秦龍龍 姚理木

摘 要：汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平是衡量一個國家工業(yè)化水平、經(jīng)濟實力和科技創(chuàng)新能力的重要標志，而汽車工業(yè)發(fā)展的重點在于汽車動力總成等關鍵零部件技術。國外先進的汽車制造企業(yè)多擁有汽車傳動系的自動化加工線和裝配線，裝配工藝標準明顯高于國內(nèi)，生產(chǎn)自動化程度高，產(chǎn)品的裝配精度高、噪聲低、壽命長。尤其在工藝與設備緊密相關、管控技術高度集成、多學科應用加速融合的總成裝配領域，我們與先進國家還有一定的差距。我公司作為我國汽車變速器行業(yè)的領軍企業(yè)，企業(yè)整體實力已經(jīng)遙遙領先國內(nèi)競爭對手，但是與世界一流企業(yè)相比，我們的裝配生產(chǎn)線的自動化水平以及裝配過程中的檢測手段還存在明顯差距。研制開發(fā)更高科技含量的汽車傳動系制造與裝配技術和設備已經(jīng)刻不容緩。在此情況下，本文重點介紹了我公司計劃投資研發(fā)建設一條高標準的重卡變速器總成裝配線的技術方案設計、項目實施過程中先進的技術應用以及關鍵技術點。

關鍵詞：重卡;變速器;裝配線

1 生產(chǎn)線技術要求

1）裝配線滿足生產(chǎn)綱領及節(jié)拍要求;2）關鍵工位實現(xiàn)自動化無人操作，依靠自動化裝備保證產(chǎn)品質(zhì)量;3）工業(yè)機器人、螺紋擰緊、自動涂膠、總成噴涂等多種技術集成式應用，提高整體工藝水平;4）加強對關鍵質(zhì)量點的控制，全面實現(xiàn)軸承在線壓裝，螺紋扭矩精確控制以及變速器總成下線檢測過程的自動化;5）設計合理的精益生產(chǎn)模式的零部件配送方式，零件自動抵達各裝配工位，全線實現(xiàn)單臺配送;6）應用裝配過程管理與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)信息化管理，提高產(chǎn)品裝配過程和質(zhì)量控制;7）整條線采用行業(yè)前沿先進技術，國際先進國內(nèi)領先;8）要求多品種混線生產(chǎn)，快速換產(chǎn)，整線采用多種防錯設計技術，保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量;9）整線安全環(huán)保噪音低，達到安全環(huán)保及噪音標準各項指標。

2 生產(chǎn)綱領要求和廠房條件

2.1 生產(chǎn)綱領和節(jié)拍

產(chǎn)品：高端輕量化雙中間軸變速器總成。

綱領：生產(chǎn)變速器總成12萬臺套/年。

工作制度：300天/年，每天2班制，每班8小時。

設備利用率：85%。

生產(chǎn)節(jié)拍：85%×300×2×8×60/120000=2.04（min）為122秒。

2.2 生產(chǎn)線廠房技術條件

占地面積：6000m2。

廠房地坪承載能力：50kN/m2。

廠房高度：8.4m。

廠房濕度：≤95%。

廠房溫度：5℃～25℃。

壓縮空氣壓力：0.4～0.6MPa。

工業(yè)用水壓力：0.1MPa。

供電參數(shù)：AC380V±10%;50Hz;三相五線制。

3 生產(chǎn)線總裝線方案設計與選擇

根據(jù)生產(chǎn)線技術要求、生產(chǎn)綱領要求及廠房條件，進行生產(chǎn)線方案設計。經(jīng)過考察及調(diào)研，目前國內(nèi)外汽車零部件總裝配線的結(jié)構形式主要有四種：手動裝配小車線、積放式動力輥道線、AGV（RGV）智能引導裝配小車線及懸臂式智能機械手裝配線。手動裝配小車線低端落后，直接排除不予考慮。下面我們重點對比后三種變速器總裝線線體的特點：生產(chǎn)線設計方案介紹：1）總線采用國際先進的J-hook懸掛式機械臂結(jié)構，具有自動運停，翻轉(zhuǎn)，升降，精確定位，注重人身安全等功能;2）機器人智能裝配：全線配有多臺六自由度機器人，分別實現(xiàn)自動涂膠，中間軸、二軸和上蓋自動上線自動裝配，減少了操作者的勞動強度，實現(xiàn)自動化，提高產(chǎn)品質(zhì)量;3）軸承全部采用專用非標壓裝裝配。解決了軸承敲擊和磕碰而產(chǎn)生的質(zhì)量問題，批量生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高;4）將機器人技術和電動擰緊系統(tǒng)相結(jié)合集成開發(fā)了柔性自動擰緊單元和自動擰緊機，實現(xiàn)了幾大接合面螺栓自動擰緊，后蓋法蘭盤螺母擰緊采用自動擰緊技術;5）首次采用了國際先進的控制、通訊等技術，多個工位采用智能化、無人化、精密化裝配單元，實現(xiàn)了真正的智能裝配操作;6）高檢測低廢品率，成品廢品率≤0.5%，檢測誤判率≤0.5%，在線測量精度≤0.05%;7）裝配線布局完善，符合裝配工藝要求及生產(chǎn)節(jié)拍;8）裝配設備布局合理，符合人機工程學的要求，裝配工人操作便利，有效提高裝配效率;9）滿足安全環(huán)保要求及噪聲指標。

4 項目實施技術要點及難點

1）總裝線采用的空中智能自動懸臂結(jié)構機械臂技術，可以實現(xiàn)自動高精度行走、升降、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)等工位動作。填補國內(nèi)技術空白。實現(xiàn)了國產(chǎn)化，即提升了國內(nèi)民族工業(yè)的技術水平，又為企業(yè)降低了設備投資成本;2）機器人技術的大量使用也是該項目的一大亮點，我們對機器人技術沒有進行簡單的單一功能使用，而是把機器人技術與擰緊機技術及其他功能設備整合集成應用，使機器人的功能發(fā)揮更大的作用，多工位實現(xiàn)了智能化、自動化、無人化生產(chǎn);3）全行業(yè)首次實現(xiàn)所有軸承在線壓裝。雙中間軸重型變速器總裝軸承的壓裝一直是困擾企業(yè)的一個技術難題，我公司從最開始進行技術改造，并經(jīng)過三次技術升級改造，軸承壓裝效果一直不太理想。最主要的難點在于要實現(xiàn)軸承壓裝，要同時實現(xiàn)對軸系、殼體、以及軸承同時定位，往往不能同時兼顧。在該項目中，我們創(chuàng)新性的提出，對變速器殼體增加工藝定位孔，從而實現(xiàn)了軸系、殼體、以及軸承同時定位，采用專用非標在線壓力機實現(xiàn)了自動化壓裝;4）采用中間軸臥式自動壓裝中間軸軸承壓裝機包括五套液壓油缸，可實現(xiàn)左右中間軸4個軸承的同步壓裝。依靠變速箱箱體定位銷和浮動工作臺機構實現(xiàn)箱體定位，依靠上下壓頭的頂尖機構實現(xiàn)待裝中間軸的精確定位。壓機功能完備，操作簡便，原理可靠;5）該項目中的車間管理控制系統(tǒng)、工藝電子看板等軟件應用也是一大創(chuàng)新亮點。裝配線定扭擰緊機、自動壓裝機、變速器總成密封測試設備等均實現(xiàn)了控制軟件集中控制，工藝參數(shù)監(jiān)控以及存儲追溯等;6）物流配送：實現(xiàn)了空中智能運輸物流系統(tǒng)，采用立體配送及空中機械手裝配等方法，占地面積減少50%;7）總成測試：變速箱總成測試設備開發(fā)專用程序控制，試車設備強制試驗關鍵技術測試點，保證總成出廠質(zhì)量;8）人力資源：該項目與同類項目比較，操作工人數(shù)減少了30%。

5 結(jié)語

由于制造裝備的先進性，該裝配線生產(chǎn)的產(chǎn)品，換擋性能、噪音、故障率等各項指標明顯高于同行業(yè)其他廠家水平，該裝配線總裝效率提高了20%，工人勞動強度低，產(chǎn)品故障率以及售后維修保養(yǎng)成本降低了30-40%，受到客戶的普遍好評，為企業(yè)贏得了很好的社會效益。

參考文獻：

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[2]張政.智能工廠生產(chǎn)線的設計與研發(fā)[J].內(nèi)燃機與配件，2019（12）：220-221.