提高汽車制造自動供料移栽機(jī)定位精度的措施

沈俊雄，范有財

（東風(fēng)汽車有限公司東風(fēng)日產(chǎn)乘用車公司，廣東廣州 510800）

0 引言

最新數(shù)據(jù)顯示，盡管中國汽車銷量仍持增長勢頭，但車企的利潤已經(jīng)大幅下降，汽車制造也步入下行趨勢，部分車企已出現(xiàn)負(fù)增長的態(tài)勢。行業(yè)競爭已進(jìn)入白熱化的階段，各大汽車品牌要能在市場上保持原有份額，就必須能制造出客戶值得信賴的質(zhì)量，同時需具有競爭力的價格優(yōu)勢。從汽車整車生產(chǎn)整體過程來看，汽車制造工藝差異不大，但是廠內(nèi)物流卻是各有特點，不同的水準(zhǔn)往往體現(xiàn)出不同的運(yùn)營效率，不同的質(zhì)量保證能力，不同的投資運(yùn)營成本等。

東風(fēng)汽車有限公司東風(fēng)日產(chǎn)乘用車公司花都二工廠取消線邊物料存儲料架，采用由20 套移栽機(jī)構(gòu)搭配AGV 自動磁導(dǎo)航運(yùn)載小車的的零部件配送方式成套供料系統(tǒng)，是一種領(lǐng)先于國內(nèi)同行的廠內(nèi)物流系統(tǒng)。研究課題就是圍繞上述設(shè)備的自動供料移栽機(jī)定位精度進(jìn)行改進(jìn)研究。

1 自動供料移栽機(jī)存在的問題及分析

原有內(nèi)飾T1 班KIT 料車上線移栽裝置采用的是摩擦驅(qū)動移栽小車（圖1）將料車移栽上內(nèi)飾滑板的方式，該移栽機(jī)構(gòu)存在3 個突出問題。

圖1 改造前摩擦驅(qū)動移栽機(jī)構(gòu)

（1）滿足生產(chǎn)節(jié)拍的余量不足。內(nèi)飾左每臺產(chǎn)品車需2 臺料車供料，以現(xiàn)有線速63 JPH 計算，料車上線要求節(jié)拍為（60/63）60/2=28.5 s。料車上線循環(huán)流程為：移栽小車行走到料車位頂升氣缸頂升移栽小車向內(nèi)飾滑板移栽（行程3.2 m）移栽小車行走到內(nèi)飾滑板頂升氣缸下降移栽小車行駛向料車位（行程3.2 m）移栽小車行走到料車位。實際測試整個流程需耗時27 s，僅有1.5 s 的余量。一旦出現(xiàn)AGV 行走中有卡阻或掉料，供料無法趕上線體速度。

（2）橫向移栽驅(qū)動打滑，定位不精確。移栽小車將料車移栽至內(nèi)飾滑板的定位原理：移栽小車快速移栽至減速開關(guān)觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動速度放緩?fù)Ｖ归_關(guān)觸發(fā)電機(jī)驅(qū)動停止料車到位。V 型導(dǎo)向軌允許料車偏移公差為14 mm。移栽小車V型輪偏移V 型導(dǎo)向軌中心（-19～14）mm，也就是體現(xiàn)在料車不到位，V 型輪偏移V 型導(dǎo)向軌，發(fā)生率7%。究其原因有2 個：淤驅(qū)動輪在水泥地面行走，出現(xiàn)不可控制的打滑或卡助；于移栽小車行走到機(jī)械限位后碰撞反彈。

（3）縱向?qū)蜍壊贿B續(xù)，V 型輪卡阻。

圖2 改造前平移機(jī)構(gòu)行走路徑

如圖2 所示，為了避讓橫向移栽小車行走輪行走（橫向平移機(jī)行走路徑），V 型軌道分成3 節(jié)，每節(jié)間隙70 mm。正常情況下，料車在內(nèi)飾滑板推動后，由于慣性在3 節(jié)V 型軌導(dǎo)向行走（正常狀態(tài)）。由于振動、物料重量分布不均等外界因素干擾，當(dāng)料車后V 型輪行走到間隙處時，V 型輪卡阻（異常狀態(tài)）。

2 改造措施及實踐

為了對應(yīng)本方案第三款所提出的內(nèi)飾線料車上線存在的3大問題，提出如圖3 所示方案。方案主要有3 部分組成，分別為：伸縮叉上線，輥道存儲區(qū)，伸縮叉下線。

圖3 改造后精定位滾筒移栽機(jī)構(gòu)

（1）滾道結(jié)構(gòu)，移栽設(shè)備上存儲料車，實現(xiàn)物料上線連續(xù)性。如圖3，方案整體為滾道框架結(jié)構(gòu)，其中重要組成部分為存儲區(qū)（滾道存儲區(qū)）。整個滾道結(jié)構(gòu)上最多可以存儲4 臺料車。1 個可以提升供料的速度，另1 個提升備料對應(yīng)柔性，避免AGV 等其他外界因素短暫停的干擾。滾筒結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 滾筒機(jī)構(gòu)

（2）采用伸縮叉頂升結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)長距離懸臂穩(wěn)定取料。圖5伸縮叉軌道采用加厚的叉車軌道，其與圖6 伸縮叉滾輪配合，在氣缸的推動下實現(xiàn)伸出與縮回動作，移栽過程中，料車有圖5 頂升氣缸舉起進(jìn)行搬運(yùn)上輥道。

（3）采用多重定位裝置，定位更準(zhǔn)確。料車定位原理：在滾道存儲區(qū)（圖4）末端，阻擋限位裝置頂升（圖6），末端限位器作用。由無桿氣缸推動的平移撥料裝置（圖6）推動料車進(jìn)入料車頂升裝置（圖6）區(qū)域。平移撥料裝置后退后，反向限位裝置起到防止料車倒退的作用。

（4）連續(xù)縱向?qū)蜍墸瑴?zhǔn)確導(dǎo)向料車。下線伸縮叉結(jié)構(gòu)在移栽伸出前，頂升氣缸已將料車舉起，橫向?qū)蜍壊恍枰侄蝸肀荛_橫向機(jī)構(gòu)行走輪。連續(xù)的縱向V 型導(dǎo)向軌，避免移栽過程中料車后V 型輪卡阻。

3 效果

通過實際設(shè)備情況和生產(chǎn)情況的分析，以及進(jìn)行下面一系列的改進(jìn)措施和實踐，自動供料移栽機(jī)的故障率得到大幅降低，作業(yè)率顯著提升，大幅提高自動供料移栽機(jī)定位精度和可靠性。

圖5 舉升機(jī)構(gòu)

圖6 定位機(jī)構(gòu)

（1）采用連續(xù)性滾輪機(jī)構(gòu)，提升移栽速度，且線邊存儲，提升供料柔性。

（2）采用伸縮叉結(jié)構(gòu)上下輥道，移栽平穩(wěn)。

（3）采用放置精定位，定位準(zhǔn)確。

（4）連續(xù)縱向?qū)蜍壍溃苊馔饨缫蛩馗蓴_，提升導(dǎo)向準(zhǔn)確性。

通過改造，取得如下效果：

3.1 時間損失遞減

改造前總二T1 班KIT 上線移栽機(jī)構(gòu)停線每班次累計平均約20 min，改造后由該移栽機(jī)構(gòu)造成的停線時間遞減為每班次（2～3）min（主要原因是物料掉落或AGV 問題，和移栽機(jī)構(gòu)本身問題無關(guān)），停線時間遞減80%。

3.2 人力損失遞減

移栽機(jī)構(gòu)停線頻繁，保全及車間人員需隨時進(jìn)行人工補(bǔ)充料及人工操作設(shè)備移栽。影響保全人員作業(yè)中點檢及車間人員的裝配作業(yè)。改造后設(shè)備完全自動運(yùn)行。

3.3 費(fèi)用損失遞減

項目投資：400 000 元。

節(jié)省費(fèi)用：2 244 000-400 000=1 844 000 元/年。

4 結(jié)束語

研究成果為汽車制造公司自動供料移栽機(jī)定位精度和可靠性提供有建設(shè)性的指導(dǎo)意見，促進(jìn)其運(yùn)營系統(tǒng)更高高效化運(yùn)作，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。此外，為國內(nèi)汽車企業(yè)改進(jìn)物流上線管理提供有益建議和指導(dǎo)性意見。