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随着科技的发展和人们对产品的多样化和个性化要求的提高,在同一个汽车装配车间同时生产几种汽车产品或同一种汽车不同配置的生产越来越普遍,这不仅要求最大限度地减少物流输送量,还要防止在装配过程中出错,于是,汽车装配越来越多地采用模块化安装方式以及物料篮供货方式,这对输送系统技术也提出了很多新的要求。从20世纪90年代开始,传统的空中积放链的形式逐渐被自动单轨运行小车(以下简称自行小车)与平板线技术相结合的输送系统所替代。
技术结构
自行小车输送线上,每个吊架本身带有驱动装置和控制器,所以只要有运行导轨和沿着导轨提供电源和信号就可实现小车的运行以及在不同的安装工位实现小车的连续运行或停止运行,而且,电源和信号都是以并排的方式安装在吊架运行的导轨上的。
在板块输送线(即平板线)上,当一些装配工作需要在较低位置进行时,可将车身直接放在带有定位的板块上(有时候平板上可装有可升降平台),板块的输送是通过在输送线一端的驱动轮靠摩擦原理将整条输送线向前推动,同时为了保证每块板之间在运行中不出现缝隙,而在输送线的前端装有制动轮,输送线的高度一般与地面齐平。
表1表示的是与传统的积放链相比,自行小车+平板线的输送系统在技术结构方面的突出优势。
满足工艺要求
如果是在同一个车间同时生产几种车型,为了减少物流量,可对一些部件采用总成供货的方式,而一个总成通常少则五、六十公斤,多则上百甚至几百公斤,例如,动力总成和驾驶舱的安装一般要求采用机械手来自动提取和安装物件,所以通常就要求吊架在该工位停下来,并且定位精度保证在±2mm以内。在连续运行的装配线上,为了不影响前后工位的正常运行,一般要求吊架要快速离开前一个工位,到达要求的位置时停下,等机械手完成取件和安装后,再快速离开,进入下一个工位后再以较慢的装配速度连续运行。这样的功能,采用自行小车直接通过小车上的控制器以及对信号排进行分割再加上在输送线体上的接近开关就可以很容易地实现。
当一条装配线上同时生产几种车型或不同配置的同一种车型,过去通常的做法是将所有可能需要在该工位装配的零件堆放在输送线的周围,这样,在生产节拍较快的情况下,工人在安装过程中很容易误拿、误装或漏装,为了避免这些情况,可以通过计算机根据需要安装的车辆信息来将需要安装的零件放置在一个料架中,该料架随生产线同步移动,当一条生产线的工位结束时,料架中的零件也用完,这样不仅能节约输送线附近的场地、减少物料的输送量,同时也能有效地控制装配过程中发生的错装和漏装现象,而平板输送线能较容易地实现这样的功能,因为物料篮可以被直接推上平板输送线,而采用悬挂线的方式需要安装同步的地面或空中输送线。
经济性优势
当然,对于现代化的大规模汽车生产,单单满足工艺性要求还不够,还需要从经济性方面进行比较。表2是自行小车+平板线与积放输送线的经济性比较。
从表2中可以看出,由于自行小车的特点,每台小车+吊架和每台可积放的吊架(安装在空中积放链上)相比,成本要多50%左右,而平板输送线由于结构简单,而且是布置在地面,不仅从设计、安装调试和设备等方面可节约投资,而且由于不需要用于悬挂设备的钢结构,也大大地降低了投资 。正是由于这些原因,通常高工位和低工位的工作以及需要精确定位和一般要求的工位需进行划分,将低工位和没有停止运行装配要求的工位尽量安排在平板输送线上进行,而将高工位和有特殊要求的工位安排在自行小车输送线上。一般安排在自行小车输送线的工位数量约占整个装配工位数的30%左右。根据经验,以一个15万辆车生产能力的整车装配车间为例,通常需要约120个工位,在工位数达到120个左右、有精确定位要求的工位在5个左右时,采用自行小车技术+平板线的投资高于于全部采用空中积放输送线7%左右。
采用自行小车+平板线输送系统在环保、能源、维修等方面还有很多优点。比如同样120个工位的不同输送线系统,如果采用自行小车+平板线形式,在电能消耗方面约可节约15%左右。在维修及费用方面,自行小车上的控制系统相对复杂和昂贵,但是空中自行小车只占整个系统的1/3,并且控制系统损坏的概率很小,而且平板系统除了极少需要更换摩擦轮之外,几乎没有零件需要保养。
合理投资
对于空中自行小车+平板线输送系统,除了以上明显的优点外,还有一点需要特别强调的是,随着人们生活水平的提高,对汽车产品需求也越来越多元化,更新速度也越来越快,所以在一个生产车间内同时生产几种车型或短期更换新车型也将越来越成为必然趋势,所以对输送线的改造也将会较为频繁。当需要对输送线进行改造的时候,空中自行小车系统将会使改造较为简单,并且改造的风险较低,而对空中积放链输送线进行改造时,由于不仅需要对工艺路线重新进行安排,同时还要考虑回程链,增加了改造难度和改造风险,同样也使改造费用大大增加,所以从一个工厂可持续发展的角度考虑,空中自行小车+平板线输送系统将是更好的选择。
通过以上比较,自行小车+平板线在满足生产工艺要求、符合环保和节能标准方面与积放输送链相比有明显的优点,相信,随着控制技术的模块化发展以及生产规模的不断扩大,在汽车制造业的应用将会越来越广泛。