楊京

摘 要：文章論述了通過對生產(chǎn)線體的智能化改造 包括舉升式往復(fù)輸送線及8臺(tái)德國KUKA點(diǎn)焊機(jī)器人的創(chuàng)新改造 使線體生產(chǎn)效率提升22.2% 將原建成的生產(chǎn)線產(chǎn)能水平提升至行業(yè)同類型生產(chǎn)線領(lǐng)先水平。

關(guān)鍵字：產(chǎn)能提升;生產(chǎn)線體;智能改造

中圖分類號(hào)：U463.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）18-173-02

Abstract： Through the intelligent transformation of the production line body， including the lifting reciprocating conveyor and the innovation of 8 German KUKA spot welding robots， the production efficiency of the transformed line body was increased by 22.2%， the original built production line capacity improve to the same type of production lines leading level.

Keywords： Production capacity promotion; Production line body; Intelligent transformation

CLC NO.： U463.8? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-173-02

引言

陜重汽某系列駕駛室主焊線建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)節(jié)拍為國內(nèi)標(biāo)桿線水平 投入生產(chǎn)5年后 由于市場銷售火爆 一天接單輛超出生產(chǎn)線日量產(chǎn)總數(shù) 導(dǎo)致產(chǎn)品無法滿足正常交付 直接影響銷售業(yè)績及重卡市場份額占領(lǐng)。通過自主改進(jìn) 對駕駛室總成生產(chǎn)線進(jìn)行節(jié)拍提升改造及生產(chǎn)方式創(chuàng)新。

1 重卡生產(chǎn)線體布局及構(gòu)成

該駕駛室生產(chǎn)線系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞 采用基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的分層控制架構(gòu) 構(gòu)成主從式結(jié)構(gòu) 由ELCO分布式I/O、SEW變頻器、KUKA機(jī)器人和SMC閥島模塊等組成。

2 產(chǎn)能提升及智能改進(jìn)措施

該駕駛室主焊線由十三個(gè)工位組成 頂蓋由頂蓋生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn) 其他分總成由人工進(jìn)行焊接 所有分總成利用自行小車輸送線運(yùn)輸?shù)窖b焊線進(jìn)行焊接。針對生產(chǎn)線體產(chǎn)能瓶頸 對舉升式往復(fù)輸送線及8臺(tái)德國KUKA點(diǎn)焊機(jī)器人、分總成瓶頸重新進(jìn)行智能改造。主要改善點(diǎn)有以下4方面。

2.1 節(jié)拍分析和視頻采集 對駕駛室主焊線、臥鋪加寬頂蓋區(qū)逐工位進(jìn)行數(shù)據(jù)收集分析 找到產(chǎn)能瓶頸

2.2 針對三、九、十工位共8臺(tái)KUKA機(jī)器人進(jìn)行改善

（1）利用編程語言KRL-KUKA Robit Language對機(jī)器人后臺(tái)程序進(jìn)行優(yōu)化 提升機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行控制參數(shù)。KUKA自身機(jī)器人語言KRL風(fēng)格和語法結(jié)構(gòu)類似C語言 由.SRC和.DAT組成 后臺(tái)程序中包括了變量聲明、參數(shù)的計(jì)算、程序行為的邏輯控制、程序的中斷、函數(shù)的調(diào)用、說明注釋等內(nèi)容。執(zhí)行過程中除了順序執(zhí)行 判斷執(zhí)行 循環(huán)執(zhí)行等經(jīng)典流程外還需要處理中斷問題 整個(gè)后臺(tái)程序后涉及到時(shí)間參數(shù)較多。查閱資料并對影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行測試 通過優(yōu)化 即滿足正常使用 又可提高機(jī)器人動(dòng)作節(jié)拍。

（2）通過示教法（Teach-in）在線示教編程 減少機(jī)器人冗余動(dòng)作。示教編程指現(xiàn)場工程師利用機(jī)器人示教器（PAD） 應(yīng)用機(jī)器人不同坐標(biāo)系 手動(dòng)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 以使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的位置 并記錄傳遞到機(jī)器人控制器中?，F(xiàn)場駕駛室焊點(diǎn)由人工點(diǎn)固和機(jī)器人補(bǔ)焊共同完成 規(guī)劃實(shí)際的焊接順序 既要考慮如何控制焊接的變形（如：對稱焊接可以減小變形） 又要考慮盡量減少機(jī)器人的行走和變換位姿的時(shí)間。

通過改善對人工點(diǎn)固和機(jī)器人補(bǔ)焊重新進(jìn)行有效匹配 取消重復(fù)焊點(diǎn);利用機(jī)器人等待時(shí)間 將臥鋪加寬頂蓋上部14個(gè)焊鉗由人員點(diǎn)固更改為機(jī)器人補(bǔ)焊 解決臥鋪加寬分總成產(chǎn)能瓶頸問題。

（3）對主焊線九、十工位6個(gè)機(jī)器人之間干涉區(qū)域Interlock進(jìn)行優(yōu)化 減少機(jī)器人相互等待時(shí)間。當(dāng)一個(gè)工位涉及到多個(gè)機(jī)器人 或者與相鄰工位涉及到多個(gè)機(jī)器人時(shí) 機(jī)器人之間需要進(jìn)行信號(hào)交換與等待。通過重新梳理定義干涉區(qū)域交互信號(hào) 調(diào)整及優(yōu)化信號(hào)（置位與復(fù)位）發(fā)送時(shí)間

減少機(jī)器人等待時(shí)間。

（4）通過BOSCH博世焊接控制器BOS5000/6000軟件進(jìn)行焊點(diǎn)編輯。對焊點(diǎn)焊接參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。影響焊接質(zhì)量的工藝因素主要有：焊接電流、焊接壓力、焊接時(shí)間等 通過優(yōu)化冷卻時(shí)間、回火時(shí)間、維持時(shí)間等一系列時(shí)間參數(shù) 可以在確保焊接質(zhì)量的同時(shí) 提高焊接速率。

2.3 利用精益生產(chǎn)工具 對除機(jī)器人工位外的人工工位進(jìn)行提升

針對十二工位瓶頸以及機(jī)器人工位優(yōu)化后 其他工位凸顯出的瓶頸問題 逐工位進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)間（Rounting）和線體生產(chǎn)節(jié)拍（Cycle Time）核算、比較 應(yīng)用“雙手作業(yè)原則”、“ECRS”、“PDCA循環(huán)”等手法對現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境、工位器具等方面進(jìn)行改善。通過線平衡率分析 對整體人工作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化 將HX大裝線線平衡率由68.8%提升至85.30% HX臥鋪加寬頂蓋區(qū)域線平衡率由65.3%提升至86.50% 滿足機(jī)器人生產(chǎn)效率提升后線體節(jié)拍提升。

2.4 創(chuàng)新混線共用調(diào)車線生產(chǎn)駕駛室方式

針對新項(xiàng)目建設(shè)改造期間 原系列駕駛室無法從原對應(yīng)調(diào)車線有序轉(zhuǎn)出的問題 利用F系列駕駛室總成調(diào)整線與對應(yīng)主焊線的節(jié)拍差 創(chuàng)新提出共同F(xiàn)系列駕駛室總成調(diào)整線的想法。設(shè)計(jì)制作下線裝置 修改F系列駕駛室總成調(diào)整線滾床程序、調(diào)用改造涂裝滑橇等進(jìn)行周轉(zhuǎn) 創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)兩條主焊線共用F調(diào)整線生產(chǎn)模式 為新項(xiàng)目爭取時(shí)間。

3 結(jié)束語

改善后 使原半自動(dòng)化舉升往復(fù)式擺桿輸送線產(chǎn)能水平提升至行業(yè)同類型領(lǐng)先水平。通過設(shè)備、作業(yè)系統(tǒng)改進(jìn)及生產(chǎn)組織優(yōu)化 在沒有增加多余投入的情況下提升駕駛室的產(chǎn)能。引領(lǐng)集團(tuán)流水線自主改善方法 改造后線體生產(chǎn)效率提升22.2% 線平衡率達(dá)到85.3% 為公司系列駕駛室火爆銷售奠定了產(chǎn)能基礎(chǔ)。

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