積放鏈輸送系統(tǒng)利舊分析與實(shí)施

楊 晨

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引言

隨著汽車制造業(yè)自動(dòng)化程度提高和陳本控制日趨嚴(yán)格，主機(jī)廠大范圍的采用積放式輸送系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)零件的運(yùn)輸及存儲(chǔ)功能。積放式輸送系統(tǒng)是一種適用于搞生產(chǎn)節(jié)拍、高柔性生產(chǎn)線的運(yùn)輸設(shè)備，有節(jié)省空間、節(jié)省能源、造價(jià)低、穩(wěn)定性較高等優(yōu)點(diǎn)，從而廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場，起著輸送和緩存的作用。在汽車制造行業(yè)中，積放式輸送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于焊裝車間分裝線、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線、總裝車間內(nèi)飾線、底盤線等。但在汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場中，大部分的生產(chǎn)線為柔性化生產(chǎn)線，即一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種不同車型，每當(dāng)車型結(jié)束其生命周期導(dǎo)致停產(chǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定設(shè)備的停用。尤其是現(xiàn)在汽車產(chǎn)品競爭日漸激烈，產(chǎn)品迭代速度加快，每次對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的改造都會(huì)導(dǎo)致一些設(shè)備的棄用。那么，對還有殘存固定資產(chǎn)的價(jià)值停用設(shè)備如何合理的再利用成為越來越重要的議題。

北京奔馳汽車有限公司MRA II 車身車間大規(guī)模使用積放式輸送鏈進(jìn)行運(yùn)輸零件，主要應(yīng)用于從分裝（前端地板、主地板、后端地板以及側(cè)圍內(nèi)板、側(cè)圍外板）向主線運(yùn)輸分裝零部件。但隨著生產(chǎn)線柔性化程度提高，以及產(chǎn)品更新速度加快，導(dǎo)致部分車型新增與停產(chǎn)，造成部分積放鏈停用。為了將這些廢棄的積放鏈“變廢為寶”，以一次改造為例進(jìn)行介紹。目前MRA II 車身車間生產(chǎn)3 款車型，分別為GLC（車型代號(hào)X253，以下簡稱X 車），標(biāo)準(zhǔn)軸距E（車型代號(hào)W213，以下簡稱W 車）級(jí)車及加長版E 級(jí)車（車型代號(hào)V213 以下簡稱V 車）。目前標(biāo)W 車已經(jīng)停產(chǎn)，造成其側(cè)位內(nèi)板積放鏈棄用。將W 車與V 車側(cè)圍內(nèi)板的積放托盤小車進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整W 車支具可以應(yīng)用于V 車的側(cè)圍生產(chǎn)中，通過用標(biāo)準(zhǔn)檢具對W 車托盤進(jìn)行調(diào)整，并重新做機(jī)器人往積放鏈的掛件、下件程序及邏輯，讓機(jī)器人分別往W 車積放鏈與V車積放鏈都放V 車側(cè)位內(nèi)板，而何時(shí)或什么條件下該往哪一條積放鏈上掛件，則通過優(yōu)化PLC 程序，使其給機(jī)器人發(fā)送釋放信號(hào)來判斷并控制。從而實(shí)現(xiàn)W 車積放鏈的利舊使用。

1 積放式輸送系統(tǒng)

1.1 積放式輸送系統(tǒng)介紹

以車身車間積放鏈為例，積放鏈上部存放空的小車托盤，下部則為掛好零件的托盤的存儲(chǔ)區(qū)（圖1）。

零件是通過分裝的機(jī)器人使用抓手工具，將完成當(dāng)前工藝的零件抓取后，掛在積放鏈小車的托盤中。積放鏈將帶有零件的托盤傳送至主線側(cè)，再由主線的機(jī)器人攜帶抓手工具將零件摘下去下道工藝，空托盤翻轉(zhuǎn)到積放鏈上部，返回分裝側(cè)，等待下次掛件。

1.2 積放式輸送系統(tǒng)的硬件組成

積放式輸送系統(tǒng)主要由架體總成部分、動(dòng)力裝置總成、托架組總成、翻轉(zhuǎn)定位組件、張緊裝置、開關(guān)組件、支腿、潤滑組件、擋停組件、六銷輪組件等組成（圖2）。

其中，鏈條通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)托盤行走，通過擋停組件的擋停功能，實(shí)現(xiàn)托盤小車的停止，在積放鏈下方形成零件儲(chǔ)備區(qū)，在積放鏈上方形成空托盤儲(chǔ)備區(qū)，這樣分裝件有充足的儲(chǔ)備，當(dāng)分裝停機(jī)時(shí)可以保障主線的來件充足，空托盤儲(chǔ)備又能保證在主線停機(jī)時(shí)分裝線可以繼續(xù)維持生產(chǎn)。

同時(shí)，在積放鏈兩側(cè)都會(huì)有光電傳感器檢測托盤中是否有零件，以便意外發(fā)生時(shí)零件脫落機(jī)器人抓放件時(shí)導(dǎo)致碰撞，造成長時(shí)間停機(jī)。另外，一般的積放鏈輸送系統(tǒng)中都會(huì)含有自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，一般都是采用杯狀潤滑脂罐，不會(huì)有潤滑脂滴落等情況從而導(dǎo)致5S 問題。

圖1 車身車間積放鏈

圖2 積放式輸送系統(tǒng)

關(guān)于小車托盤，由于小車托盤為非標(biāo)且主要是型材拼接而成，且機(jī)器人抓放件時(shí)會(huì)與工件直接接觸受力，有可能產(chǎn)生積累誤差。故每一條積放鏈上部都會(huì)擺放一個(gè)校準(zhǔn)小車托盤的檢具，固定周期對所有小車托盤進(jìn)行校準(zhǔn)，保證托盤的一致性及不會(huì)因?yàn)榉e累誤差導(dǎo)致發(fā)生碰撞。

1.3 技術(shù)數(shù)據(jù)（表1）

表1 技術(shù)數(shù)據(jù)

2 停用積放鏈的利舊使用

2.1 積放小車托盤的改造

V 車托盤與W 車托盤側(cè)圍前半部部分基本相似，只側(cè)圍后部有偏差70 mm（因?yàn)檐囆图娱L導(dǎo)致側(cè)圍加長），支撐型材安裝位置相差110 mm。通過用檢具進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以講W 車托盤調(diào)整至V 車托盤尺寸，并在現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證可行。將3 個(gè)調(diào)整后的W 車托盤投入到V 車積放鏈中隨生產(chǎn)運(yùn)行兩周時(shí)間，觀察其穩(wěn)定性，結(jié)果較好。

2.2 機(jī)器人程序的優(yōu)化

由于新增了一條積放鏈緩存的使用（利舊命名為KM532，再用積放鏈命名KM531），故分裝工位上件機(jī)器人程序中需考慮增加向KM532 中放件子程序。

增加一條判斷上件機(jī)器人該往KM532 或KM531 哪一條積放鏈上件；例如當(dāng)機(jī)器人收到3345 信號(hào)為1（PLC 發(fā)送給機(jī)器人）時(shí)，機(jī)器人執(zhí)行Case2，待滿足3329 為0（不向KM531 上件）且3345 為1（向KM532 上件）時(shí)，執(zhí)行子程序，機(jī)器人向KM532積放鏈上件。主線機(jī)器人下件程序優(yōu)化相同，不再贅述。

2.3 PLC 程序的優(yōu)化

PLC 方面需要增加對利舊的KM532 積放鏈的上件判斷，由于要保證現(xiàn)場先入先出的原則，定義原則如下：先向KM531 上一個(gè)零件，再向KM532 上一個(gè)零件，再向KM531 上，依次輪換。在PLC 程序中，用一個(gè)置位復(fù)位SR 塊（置位優(yōu)先型觸發(fā)器）和組合條件來實(shí)現(xiàn)。

KM531 和KM532 的輪換上件邏輯的實(shí)現(xiàn)：當(dāng)設(shè)備完成一次向KM531 的上件后，將SR 塊置位。下一循環(huán)Graph 中的向KM532 掛件條件滿足，PLC 發(fā)出向KM532 掛件指令。完成后，SR 被復(fù)位，下一循環(huán)Graph 中的向KM531 掛件條件滿足，PLC發(fā)出向KM531 掛件指令。

為了避免新增的KM532 積放鏈滿位后PLC 仍發(fā)出向其上件指令，增加一條判斷KM532 是否滿位的判斷語句，作為PLC發(fā)出向KM532 上件指令條件之一。

主線程序邏輯與分裝邏輯相同，不再贅述。

2.3 特殊情況下積放鏈的停用及屏蔽

當(dāng)KM532 或KM531 其中一條積放鏈故障或其他特殊情況發(fā)生時(shí)，可以通過Integra 界面（現(xiàn)場上位機(jī)所用監(jiān)控及操作系統(tǒng)）將其屏蔽，只需選擇該功能，便可置位PLC 程序中增加的Bypass 的ZM 點(diǎn)，將其屏蔽，使用一條積放鏈繼續(xù)生產(chǎn)（圖3）。

圖3 Integra 界面

3 維護(hù)策略

為了保障設(shè)備的可靠性與可用性以及設(shè)備使用壽命，對設(shè)備進(jìn)行周期性的預(yù)防性維護(hù)是必要的，主要包含以下幾方面。

3.1 目視化點(diǎn)檢和潤滑

日常定期檢查設(shè)備齒輪、鏈條、制動(dòng)器、線纜、氣動(dòng)軟管、電機(jī)等是否損壞，是否存在異常磨損嚴(yán)重或異響，并進(jìn)行備件更換。

定期更換潤滑脂罐，要根據(jù)現(xiàn)場損耗情況而定（北京奔馳車身車間積放鏈一般更換周期為3 個(gè)月）。設(shè)備各個(gè)潤滑點(diǎn)的分布見圖4，潤滑維護(hù)要求見表2。

圖4 各個(gè)潤滑點(diǎn)的分布

表2 各個(gè)潤滑點(diǎn)的維護(hù)要求

3.2 鏈條的調(diào)整和張緊

由于驅(qū)動(dòng)鏈條會(huì)在張緊的狀態(tài)中逐步拉長，需要定期檢查和調(diào)整其長度。如果檢查鏈條運(yùn)動(dòng)有寬松現(xiàn)象，則需檢查螺母送進(jìn)狀態(tài)，并通過調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行張緊調(diào)節(jié)（圖5）。

3.3 托盤小車的移除和校準(zhǔn)

如機(jī)器人在往托盤上掛件或下件，經(jīng)常發(fā)生零件與托盤卡滯時(shí)（尤其此故障只發(fā)生某一個(gè)或幾個(gè)特定托盤時(shí)），應(yīng)當(dāng)及時(shí)移出托盤維持生產(chǎn)正常運(yùn)行，待停產(chǎn)或周末針對問題托盤進(jìn)行校準(zhǔn)。

（1）移出托盤。每條積放鏈均有一處或兩處可拆卸的蓋板，可將蓋板摘除，將待移出的托盤行走至此處抬出，再恢復(fù)蓋板即可。

圖5 驅(qū)動(dòng)鏈條

（2）校準(zhǔn)托盤。每條積放鏈上方均有校正托盤的檢具，將托盤推至檢具出，擋停汽缸鎖死，通過手動(dòng)缸夾緊托盤各掛件托槽，用塞尺測量檢具夾頭與托盤間隙，通過調(diào)節(jié)墊片來校準(zhǔn)托盤各位置（圖6）。如果間隙較大，無法通過增減墊片手段調(diào)整，則需檢查螺栓是否有松動(dòng)，或型材是否有形變。

圖6 校準(zhǔn)托盤

4 結(jié)論

這次重新利用廢棄設(shè)備、以較低的成本完成的改造，主要作用有3 個(gè)：①加大了主線緩存工件數(shù)量，不僅減少了分裝停機(jī)對主線造成的影響，同時(shí)也提升了主線的設(shè)備利用率；②通過解決改造中遇到的問題，優(yōu)化了維護(hù)、保養(yǎng)的內(nèi)容，甚至節(jié)約了人力成本（由于緩存由22 變成44，基本滿足主線45JPH 的生產(chǎn)，未來可以使分裝全體員工減少1 h 加班節(jié)省HPV。HPV 即Hours Per Vehicle，單車工時(shí)）；③同時(shí)也鍛煉出一支脫離了日常維保、處理現(xiàn)場設(shè)備問題的多元化高技能隊(duì)伍，提升了維修人員的技術(shù)水平和改造經(jīng)驗(yàn)，拓寬技能方向和發(fā)展方向，從多個(gè)方面為企業(yè)帶來效益。

作為負(fù)責(zé)運(yùn)營現(xiàn)場的設(shè)備維護(hù)人員，要多方面的不斷提升自己對生產(chǎn)現(xiàn)場的理解和技術(shù)能力，只有不斷學(xué)習(xí)，敢于創(chuàng)新，才能滿足現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)線對設(shè)備維護(hù)人員的要求。