浅析活塞生产线柔性化的设计与分析

【摘要】 国内活塞生产线的目前存在许多问题,比如效率低、加工精度差、生产管理不够柔性等问问,本文针对活塞生产线的柔性化问题进行设计和分析,提出了活塞生产线柔性化的关键参数和加工特点分析。

【关键词】 空压机工作原理故障分析排除

随着我国汽车工业的迅猛发展,我国汽车零部件行业近年来虽然有较大的发展,但相比国外先进水平,仍有较大差距。主要原因是汽车零部件制造技术的专业化程度高,产品实现过程的工艺性强,我国目前汽车零部件专用装备难以满足其高精、高效、专业化、精益化生产的需求,一些关键设备仍需进口,而进口设备由于价格昂贵或贸易壁垒等原因的限制,导致了我国汽车零部件行业普遍落后于国外先进水平。本文对发动机核心部件之一---活塞生产线目前存在的问题以及生产趋势进行了探讨,着重分析了活塞生产线柔性化的特点。

1 目前国内活塞生产加工的现状

目前在国内活塞加工方式有一下特点:

(1)效率低。以手工生产线为主,采用“一人一机”或“一人多机”的生产模式,主要加工特点是手工装卸、手工检测、工人劳动强度大、生产效率低。(2)精度低。由于活塞机加工有12～15道工序,一台设备只能完成一道或几道工序,因此普通生产线设备大都在10～12台不等,甚者更多,造成装卸次数过多,严重影响产品加工精度。(3)人员多。生产线上的工人一般操作1～3机床,因此在线人数一般在4～6人之间。综上所述,我国活塞制造企业普遍存在在线设备多,人员多,加工精度低,活塞产品的性能低的特点,从而导致我国活塞企业的国际竞争力低。(4)无在线补偿系统及在线质量控制系统,难以实现在线质量控制。(5)无法实现产品的可追溯管理。

以发动机核心─活塞为例,国内活塞生产线比国外先进水平仍有较大差距,要想进一步提高活塞的技术质量水平,达到与国外先进水平同步,活塞加工的柔性制造是必经之路,然而进口国外活塞全自动柔性生产线,至少需要3000万元人民币,价格如此昂贵,企业难以承担,不符合我国坚持自主创新的国情。我国汽车零部件制造企业普遍面临着这个问题。要想提高我国汽车零部件水平,从而提高我国汽车制造水平,我国的汽车零部件行业企业必须组织攻关,在专用装备方面进一步加大研发投入,攻克一批专用装备的关键技术,提高我国汽车零部件专用装备水平。

2 桁架式活塞生产线柔性化设计

桁架式活塞生产线柔性化设计指标如下:A、加工对象:活塞直径:φ100～φ130,活塞高度90～130mm的镶环铝活塞。B、在线设备:10台,桁架机械手:8台,自动输送料道:9条。在线人数:1人。C、生产节拍:60秒/只,单班产量:420只,年产量约:37.8万只(3班制,每年300天,每天7小时)。D、所有设备重复定位精度<0.005mm。E、整线占地面积:26米(长)X7米(宽)X5.5米(高)。F、可实现活塞粗镗销孔、卡簧槽、内外口倒角、燃烧室、铁环槽、铝环槽、精车顶面、铣气门坑、异型销孔、精车外圆工序的全自动化精密加工。G、与普通生产线相比可提高劳动生产率4倍以上。H、主要技术指标拟达到国内领先,国际先进水平。

生产线全线由10台设备,8台桁架式机械手,9条料道组成。整线采用U型布局方式(见图1),操作者可在生产线的一侧完成上下料,生产节拍60秒左右,单班产量:420只,年产量约:37.8万只(3班制,每年300天,每天7小时),整线占地面积:26米(长)X7米(宽)X5.5米(高),全线只需1人监控,效率是普通生产线的4倍以上。

3 柔性活塞生产线特点

(1)高度专业化的工艺集成技术首次采用U型布局方式,将各种工序活塞加工专用设备联线,形成一个自动化生产的有机整体,既具有一定范围的适用性,又具有较好的可变性,并且有效缩短了生产线长度,操作者可在生产线一端完成上下料,人机工程更佳。(2)高效、高精度的多工序集成技术。研制开发了粗孔、卡荒槽、外口倒角组合镗床,对粗孔、卡荒槽、外口倒角工序进行了工序组合加工,不仅减少了2台在线设备,而且还提高了加工效率,突破了传统的车削工艺加工方式,采用镗削工艺加工方式,解决了销孔、卡荒槽、外口倒角三道工序在一次装夹中完成的技术难点,有效的保证了三道工序之间的形位公差与加工精度。(3)高效率的柔性自动化生产技术。把工艺设计柔性的揉和到计算机、网络、控制、信息、CAM等技术中,可适应不同品种的活塞高精度自动化柔性生产,这是其他通用机床厂家无法做到的。(4)高度集成的自动化控制技术。集“物流系统、控制系统和执行系统”于一体,并使用了国内领先的双通道控制技术,从而保证了机床在加工工件的同时,还可以指挥物流系统、机械手等装置同时运转,最大限度的发挥了机床的加工效率。(5)机床标准化设计。减少机床种类,系统结构统一、因此有效降低了机床的制造成本和维护费用,缩短了机床的研制周期和产品的开发周期。(6)工装标准化设计,实现快速换工装,由2天缩短为4小时。同时能够很好的兼容我公司普通生产线工装,降低了开发风险,使得自动生产线工装兼容性高、可靠性高,设计周期短,见效快,经济效益高。

4 结语

活塞生产线的柔性化对于活塞的批量加工和生产有着非常大的影响,不仅提高了生产加工的效率,也提高了生产车间的自动化水平,降低了人工作业的劳动强度。活塞柔性生产线适应于加工高精度、高可靠性发动机活塞、同时降低了活塞的加工成本及消耗,对于提高我国活塞行业乃至于发动机行业的国际竞争力具有重要意义。