汽车制造总装生产线输送设备的选择

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:张奎 钟红丽
[导读] 摘要:汽车在生产过程中涉及到了多种环节,包括总装、涂装、冲压及焊装,每个环节中都要求使用大量的输送技术。
        中汽昌兴(洛阳)机电设备工程有限公司  河南省洛阳市  471003
        摘要:汽车在生产过程中涉及到了多种环节,包括总装、涂装、冲压及焊装,每个环节中都要求使用大量的输送技术。汽车总装是汽车在生产过程中的最后一个环节,在此环节中,要考虑多种问题,比如整车作业的流水化、降低生产的成本并且满足产品需求、整车满足技术的需求及降低工作人员的劳动等。针对上述问题,文章分析了汽车制造总装的工艺流程,并且介绍了总装过程中的输送设备及设备选择,以此提高人们对总装车间中生产线输送设备的认知。
        关键词:汽车制造;总装车间;生产线输送设备
        自主品牌汽车经历多年的发展,目前工艺水平已经十分接近合资品牌。但差距还是很明显,这点从总装输送设备上不难看出。文章简单陈述目前国内主流总装输送设备及车企的设备选型,反映国内设备的进步以及与合资品牌存在的差距。自主车企设备的进步直接带来的是车辆装配质量的提升,近几年自主汽车已经摆脱低质低价的形象,逐渐被国人认可。
        1汽车制造总装生产线
        1.1汽车制造总装生产概述
        作为器械产品的汽车,拥有比较复杂的生产工艺。按照具体结构,汽车可划分为发动机、底盘、车身和电气设备等四部分。其中,底盘牵涉很多系统,如行驶系统、操作系统、转动系统等。按照汽车的大总成,可以划分为发动机、变速器、离合器、车架、前桥、后桥、车轮等。对于汽车制造企业,若拥有一定的生产规模,具备较强的整体性,则通常会将这部分总成分包给不同专业工厂独立生产,同时把生产完成的部件运输至总装配车间实现总装,亦或直接通过总装配厂负责总装。通常,一辆大中型汽车可以拥有上百种总装配零件,总计上千余件。随着汽车制造业的快速发展,人们对汽车特别是轿车制造技术的要求不断提高,随之提高了有关电器辅助设备的完善程度,增加了零部件和总成数量。因此,汽车制造总装工作量逐步增大,工序也越来越复杂。
        汽车制造总装具体是指对生产对象的数量和外观积极调整的工艺流程。对调整数量来讲,具体表现为装配过程中不断增加的零部件和总成数量,同时按照相关要求联结这部分零部件与总成,最后产生一个统一整体,进一步实现产品生产的整体过程。对于改变外观来说,具体表现为装配产品过程,按照科学的位置关系有效结合零部件与总成,随之外形也发生改变,最后完成整车的制造生产。可见,汽车的装配工作比较复杂,需要深入研究汽车零部件与总成,从而完成整车的组装工艺,并提出科学方法,严格根据有关规定编制有关文件。这一整体过程便是汽车制造总装的工艺设计。
        以汽车产能纲领为基础,总装车间的精益工位数一般为100-120个,要在一定的面积中布置这些工位,就要科学的选择输送设备,不仅要考虑输送设备的节能、环保、智能及安全性,还要考虑提高产能。
        汽车制造总装的工艺参数。工位之间的间距一般选择最大车型的长度加长700-1100mm,比如最大车长为4000mm,那么科学的工位间距就是5000mm。选择输送设备首要考虑的就是生产节拍,其指的是在总装配线汽车装配过程中,相邻的两个车下线的平均间隔时间。生产班制、年工作基数、设备开动率等都能够对生产节拍产生影响。
        1.2汽车制造总装特点
        汽车制造总装具有如下所述的特点。首先,汽车拥有各种形式的制造总装联结方式。除了焊接,汽车制造总装基本采取了全部的联结方式。其次,汽车制造总装拥有比较复杂的装配件数量和种类。对于汽车制造总装来讲,装配的工作量与复杂程度十分高。因此,装配的位置也体现出极大的差异,表现出多样性。再次,汽车制造总装形成了较大的规模。目前,基本上全部的汽车制造企业都体现出资金密集型与技术密集型特点,拥有较大的规模,采取大批量生产的方式。这对技术和管理产生了很高要求,需要高度结合人和机械,才可以更好地实现整部汽车的制造生产。
        对于汽车制造总装设计工艺来讲,它的重点是对汽车的产品信息和生产纲领全面参考。生产信息具体包括有关的图纸,涉及汽车制造总成和各个系统之间的装置图、有关汽车制造总装的零部件和总成图纸、工艺流程明细分工表以及一部分产品的工艺要求等。而汽车的生产纲领,具体是指预计工程建设取得的年产量。对不同品种的汽车,应当把年产量制作成表,并且借此开展生产活动。
        2汽车制造总成的输送设备选择
        2.1积放链
        积放链是一种综合性的空间输送系统,在输送的过程中,物品能够在任意节点停止并储存在积放链中。积放链不仅能够运送简单物料、还能能够满足一些复杂物料的输送。大部分运用在车身储存线线(PBS)及底盘线中,输送系统将不同的组件的工艺线路与输送线路组合构成。积放链既有优点又有缺点,成本较低,而且技术较为实用可靠,缺点就是工作时噪音太大、浪费能源、使用率低下、柔软性较差等。
        2.2摩擦线
        摩擦输送系统利用动力装置(摩擦轮)与承载介质(台车)间的摩擦力来完成工件的输送。主要运用在内饰线、车身存储线(PBS)和底盘线,摩擦驱动是目前的主流设备。输送速度一般为20m/min,工艺速度连续可调,输送噪音小;故障率低;维修方便;无污染。一般在水平面内输送,可进行较小坡度爬坡,在升降机的配合下,可节省空间面积,实现快速行走和积放;成本较低。
        2.3板链线
        通常在轿车制造总装车间内饰线、淋雨线、调整线中成功应用板链输送机。按照链板排数,可以将板链输送机划分为两类,双板链和单板链。双板链应用在淋雨线中,单板链则应用在其他线中。在重载或者低速运行过程中采取板链输送机,包括步进式与连续式运行方式。一般情况下,若要开展维修工作,应当开挖设备基础,需要巨大的投资。
        2.4滑板线
        滑板线在轿车总装车间的内饰线和总装线上使用较多,为了方便对车体高度的调整以及适应操作和线边设备装备,内饰线上使用可升降滑板,滑板线的使用具有显而易见的优点,使用时较为平稳、安全性高等。


        2.5电动小车
        EMS电动小车具体包括行走系统、铝合金轨道、升降系统、控制系统等构成,通常在仪表台、底盘线、分装存储车门中科学运用。电动小车的主要特性是有相对紧凑的结构,同时配有驱动装置,可以完成低速运输工件。在垂直空间中利用升降设备可以令工件保持科学工作,同时体现出巨大的灵活性,保证了稳定运行,节省了成本,且操作效率较高。
        2.6AGV小车
        这种小车主要用于底盘合装工位,可以由自动引导装置沿指定路径行驶,安全性能比较高。合理有效地使用,不仅能够使制作工艺加快,节省劳动力,而且AGV小车的外形也比较美观,能使车间生产更加自动化。汽车制造总装生产的输送设备是一条巨大的流水线,需要多个流程合理密切的配合,形成一条完整的生产流水线,共同完成汽车制造总装的生产。
        2.7辊道
        托盘置于辊道上方,通过辊道驱动,推动托盘,从而实现工件输送。积放辊道线一般运用在分装线或物料输送线,如:前悬、后悬分装线,轮胎、座椅输送线等。工艺速度连续可调,可实现积放功能,输送噪音小;故障率低,维修方便;成本低。
        2.8辊床
        一般由不同的标准模块化单元构成辊床运输系统。这一系统内容相对复杂,可以保持稳定、可靠的运行。在车身运输线和存储线中成功应用了辊床输送线,而通产欧美车型整合底盘装线中也采取了辊床输送系统。
        2.9轿车内饰装配线
        轿车内饰装配线一般应用大平板滑橇,调整检查线则利用地面宽边板式带等输送方式。同时,卡车驾驶室内饰线也利用大平板滑橇或者是宽板带支架方式,完成了操作者与工件随行,提升了操作效率。
        2.10底盘装配线
        底盘装配线利用空中摩擦输送线、EMS轨道系统以及可升降吊具系统,不但提升了生产线柔性,而且按照产品不同需求自行调节装配高度,符合人机工程要求,为混流生产各种车型以及并入新车型创造了条件。
        2.11滑板方式
        轿车底盘线一般采取支架摩擦大滑板方式,不但可以完成轿车底盘装配线操作人员和车身之间的随行,减少劳动频率,提升装配产品质量,还可以减轻生产车间吊挂荷载,使厂房降低高度,节省投资费用。
        2.12塑料膜组输送带
        将塑料膜组输送带设置在底盘装配线,促使操作人员和工件的随行操作,通过塑料膜组输送带方式完成淋雨线的机械化输送,有效降低了设备的用电量,便于维护。
        3 各种主流汽车企业设备的选择
        3.1一般汽车设备选型
        一般韩系汽车制造企业中的 PBS 存储线使用的都是立体车库形式,其占地面积较小,并且编组调车也较为方便,能够使焊装、总装及涂装三者共同进行。其缺点就是此种方案的投资较大,并且在维护过程中会产生较高的成本。各个汽车制造企业使用的最终线及内饰线都是使用滑板线,日韩企业的底盘线一般使用积放链,欧美企业的底盘线一般使用摩擦线。在前期投资中,摩擦线比积放链的投资要大,但是要从全面进行考虑,包括钢结构、厂房及后期的使用及维护,两者的成本是相同的。在企业的生产产量超过 20 万的时候,节拍就会不断的加快,底盘线只通过工作人员根据车辆的移动工作已经不能满足需求,这个时候日韩企业一般在部分工位中使用同步装置进行,使工作人员的工作能够与车辆实现统计,以此有效提高工作人员的工作效率,有效降低劳动强度。
        3.2新能源车设备选型
        新能源车企PBS存储线多采用辊床滑橇形式,这种方案不占地面积,编组调车方便,维修方便;缺点是投资较大。传统车企也有选用立体车库形式,此种形式投资大,维护成本高。车企内饰线普遍采用滑板线,最终线普遍采用宽板链。底盘线新能源低速电动汽车普遍采用积放链,新能源高速电动汽车普遍采用摩擦线。摩擦线前期投资较积放链相对高些,但综合考虑厂房、钢结构及后期使用维护成本,成本接近。为了提高底盘线作业效率,减轻劳动强度,部分新能源车企底盘采用可升降旋转工装,使员工在合适的高度安装零部件。新能源电动车企的输送设备选型情况,基本可代表目前新能源汽车总装车间输送设备的选择方式。
        结语:
        汽车制造总装车间的具体工作是对一部分分装、总成分装、整车装配、车身存储、整车检测等工作有效负责。要达到这些工作要求,必须采取合理高效的生产输送设备。其中,如何科学选择生产线输送设备,是汽车制造总装车间迫切需要思考的问题。非标准设备形式多样,在社会科技进步的过程中,随着日益更新的科技,也持续丰富了设备类型,可进一步帮助工作人员便捷地开展工作,有利于工作人员降低工作强度。在选择汽车制造总装生产线运输设备的过程中,必须紧密联系产品的特性和生产组织形式,结合全面投资的思想理念,综合考虑企业本身的投资效益、后期的维护工作、能源的耗费等相关要素,选择适合企业发展的设备,然后联系公司发展计划,逐一贯彻落实。
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