下車架整體提升）、下車架RGV 小車返回—升降機(jī)下降—卷履帶（卷展履帶機(jī)）—（穿梭車將下車架送至合車線）。

4）13~36 t 級(jí)別中挖轉(zhuǎn)臺(tái)裝配線采用RGV 裝配線，混線生產(chǎn)。生產(chǎn)節(jié)拍為11.5 min。

車架主要裝配工序如下：（上車架結(jié)構(gòu)件上裝配線）—線束—電磁閥安裝—回轉(zhuǎn)馬達(dá)—主閥—發(fā)動(dòng)機(jī)—散熱器—駕駛室—先導(dǎo)管路及空調(diào)管路連接—液壓油箱、燃油箱—兩箱調(diào)整—冷卻管路、控制盒—框架—右門板安裝—電瓶—左門—頂板安裝—電氣—機(jī)罩—合車轉(zhuǎn)線—送至合車線合車。

對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)臺(tái)裝配線各工位，設(shè)置9 條部裝線。

5）中挖合車裝配線采用雙板鏈線，混線生產(chǎn)。生產(chǎn)節(jié)拍為11.5 min。合車線主要裝配工序如下：（穿梭車將下車架送至合車線）—合車—合車擰緊—行走管路連接—加油加水/ 漲緊/壓軌鏈—?jiǎng)颖塾透籽b配。

6）中挖總裝工序間移動(dòng)利用挖掘機(jī)自身動(dòng)力，采用啟機(jī)行走方式。主要裝配工序如下：配重吊裝/ 管路連接—配重?cái)Q緊—工作裝置合裝—工作裝置硬管裝配—挖斗裝配—黃油加注—檢查、下線—（開(kāi)至調(diào)試車間）。

對(duì)應(yīng)工作裝置合裝工位，設(shè)置1 條工作裝置部裝線，線體采用RGV 連線。

5 工藝方案特點(diǎn)

為了達(dá)到本項(xiàng)目的高要求及大規(guī)模的產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，設(shè)計(jì)大膽采用了諸如：RGV 裝配線、翻轉(zhuǎn)變位機(jī)、多軸電動(dòng)擰緊機(jī)、助力機(jī)械手、履帶自動(dòng)裝配系統(tǒng)、車架合裝程控行車、尾氣收集系統(tǒng)、自動(dòng)化立體庫(kù)、AGV 系統(tǒng)、自動(dòng)揀選系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備，大大提升生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期。

1）縮短裝配節(jié)拍：節(jié)拍時(shí)間由傳統(tǒng)裝配線的15~20 min/ 臺(tái)提升為11.5 min/ 臺(tái)。

2）柔性裝配：裝配線采用RGV 線，具備混線生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)能力，一條線可滿足ZE135~ZE360 共8 種型號(hào)共線裝配的能力。結(jié)構(gòu)件上線前采用重型積放鏈系統(tǒng)進(jìn)行空中存儲(chǔ)、編組及積放，滿足“多品種小批量”柔性生產(chǎn)需求。對(duì)于部分不能上線的產(chǎn)品，采用“島式裝配工作臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)柔性裝配。

3）自動(dòng)化裝配：車架裝配線為“黑燈線”，主要零部件（支重輪、托鏈輪、行走馬達(dá)、回轉(zhuǎn)支承等）的裝配及擰緊都采用機(jī)器人完成；車架自動(dòng)翻轉(zhuǎn)變位；履帶自動(dòng)裝配；車架及轉(zhuǎn)臺(tái)的合裝采用程控行車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配。

4）自動(dòng)化物流：AGV 系統(tǒng)、自動(dòng)揀選系統(tǒng)及自動(dòng)化立體庫(kù)的應(yīng)用：在外協(xié)外購(gòu)小件的配送上，通過(guò)自動(dòng)揀選系統(tǒng)和AGV 送料小車的大量使用，實(shí)現(xiàn)了零部件配送中的無(wú)人化和高自動(dòng)物流。

自動(dòng)揀選系統(tǒng)極大地方便了小型零部件的撿配，電子系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)每個(gè)貨架上的物料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)物料數(shù)量低于設(shè)定值自動(dòng)報(bào)警，避免了物料短缺現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，該系統(tǒng)既可快速卸貨至入庫(kù)，又自動(dòng)按照線體不同需求自動(dòng)分揀每條線需要的物料至AGV 系統(tǒng)接件區(qū)，實(shí)現(xiàn)了外協(xié)外購(gòu)小件從卸貨到裝配線邊的“無(wú)縫連接”。

AGV 驅(qū)動(dòng)物料配送小車實(shí)現(xiàn)單臺(tái)套配送：?jiǎn)闻_(tái)套配送不僅解決了庫(kù)存嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，而且大大縮短了作業(yè)人員拿取物料的時(shí)間，從而提高了作業(yè)效率。

部分進(jìn)口外協(xié)外購(gòu)件采用自動(dòng)化立體庫(kù)的型式進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)入庫(kù)、存儲(chǔ)及出庫(kù)的全自動(dòng)化。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)某中型液壓挖掘機(jī)裝配車間工藝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了13~48 t 級(jí)別產(chǎn)品的柔性化、自動(dòng)化裝配生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的設(shè)備、合理完善的工藝流程、科學(xué)的規(guī)劃布置，形成具有先進(jìn)水平的中型液壓挖掘機(jī)裝配車間。