起重機基于"水蜘蛛"模式的成套化工藝裝備研究

宮玉成

（徐工集團徐州重型機械有限公司 江蘇徐州 221000）

摘 要：起重機大型結(jié)構(gòu)件的焊接過程和整機裝配過程都需要大量物料集成和高效的過程保障?；?水蜘蛛"模式的成套化工藝裝備能夠突破傳統(tǒng)粗放的工藝裝備現(xiàn)狀，實現(xiàn)起重機焊接和裝配過程優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的保障效果。文中主要對此類工藝裝備的投入目的、系統(tǒng)組成、工作原理、功能實現(xiàn)和效果展示等情況進(jìn)行了說明和介紹。生產(chǎn)實踐表明：該類型工藝裝備適應(yīng)范圍廣，效率保障大大提高，對起重機智能制造起到積極的支撐作用，可在大型工程機械的焊接和裝配過程中推廣使用。

關(guān)鍵詞：水蜘蛛；成套化；KIT；流動

0前言

伴隨著制造國際化的發(fā)展趨勢，具有本土自主特色的工藝裝備正以優(yōu)秀性能逐步凸顯。無論是焊接工廠還是裝配工廠，如何能夠優(yōu)質(zhì)、精準(zhǔn)、高效的支撐每一個工位和工作中心的生產(chǎn)是非常重要的。然而，傳統(tǒng)的工藝保障裝備更多的是以托盤、平臺、料架等為代表，不利于物料的拾取和使用，更不利于物料齊套性的預(yù)警及質(zhì)量防護(hù)，這種問題亟待改善，而起重機制造過程中基于“水蜘蛛”模式的成套化工藝裝備研究將針對性解決了此類問題。

1、投入目的及基本方案介紹

1.1投入目的

（1）傳統(tǒng)物料的組織和轉(zhuǎn)運工藝裝備存在物料混放問題，作業(yè)人員進(jìn)行有效清點和確認(rèn)存在難度，同時在生產(chǎn)線工作中心使用物料時存在翻料找料的制約影響效率，同時工件混放影響尺寸參數(shù)，有造成質(zhì)量偏差的風(fēng)險。

（2）傳統(tǒng)工藝裝備為固定式為主，并且彼此之間相互獨立，每次只能單個進(jìn)行物料供給，缺乏流動性和連接，物料組織效率較低。

1.2基本方案介紹

該工藝裝備主要特征在于：該工藝裝備具備輕便的行駛移動性能，一般具有四輪移動系統(tǒng)，前置為萬向輪，后置為定向輪，上方為托板和圍擋裝置，前方配置轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)，后方配置連接底座，而托板上方則采用多樣化的成套化配置格柵。根據(jù)物料工件的重量、尺寸和質(zhì)量特性進(jìn)行ABC分級，不同等級的物料工件配置不同的成套工藝裝備。在同一級別的工藝裝備集成系統(tǒng)中，具有相同規(guī)格的轉(zhuǎn)向連接機構(gòu)和連接底座，能夠保證在串聯(lián)流轉(zhuǎn)過程中具備相同的轉(zhuǎn)彎半徑，達(dá)到單次運載效率的倍增。同時根據(jù)物料工件應(yīng)用的工廠屬性不同，成套化格柵也對應(yīng)采用不同材質(zhì)，一般在焊接工藝性生產(chǎn)單元采用金屬格柵居多，在裝配生產(chǎn)單元采用線棒格柵居多。這種基于“水蜘蛛”模式下的成套工藝裝備推動了起重機制造向全面流動式制造轉(zhuǎn)型。

2、系統(tǒng)組成及工作原理

該工藝裝備的基礎(chǔ)系統(tǒng)組成（如圖1）。圖示“水蜘蛛”類型工藝裝備主要應(yīng)用于A類大型重量較大的物料工件，采用模塊化的移動工裝進(jìn)行組合而成，載重輪采用真空橡膠材質(zhì)，能夠針對性的承載較大質(zhì)量，同時適用于工藝性分廠相對粗糙的路面環(huán)境，運載過程中最前一個模塊工裝與小型電動牽引車頭連接，然后后一個模塊工裝的牽引鉤掛靠在前一個模塊工裝的連接座上，保證在90度的轉(zhuǎn)彎半徑先順利通過。同時前后連接機構(gòu)采用快速裝夾式的結(jié)構(gòu)形式，腳踏即開，同時采用中間鏤空的輕量化設(shè)計，過程運行平穩(wěn)。

成套化原理及示意（如圖2）：根據(jù)工作中心的焊接順序和焊接架位，對每一個工作中心附近的配盤點物料進(jìn)行組盤組合，按照ABC不同量級的區(qū)間進(jìn)行區(qū)分，一般單體輪廓外徑尺寸≥120cm，重量≥15KG的物料工件即劃分為A類，成套化原則一般采用同種物料倍數(shù)組合，格柵設(shè)計一般以簡單區(qū)分物料為主，結(jié)構(gòu)相對簡單；一般單體輪廓外徑尺寸≤20cm，重量手持無困難的物料工件即劃分為C類，介于A類和C類之間物料工件定義為B類。如圖示，按照工作中心的物料使用順序以及拿取便捷性進(jìn)行成套化組合，一般我們將成套化一個模塊稱為一個Kit（成套單元），以此將大大提高焊接加工中心的生產(chǎn)效率，降低過程質(zhì)量損失和風(fēng)險。

3、工作狀態(tài)分析及使用效果展示

3.1水蜘蛛工藝裝備整體運行系統(tǒng)狀態(tài)及效果展示（如圖3-圖5）

4、優(yōu)點及關(guān)鍵點列舉

4.1、水蜘蛛工藝裝備使用優(yōu)點：

（1）水蜘蛛成套化工藝裝備實現(xiàn)了10-15組工裝模塊的串聯(lián)和組合，單次物料工件的組織效率提高了10余倍，大大提高生產(chǎn)過程運轉(zhuǎn)效率。

（2）該工藝裝備突破傳統(tǒng)固定式的工藝裝備，實現(xiàn)了全部的流動性作業(yè)，有效的避免了傳統(tǒng)叉車的移動危險隱患，取消了吊裝危險工況，安全性能提升顯著。

（3）該工藝裝備能夠針對生產(chǎn)線的工作中心需求實現(xiàn)單元化成套化組盤，能夠充分滿足線邊物料的使用先后順序和取料便捷性，具有一定的“防錯”功能。

（4）該工藝裝備優(yōu)化了轉(zhuǎn)運負(fù)荷，改變了傳統(tǒng)柴油叉車轉(zhuǎn)運的能耗高、污染大等問題，取而代之采用電動設(shè)備進(jìn)行牽引轉(zhuǎn)運，更加經(jīng)濟和環(huán)保。

4.2、水蜘蛛工藝裝備使用關(guān)鍵點：

（1）串聯(lián)型的組合模式依托相同的轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計思想，要注意效率與轉(zhuǎn)彎安全性的平衡。

（2）高效的流動特性對承載輪具有一定的考驗，日常維護(hù)檢測很重要。

5、結(jié)論

基于“水蜘蛛”模式的成套化工藝裝備研究，使針對結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)線和裝配生產(chǎn)線效率得到顯著的提升，同時有效的降低了過程危險系數(shù)，減輕了過程勞動強度，適應(yīng)能力強，使焊接和裝配質(zhì)量得到有效提升，經(jīng)濟型和環(huán)保性顯著增強，可在工程機械生產(chǎn)實踐中推廣使用。