RGV流水線在注塑機裝配中的應用

伍海標

（博創(chuàng)智能裝備股份有限公司，廣州 511340）

流水線又稱裝配線，是工業(yè)上的一種生產(chǎn)方式，即每一個生產(chǎn)單位只專注處理某一個片段的工作，以提高工作效率和產(chǎn)量。由于有軌制導車輛（Rail Guided Vehicle，RGV）組成的流水線具有智能化特性，因此針對注塑機探討了基于RGV的流水線可行性及優(yōu)勢[1]。

1 研究背景和意義

目前，企業(yè)生產(chǎn)面向訂單設計的臥式注塑機產(chǎn)品，其高度定制化導致訂單配置呈小批量、多品種特點。在總裝生產(chǎn)過程中，注塑機體積較大且質(zhì)量超過3 t，以現(xiàn)有裝配技術在生產(chǎn)過程中無法隨意移動，因此一般采用固定位置裝配生產(chǎn)模式。固定位置生產(chǎn)是指把一臺注塑機的物料集中在一個固定位置上完成所有生產(chǎn)裝配的過程。所用的組織方式為離散型崗位責任制的生產(chǎn)方式，依靠管理人員的經(jīng)驗制定各階段的生產(chǎn)計劃，隨意性較大，裝配位置不集中，工具物料調(diào)配困難。操作者因崗位沒有細分，對技能要求高，存在管理調(diào)度混亂、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低以及質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，成為制約公司提高注塑機裝配制造水平的主要環(huán)節(jié)[2]。

流水線快速生產(chǎn)的特點可以從根本上解決生產(chǎn)物料堆滯問題，從而提高現(xiàn)場空間利用率。同時，員工固定工位使得物料配送路線更加精確。人員作業(yè)場所相對集中，降低了管理難度。另外，專人專崗的生產(chǎn)方式有利于提高操作者的技能熟練度，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

RGV在流水線上的應用，使得流水線具有更好的靈活性，可以更好地適應新的裝配方式。它的靈活控制方式可以滿足在試驗階段改進和多品種小批量生產(chǎn)方式的需求，同時具有可拓展性，滿足了后期產(chǎn)能擴張的需求。相比訂制一條專用生產(chǎn)線，從離散型過渡到流水線裝配方式的工廠具有更大的容錯率，大大降低了改造成本，縮短了改造的時間周期。

2 RGV流水線方案

流水線可以滿足320 t以下所有機型的生產(chǎn)，能覆蓋總部工廠80%的產(chǎn)能。每個RGV既是統(tǒng)一的系統(tǒng)也是獨立的單元。它具有獨立的安全感應裝置，在被激活時只會影響當前RGV的動作，而其他RGV可以正常運行，可以大大提高作業(yè)范圍及其靈活性[4]。

每個工位都有獨立的顯示系統(tǒng)，顯示該工位當前的工作內(nèi)容與信息，對定制化訂單的信息可以直接傳達到對應的作業(yè)工位，實現(xiàn)混線生產(chǎn)。RGV的控制方式包括Wi-Fi接收模塊系統(tǒng)、中控主機控制及監(jiān)控、配備遙控器，可以靈活調(diào)整RGV在異常狀態(tài)時的動作。RGV采用射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）定位+光電開關定位。在重載慣性大的情況下，重復精度可以控制在10 mm以內(nèi)，以滿足后期自動化改造的定位需求。所有RGV配備雙向激光扇面探頭的安全裝置，可以有效保障系統(tǒng)運行時的人員安全[5]。RGV的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

流水線作業(yè)運行方式包括自由節(jié)拍和可調(diào)強制節(jié)拍，且所有工位聯(lián)動[6]。其中：自由節(jié)拍模式由工位員工控制生產(chǎn)節(jié)拍，完工后進行完工確定；可調(diào)強制節(jié)拍由管理人員設定生產(chǎn)節(jié)拍，到時即走。根據(jù)生產(chǎn)需要，流水線在導軌許可范圍內(nèi)可隨時增加或減少工作臺數(shù)量。流水線中控可以實現(xiàn)與工廠電力線通信（Power Line Communication，PLC）網(wǎng)絡、工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）或其他信息系統(tǒng)互聯(lián)互通的功能。流水線平面布置圖如圖2所示[7-10]。

3 裝配工藝及效率對比

3.1 裝配工藝

總裝流水線工藝流程見圖3。它的主要流程包括“機架上線→布線→鎖模+射臺→電箱+控制柜→接線與接管→裝射臺鈑金→裝鎖模鈑金→加液壓油→鈑金收尾→整機下線”?，F(xiàn)場布置圖如圖4所示[11]。

3.2 效率對比

對比人均單位和單位面積產(chǎn)出，結(jié)果見表1和表2。經(jīng)過4個月的調(diào)整與試運行，6月、7月和8月進行了3次人員與工序調(diào)整，優(yōu)化工具與物料的相關配套，實現(xiàn)了快速從離散型轉(zhuǎn)變?yōu)榱魉€式的裝配模式。這是一個從無到有的過程，最終在8月開始穩(wěn)定產(chǎn)出。通過對比2020年全年數(shù)據(jù)的平均值，可知人員效率提升了10%，場地利用率提升了30%[12-15]。

表1 流水線人均單位對比

表2 流水線單位面積產(chǎn)出對比

4 結(jié)語

引入總裝流水線后，因為人員與產(chǎn)能規(guī)劃問題，所以對流水線裝配工藝進行了3次調(diào)整。RGV總裝流水線的靈活性提供了工藝調(diào)整的可能性，實現(xiàn)了流水線的裝配模式。流水線裝配模式可以提高生產(chǎn)效率，是裝備制造業(yè)的必由之路。對于大型裝備，RGV總裝流水線是由離散型轉(zhuǎn)為流水線裝配模式的重要方式，有利于給企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益，促進企業(yè)不斷進步，提高公司的自動化水平。