工位器具設計原則及發展趨勢

呂　松，張　雷

工位器具設計原則及發展趨勢

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計直接決定部件品質，器具設計合理性直接影響制造運輸成本。文章介紹了工位器具的基礎知識，提出了工位器具設計的相關原則，并列舉對應的實例，講述現代制造企業如何規范器具設計。

工位器具；器具結構 ；發展趨勢

隨著行業競爭加劇，降低物流成本、人工成本，提高工位器具對產品防護能力、提高運輸車輛積載率將成為汽車制造業及物流運輸業對工位器具使用提出更高的要求。

1　工位器具基礎知識介紹

工位器具是在生產現場（一般指生產線）或倉庫中用以存放生產對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、零件存放架、分裝臺（架）、料箱、料斗、集配箱、運轉小車等。

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，有效地加強對在制品、成品的管理，保證了產品質量。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，提高工作效率。③方便運輸，好裝好卸，能叉能吊，減輕工人的勞動強度。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，改善生產現場的環境。⑤便于管理，物料過目知數，減少搬運次數，能做看板指令，利于5s管理，便于組織精益生產。⑥有利于現場的定置管理、文明生產和安全生產。

2　工位器具設計原則

（1）質量好。質量分為5方面進行展開：①工位器具的框架結構應盡可能選用型鋼，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。料架等工位器具應核算每層和總的載重量，按最大載重量及安全系數選擇合適規格的材料。②工位器具的運輸裝置:對于承載較重的或易因工件放置不平衡造成工位器具側翻或從叉車上滑落的，工位器具上應設置保護性叉腳限位裝置，如叉腳擋塊、擋桿等機構；對于帶腳輪可移動的料架和物料轉運車，應設置拖掛（拖桿）裝置。③對于貯存工件用的工位器具應考慮多層存放或堆垛放置。堆垛存放時，應設置便于疊放的支腳。④工件、產品的防護要求:對于已噴漆的工件及車身內、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工作臺面高度超過1500mm的移動工作架、工藝車，垂直斷面必須為梯形，即上窄下寬，以增加穩定性。底座的寬度應比工作臺面至少大150～200mm。②移動工作架、工藝車的護欄、階梯類型器具要求護欄高度：800～1000mm；默認尺寸為1000mm。工作臺面上要求三面護欄，正對操作面的一側可不設置 護欄，對著階梯一側的護欄設置成可開合的結構（護欄門）。階梯兩側設置扶手。階梯：斜度：≤60°臺階高度：250～300mm。③剎車裝置要求：可移動的工作臺、操作架必須設置剎車裝置；移動料架、物料周轉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（根據實際情況選用）分為：采用帶剎車器的腳輪、采用單獨的支撐架（與腳輪規格配套）、采用螺旋絲杠或其他可靠剎車裝置。④針對具體物料放置情況，采取必要的措施和結構，如擋塊、插銷、翻轉銷等，防止物料的滑動或從工位器具上脫落（也是產品防護的要求）。

（3）控制成本。在整個設計過程中要貫穿“小、巧、輕、美”的設計理念作為指導思想。①“小”：符合工作現場的實際情況，其要求是尺寸盡可能地小，裝的數量盡可能少，用增加配送次數來換取寶貴的空間資源。對我們來說，也有利于現場管理，利于搬運、取用及保持現場的整潔美觀。②“巧”：主要是結構的設計要靈巧，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，還要考慮現場工人操作方便，省時省力。③“輕”：應該是設計的重點，在保證穩定的前提下，盡可能采用鋼管、鋼網來替代角鋼、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。④“美”：設計構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。工位器具的整體結構要考慮工作現場的美觀，同時，還要充分考慮易清潔、易維護，盡可能避免突出的、尖角的結構，以免造成現場操作人員的劃傷等。

（4）標準化。標準化是工位器具開展設計、不斷進行變更創新的一個重要動力源，也就是我們力求所有的器具都是標準的，這樣不僅可以減少設計的工作量、提高工位器具的適用性、規范現場工位器具的管理等眾多優勢，同時還可以形成規模效應，從而有效降低綜合成本，所以大家對標準化的理解必須要在一定程度上進行擴大。器具設計最直觀標準化就是尺寸標準化，通過系列化的形式來實現。

（5）人機工程。人機工程就是結合現場實際生產操作情況及部件自身屬性在器具設計過程充分考慮從而使現場人員及物流人員作業過程輕松順暢。

（6）環保。環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，并根據材料特性，從環保的角度確定不同的等級，作為我們優選的等級，分別劃分為1、2、3級，級別越高環保越低。

3　工位器具設計發展趨勢

工位器具設計發展趨勢將會通過器具設計輕量化和標準尺寸系列化、平臺化提升來降低器具成本。目前在進行器具設計過程中已完成對腳輪、腳碗、扣帽、叉車鏟限位及腳輪安裝板等附件的統一開發降低開發成本。

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，大學專科，助理工程師，主要研究方向：汽車工程物流器具類研發。