智能制造在載貨汽車車架零部件生產(chǎn)中的應用

許素強，王飛，陳軒

陜西通力專用汽車有限責任公司 陜西寶雞 722405

許素強

1 序言

車架是汽車的基體，一般由兩根縱梁和幾組橫梁總成組成，經(jīng)由懸掛裝置、前橋和后橋支承在車輪上，具有足夠的強度和剛度以承受汽車的載荷和從車輪傳來的沖擊。車架的功用是支撐、聯(lián)接汽車的各總成，使各總成保持相對正確的位置，并承受汽車內外的各種載荷。車架零部件作為車架總成的重要組成部分，作用是聯(lián)接兩根縱梁，車輛總裝時掛載車輛上各種部件，起著承上啟下的作用[1]。

2 車架零部件傳統(tǒng)生產(chǎn)模式存在的問題

車架零部件傳統(tǒng)生產(chǎn)模式存在如下問題：①材料利用率低。②產(chǎn)品制孔外形切割方面一致性較差。③零件生產(chǎn)過程磕碰劃傷較大。④裝配時存在孔位不正等質量缺陷。⑤工序間轉運頻繁。⑥作業(yè)人員工作效率低，生產(chǎn)成本高。

3 自動沖切生產(chǎn)線構成

我公司載貨汽車車架零部件生產(chǎn)新基地建設規(guī)劃時，克服傳統(tǒng)生產(chǎn)模式弊端，確定新生產(chǎn)模式為：車間零件平板制孔→外形切割→機器人分揀碼放。前道工序采用數(shù)字化連線生產(chǎn)方式，整個生產(chǎn)過程零件不落地，做到無人化、少人化生產(chǎn)，解決了傳統(tǒng)制造過程中存在的問題[2]。

車間工序為核心工序。車間整體布局合理，生產(chǎn)線技術先進，物流順暢，達到生產(chǎn)耗能最低、作業(yè)人員工作效率最高。該車間單班作業(yè)人員≤4人，較傳統(tǒng)生產(chǎn)模式現(xiàn)場人員大幅減少。

車間布置全自動沖切生產(chǎn)線，完成零部件平板坯料的全自動加工，供下道工序使用。該生產(chǎn)線由一條沖孔線完成板料沖孔、一條激光切割線完成帶孔板切邊及極限規(guī)格板料的孔邊切割、一條自動分揀碼垛線完成零件平板件的分揀碼垛、一條連接各加工設備的全自動輸送線完成平板料及板件在各產(chǎn)線設備間的輸送，以及產(chǎn)線相關附屬機構等組成。

零部件相關信息在各工序能有效識別、傳遞、上傳及存儲，員工能快速識別零部件，按其加工信息進行生產(chǎn)。車間工序之間轉運吊裝輸送，應保證零部件不新增表面缺陷。該生產(chǎn)線通過多規(guī)格、多型號產(chǎn)品排版套料分析，實現(xiàn)材料利用率最大化，較傳統(tǒng)單機生產(chǎn)模式大幅提升。零件套料方式如圖1所示。

圖1 零件套料方式

4 工藝流程

自動沖切生產(chǎn)線工藝流程如圖2所示，具體如下所述。

圖2 自動沖切生產(chǎn)線生產(chǎn)流程

（1）備料 板料通過過跨臺車送至零部件車間的板料存儲區(qū)。板料垛轉接送至沖孔線板料輸送線完成備料。沖切線生產(chǎn)計劃執(zhí)行系統(tǒng)根據(jù)該車間生產(chǎn)計劃、排料圖生成該線子計劃，進行板料需求和生產(chǎn)控制，按對應的排樣圖等控制沖孔、切割、分揀及輸送等單元完成相關生產(chǎn)準備。

（2）沖孔 送至上線區(qū)的板垛通過上線區(qū)安裝的掃碼設備掃碼再確認后，上線伺服橋式起重機自條板料垛送條板至各沖孔機進料臺，夾鉗夾持板料完成沖孔，之后由下線伺服橋式起重機吊取沖孔板至緩存區(qū)。

（3）切割 激光切割線上線伺服橋式起重機，吊取帶孔板至各激光切割機的交換工作臺上，工作臺開入切割房進行切割。完成切割的板料由交換工作臺送出，下線伺服橋式起重機吊取送至廢料清理工位，對廢料進行清理，并輸送至分揀輸送線。

（4）分揀碼垛 分揀輸送線送板件至自動分揀碼垛工位，由機器人完成碼垛，托盤由托盤輸送線送出在線存儲。

5 生產(chǎn)計劃執(zhí)行系統(tǒng)（MES）

生產(chǎn)計劃執(zhí)行系統(tǒng)（MES）如圖3所示，由連線網(wǎng)絡通信系統(tǒng)、生產(chǎn)計劃編排管理系統(tǒng)及物料投控管理系統(tǒng)等組成，用于實現(xiàn)沖切線設備自動化連線生產(chǎn)[3]。具體說明如下。

圖3 生產(chǎn)計劃執(zhí)行系統(tǒng)（MES）

1）由上料區(qū)顯示屏、轉運臺車、輸出輥道、程控橋式起重機和在線緩存架等組成。

2）控制生產(chǎn)中物料的投放、轉運和存儲等作業(yè)，保證生產(chǎn)效益最大化。其核心作用是利用橋式起重機、緩存區(qū)等裝置進行設備間生產(chǎn)力的平衡，保證產(chǎn)能最大化。

3）MES下達的生產(chǎn)計劃為單班次計劃，由于生產(chǎn)線各設備、各產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)拍不一致，因此需要本生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)重新編制實際生產(chǎn)作業(yè)計劃。

4）物料投控管理系統(tǒng)，接受生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)的生產(chǎn)執(zhí)行計劃，利用上料區(qū)顯示屏（通信）、轉運臺車、輸出輥道、程控橋式起重機和在線緩存架等，實時按照計劃進橋式起重機運物料投放、上下料及存儲等作業(yè)，緩和因生產(chǎn)節(jié)拍不匹配、設備故障等因素而造成的生產(chǎn)線等待、阻塞等現(xiàn)象，保證生產(chǎn)線最大限度地發(fā)揮產(chǎn)能。

6 結束語

在載貨汽車零部件制造的發(fā)展過程中，自動沖切生產(chǎn)線必將體現(xiàn)出其特有的優(yōu)勢，對企業(yè)的技術進步起到重要的促進作用。智能化生產(chǎn)線的研究和應用，對于適應企業(yè)發(fā)展形勢變化、推動產(chǎn)品多樣化及保證產(chǎn)品質量將發(fā)揮更大的作用。

專家點評

文章闡述了智能制造在載貨汽車零部件加工領域的發(fā)展方向和應用模式，沖切線工序全部采用數(shù)字化連線生產(chǎn)方式，生產(chǎn)計劃執(zhí)行系統(tǒng)完成零部件的轉運、吊裝、輸送和識別，整個過程做到零件不落地，實現(xiàn)平板坯料的全自動加工和設備間生產(chǎn)力平衡，以此解決傳統(tǒng)制造過程中存在的問題。