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      3. 焊裝生產線規劃及布置概述

        2024-05-22 08:33:46·  來源:沖壓幫
         

        焊裝工藝作為汽車行業四大工藝之一,其重要性不言而喻,其肩負著車身成型,為整車提供支撐框架的重要使命,除了要保證外觀造型之外,還必須保證總裝所有零部件安裝點的精度,故其工藝遠比其他三大工藝復雜,生產線的規劃及布置不僅需從精度保證、生產效率、配送物流、倉儲存放諸多方面權衡考慮,也受限于廠房面積及結構、涂裝連廊等現有條件。沒有十全十美的布置方案,只有當前最合適的布置方案。


        作為四大工藝中最復雜的工藝,生產線規劃及布置概括起來主要從幾個步驟著手:

        (1)產能計算及節拍確定;

        (2)主線輸送方式選擇;

        (3)工序拆分及工位數量確定;

        (4)側圍總成配送方式;

        (5)總拼工位結構方式;

        (6)物流倉儲規劃;

        (7)平面布置及仿真驗證。


        1.產能計算及節拍確定


        規劃第一步,必須有市場部及公司戰略規劃部門輸入的年產能要求,根據產能要求計算出生產節拍及單工位作業時間,作為工序拆分及工位數量確定的主要數據,其計算方法如下:


        生產節拍(JPH)——每小時生產臺數。

        生產天數——365個自然天數,扣除國家法定節假日及雙休日,年生產天數大致按251天計算。

        每天生產時間——單班生產時間8小時、雙班16小時、三班22.5小時計算。

        設備開動率——設備有效開動比例,焊裝車間設備開動率規劃時一般設定為90%。


        2.主線輸送方式選擇


        主線輸送方式決定了輸送時間及效率,決定了工位的有效作業時間,是工序拆分及工位數量確定的依據。主線輸送方式目前常用的有往復桿輸送、滾床滑撬輸送、隨行夾具輸送3種方式,具體選用哪種方式需結合效率、節拍、成本綜合考慮。


        (1)往復桿輸送

        優點:價格低廉,輸送可靠,占地面積小。缺點:輸送效率較低,一般往復桿的輸送時間達到28s(含舉升、輸送、下降、回退動作),只能直線輸送,如工位數較多是只能分段布置,輸送精度較差,需配合定位夾具使用。

        適用范圍:一般用于低節拍、工位數量相對較少的生產線,如輸送工位超過10個不建議選用。


        (2)滾床滑撬輸送

        優點:價格適中,輸送可靠,輸送效率較高(輸送時間可達到16s左右),輸送不受距離限制,可任意轉彎、布置靈活。

        缺點:需考慮空滑撬的回轉方式及布置,會占用較多布置空間,動力滾床成本較高,輸送精度較差,需配合定位夾具使用。

        適用范圍:適用于節拍較高、工位數較多的生產線,目前汽車行業使用最為廣泛。


        (3)隨行夾具輸送

        優點:輸送效率最高,定位精度高,輸送機構與定位夾具功能合一,不需要額外增加定位夾具,減少了升降時間,輸送時間可達8s。

        缺點:單個輸送隨行夾具成本高,同時仍需動力滾床定位精度要求高,需考慮空滑撬的回轉方式及布置,占用較多布置空間。

        適用范圍:適用于50JPH以上超高節拍的焊裝線布置。



        3.工序拆分及工位數確定


        設計部門輸入整體產品機構及圖紙、工藝路線,界定焊裝工藝內容,再拆分工藝到單個工位,需遵循以下原則:

        (1)點焊一般按平均每個焊點3s作業時間進行綜合測算;

        (2)弧焊由于煙塵排放、工作效率較低,需盡量集中布置,避免分散;

        (3)裝件、取件、夾具夾緊與打開可根據過往經驗設定作業時間;

        (4)單工位有效工作時間+輸送時間不得大于工位作業時間;

        (5)需考慮輸送布置中的工位損失。


        4.側圍總成輸送方式

        側圍總成大部分屬于A級外觀面,對表面質量要求高,故其輸送方式需綜合考慮輸送效率,是否需要庫存、側圍線的布置區域等因素確定,可分為單側圍輸送和雙側圍配套輸送兩種。


        (1)單側圍輸送

        優點:成本低,抓具與輸送一體,無需單獨設置吊具及抓手;

        缺點:1:只能一個總成輸送工作完成后才能返回輸送下一個總成,節拍較低;2:無緩沖庫存,當側圍線出現異常時會直接影響整條生產線停線,無緩沖余地;3:側圍輸送后需配合翻轉夾具使用。

        適用范圍:適用與節拍相對較低的焊裝線,且側圍線需布置在主線兩側,總拼工位必須配合翻轉夾具使用。


        (2)雙側圍配套輸送

        優點:輸送效率高,可靈活制定緩沖庫存,且不受輸送距離限制,可總拼工位夾具方式可靈活選用。

        缺點:需配合自動抓手或抓件機器人使用,成本高。

        適用范圍:適用于高節拍生產線,針對車間面積大,側圍線距離主線較遠時。



        5.總拼工位結構方式


        總拼工位機構方式需結合側圍輸送方式考慮,其主要受場地、生產車型種類限制,常用的有翻轉滑臺和可切換柔性滑臺、背扣式3種。


        ( 1)翻轉滑臺

        通過翻轉夾具將側圍從水平翻轉90°,利用滑臺拼裝側圍,該方式可與側圍輸送方式配合單側側圍輸送方式使用,不用預裝側圍,直接拼焊,但效率偏低,不適合高節拍生產線。


        (2)可切換柔性滑臺

        可切換柔性滑臺主要由滑臺基座、可切換夾具兩部分組成,夾具可以整體切換,通過切換生產不同平臺車型,生產效率較高,但由于兩側滑臺龐大,無法預裝側圍,需額外增加預裝工位。


        (3)背扣式

        背扣式在頂部設置轉動鉸鏈機構連接兩側夾具,往下旋轉后扣在側圍上定位焊接,其主要的優勢是生產效率高,但柔性差,只能生產單一車型,且必須增加預裝工位,如果單一車型產量高的情況下采用較多。


        總拼工位的形式多樣,不限于以上3種形式,可根據實際情況因地制宜,選擇總拼方案,只要保證車身精度與效率兼顧,適合當前形式需求即可。但不管哪一種方案,都必須制定合適長寬高三維尺寸要求,為同步工程及平面布置提供數據輸入。


        6.物流倉儲規劃


        物流倉儲規劃應結合工藝布置、生產節拍綜合考慮,大致應遵循以下原則:


        (1)倉儲區域大小應滿足基本庫存要求?;編齑嬉话悴簧儆?小時消耗量,應根據零件總數,零件工位器具尺寸、裝框數量計算倉儲區域面積,確保面積不小于2小時庫存需求面積。

        (2)倉儲區域應靠近在車間物流門及廠區物流通道。

        (3)結合物流效率與場地節約性考慮,焊裝線之間的物流通道寬度一般3m左右。

        (4)所有需要裝件的工位均需預留物流通道,保證配送空間。

        (5)物流方向不能與車身整體流向相反。


        7.平面布置及仿真驗證


        平面布置應結合廠房結構以及前面確定的工位數量、側圍輸送方式、總拼工位三維尺寸數據等進行布置及仿真模擬,以驗證廠房結構及工藝規劃的可行性。具體過程中應注意以下事項:

        (1)所有需要裝配零件的工位兩側均需布置物流通道及配送空間;

        (2)根據側圍配送方式,單側圍配送需保證側圍線布置在主線兩側,否則無法實現側圍配送;

        (3)應避開廠房鋼結構,避免鋼結構立柱在工位中間或者物流通道中間;

        (4)所有夾具、設備、工位器具、廠房結構等均按1∶1實際尺寸布置;

        (5)受廠房結構限制,需要轉彎時,需充分考慮因此損失的作業工位,因為旋轉滾床工位是無法作業的;

        (6)線體寬度應結合作業空間、工位器具擺放空間、夾具及設備尺寸綜合考慮;

        (7)前艙、地板、門總成等分件焊接的區域,應盡量靠近其總成上線的位置;

        (8)所有布置完成后,應充分檢查是否存在干涉區域,如存在即時調整布置。


         
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