工位器具設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)

呂　松，張　雷

工位器具設(shè)計(jì)原則及發(fā)展趨勢(shì)

呂松，張雷

（長城汽車股份有限公司，河北 保定073000）

物流過程中工位器具設(shè)計(jì)直接決定部件品質(zhì)，器具設(shè)計(jì)合理性直接影響制造運(yùn)輸成本。文章介紹了工位器具的基礎(chǔ)知識(shí)，提出了工位器具設(shè)計(jì)的相關(guān)原則，并列舉對(duì)應(yīng)的實(shí)例，講述現(xiàn)代制造企業(yè)如何規(guī)范器具設(shè)計(jì)。

工位器具；器具結(jié)構(gòu) ；發(fā)展趨勢(shì)

隨著行業(yè)競爭加劇，降低物流成本、人工成本，提高工位器具對(duì)產(chǎn)品防護(hù)能力、提高運(yùn)輸車輛積載率將成為汽車制造業(yè)及物流運(yùn)輸業(yè)對(duì)工位器具使用提出更高的要求。

1　工位器具基礎(chǔ)知識(shí)介紹

工位器具是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)（一般指生產(chǎn)線）或倉庫中用以存放生產(chǎn)對(duì)象或工具的各種裝置。汽車裝配線常用的工位器具主要包括：工作臺(tái)、零件存放架、分裝臺(tái)（架）、料箱、料斗、集配箱、運(yùn)轉(zhuǎn)小車等。

工位器具作用：①防止和減少工件間的相互磕、碰、劃傷，保持工件清潔，有效地加強(qiáng)對(duì)在制品、成品的管理，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。②工件在加工、存放中不落地，便于操作者取放，減少無效勞動(dòng)，提高工作效率。③方便運(yùn)輸，好裝好卸，能叉能吊，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。④方便貯存，能堆垛存放，充分利用空間，可防止物品亂堆亂放，改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境。⑤便于管理，物料過目知數(shù)，減少搬運(yùn)次數(shù)，能做看板指令，利于5s管理，便于組織精益生產(chǎn)。⑥有利于現(xiàn)場(chǎng)的定置管理、文明生產(chǎn)和安全生產(chǎn)。

2　工位器具設(shè)計(jì)原則

（1）質(zhì)量好。質(zhì)量分為5方面進(jìn)行展開：①工位器具的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能選用型鋼，即角鋼、方鋼管或槽鋼等材料，支承面或工作面覆以薄鋼板或木板。料架等工位器具應(yīng)核算每層和總的載重量，按最大載重量及安全系數(shù)選擇合適規(guī)格的材料。②工位器具的運(yùn)輸裝置:對(duì)于承載較重的或易因工件放置不平衡造成工位器具側(cè)翻或從叉車上滑落的，工位器具上應(yīng)設(shè)置保護(hù)性叉腳限位裝置，如叉腳擋塊、擋桿等機(jī)構(gòu)；對(duì)于帶腳輪可移動(dòng)的料架和物料轉(zhuǎn)運(yùn)車，應(yīng)設(shè)置拖掛（拖桿）裝置。③對(duì)于貯存工件用的工位器具應(yīng)考慮多層存放或堆垛放置。堆垛存放時(shí)，應(yīng)設(shè)置便于疊放的支腳。④工件、產(chǎn)品的防護(hù)要求:對(duì)于已噴漆的工件及車身內(nèi)、外飾零部件，要求將件與件隔開，工位器具的支承面及間隔面覆以非金屬柔性材料，如橡膠皮、塑料管、尼龍塊、泡沫板或海綿等，避免零部件的磕碰或劃傷。另外，工位器具的尖角處、外表面可能與產(chǎn)品有接觸或碰擦的部位均需包覆各種柔性材料，如泡沫或海綿等，避免車輛的劃傷。

（2）安全性高。①工作臺(tái)面高度超過1500mm的移動(dòng)工作架、工藝車，垂直斷面必須為梯形，即上窄下寬，以增加穩(wěn)定性。底座的寬度應(yīng)比工作臺(tái)面至少大150～200mm。②移動(dòng)工作架、工藝車的護(hù)欄、階梯類型器具要求護(hù)欄高度：800～1000mm；默認(rèn)尺寸為1000mm。工作臺(tái)面上要求三面護(hù)欄，正對(duì)操作面的一側(cè)可不設(shè)置 護(hù)欄，對(duì)著階梯一側(cè)的護(hù)欄設(shè)置成可開合的結(jié)構(gòu)（護(hù)欄門）。階梯兩側(cè)設(shè)置扶手。階梯：斜度：≤60°臺(tái)階高度：250～300mm。③剎車裝置要求：可移動(dòng)的工作臺(tái)、操作架必須設(shè)置剎車裝置；移動(dòng)料架、物料周轉(zhuǎn)車視具體使用情況選擇使用剎車裝置。剎車裝置必須與工位器具的底座等部位連接牢靠。剎車裝置的型式（根據(jù)實(shí)際情況選用）分為：采用帶剎車器的腳輪、采用單獨(dú)的支撐架（與腳輪規(guī)格配套）、采用螺旋絲杠或其他可靠剎車裝置。④針對(duì)具體物料放置情況，采取必要的措施和結(jié)構(gòu)，如擋塊、插銷、翻轉(zhuǎn)銷等，防止物料的滑動(dòng)或從工位器具上脫落（也是產(chǎn)品防護(hù)的要求）。

（3）控制成本。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要貫穿“小、巧、輕、美”的設(shè)計(jì)理念作為指導(dǎo)思想。①“小”：符合工作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，其要求是尺寸盡可能地小，裝的數(shù)量盡可能少，用增加配送次數(shù)來換取寶貴的空間資源。對(duì)我們來說，也有利于現(xiàn)場(chǎng)管理，利于搬運(yùn)、取用及保持現(xiàn)場(chǎng)的整潔美觀。②“巧”：主要是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要靈巧，避免笨重感。要巧妙地利用工位器具的空間，在占用空間不變的情況下，盡可能多裝零件。同時(shí)，還要考慮現(xiàn)場(chǎng)工人操作方便，省時(shí)省力。③“輕”：應(yīng)該是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在保證穩(wěn)定的前提下，盡可能采用鋼管、鋼網(wǎng)來替代角鋼、槽鋼等材料，目前大量采用的可折疊鋼筋骨架工位器具將成為未來的趨勢(shì)。④“美”：設(shè)計(jì)構(gòu)型各尺寸的比例不僅要考慮零件尺寸，但要以黃金分割為重要參考。工位器具的整體結(jié)構(gòu)要考慮工作現(xiàn)場(chǎng)的美觀，同時(shí)，還要充分考慮易清潔、易維護(hù)，盡可能避免突出的、尖角的結(jié)構(gòu)，以免造成現(xiàn)場(chǎng)操作人員的劃傷等。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化是工位器具開展設(shè)計(jì)、不斷進(jìn)行變更創(chuàng)新的一個(gè)重要?jiǎng)恿υ矗簿褪俏覀兞η笏械钠骶叨际菢?biāo)準(zhǔn)的，這樣不僅可以減少設(shè)計(jì)的工作量、提高工位器具的適用性、規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)工位器具的管理等眾多優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以形成規(guī)模效應(yīng)，從而有效降低綜合成本，所以大家對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的理解必須要在一定程度上進(jìn)行擴(kuò)大。器具設(shè)計(jì)最直觀標(biāo)準(zhǔn)化就是尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，通過系列化的形式來實(shí)現(xiàn)。

（5）人機(jī)工程。人機(jī)工程就是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)操作情況及部件自身屬性在器具設(shè)計(jì)過程充分考慮從而使現(xiàn)場(chǎng)人員及物流人員作業(yè)過程輕松順暢。

（6）環(huán)保。環(huán)保主要是集中在輔材的選用上，這里我們列舉了工位器具常用的輔材，并根據(jù)材料特性，從環(huán)保的角度確定不同的等級(jí)，作為我們優(yōu)選的等級(jí)，分別劃分為1、2、3級(jí)，級(jí)別越高環(huán)保越低。

3　工位器具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)

工位器具設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)通過器具設(shè)計(jì)輕量化和標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列化、平臺(tái)化提升來降低器具成本。目前在進(jìn)行器具設(shè)計(jì)過程中已完成對(duì)腳輪、腳碗、扣帽、叉車鏟限位及腳輪安裝板等附件的統(tǒng)一開發(fā)降低開發(fā)成本。

Design Principle and Developing Trend of Working Position Apparatus

LV Song，ZHANG Lei
（Great Wall Motor CO.，LTD，Baoding，Hebei 073000，China）

The design of working position apparatus in the process of 1ogistics direct1y decides the qua1ity of components，and the reasonab1eness of equipment design direct1y affects the manufacturing cost of transportation.This artic1e introduces basic know1edge of working position apparatus，1ists corresponding examp1es and describes the way to standardize equipment design in modern manufacturing enterprises.

working position apparatus；app1iance structure；deve1oping trend

S219.05

A

2095-980X（2016）03-0061-01

2016-03-07

呂松（1984-），男，河北定州人，大學(xué)?？?，助理工程師，主要研究方向：汽車工程物流器具類研發(fā)。