智能制造在載貨汽車車架零部件生產中的應用

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 車架零部件傳統生產模式存在的問題

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

3 自動沖切生產線構成

我公司載貨汽車車架零部件生產新基地建設規劃時，克服傳統生產模式弊端，確定新生產模式為：車間零件平板制孔→外形切割→機器人分揀碼放。前道工序采用數字化連線生產方式，整個生產過程零件不落地，做到無人化、少人化生產，解決了傳統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，生產線技術先進，物流順暢，達到生產耗能最低、作業人員工作效率最高。該車間單班作業人員≤4人，較傳統生產模式現場人員大幅減少。

車間布置全自動沖切生產線，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線設備間的輸送，以及產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。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。該生產線通過多規格、多型號產品排版套料分析，實現材料利用率最大化，較傳統單機生產模式大幅提升。零件套料方式如圖1所示。

圖1 零件套料方式

4 工藝流程

自動沖切生產線工藝流程如圖2所示，具體如下所述。

圖2 自動沖切生產線生產流程

（1）備料 板料通過過跨臺車送至零部件車間的板料存儲區。板料垛轉接送至沖孔線板料輸送線完成備料。沖切線生產計劃執行系統根據該車間生產計劃、排料圖生成該線子計劃，進行板料需求和生產控制，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準備。

（2）沖孔 送至上線區的板垛通過上線區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。

（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 生產計劃執行系統（MES）

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

圖3 生產計劃執行系統（MES）

1）由上料區顯示屏、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）控制生產中物料的投放、轉運和存儲等作業，保證生產效益最大化。其核心作用是利用橋式起重機、緩存區等裝置進行設備間生產力的平衡，保證產能最大化。

3）MES下達的生產計劃為單班次計劃，由于生產線各設備、各產品生產節拍不一致，因此需要本生產線的生產計劃管理系統重新編制實際生產作業計劃。

4）物料投控管理系統，接受生產計劃管理系統的生產執行計劃，利用上料區顯示屏（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，緩和因生產節拍不匹配、設備故障等因素而造成的生產線等待、阻塞等現象，保證生產線最大限度地發揮產能。

6 結束語

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

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展方向和應用模式，沖切線工序全部采用數字化連線生產方式，生產計劃執行系統完成零部件的轉運、吊裝、輸送和識別，整個過程做到零件不落地，實現平板坯料的全自動加工和設備間生產力平衡，以此解決傳統制造過程中存在的問題。