陳 燊

（通用電氣再生資源（天津）有限公司，天津 300000）

單錠組件是保證自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)改變紗線的卷裝形式的核心組件，對(duì)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的性能具有至關(guān)重要的作用，可將管紗卷繞成為無(wú)結(jié)筒紗，提高后繼工序的生產(chǎn)率[1]。

每一臺(tái)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)根據(jù)銷售合同的要求由不同數(shù)量單錠組件并列組成。為了滿足裝配線連續(xù)生產(chǎn)、批量大、生產(chǎn)率要求高的特點(diǎn)，根據(jù)單錠組件的結(jié)構(gòu)、尺寸確定裝配方案，并采用移動(dòng)裝配，以完全互換法為依據(jù)，完成了對(duì)單錠組件裝配工藝的研究。此外，通過(guò)裝配過(guò)程能力分析，驗(yàn)證了此裝配工藝方法的選擇是否合理。

1 裝配工藝配合方法的選擇

單錠組件裝配工藝配合方法的選擇是保證裝配精度的重要工藝方法。裝配工藝配合方法的選擇不僅要保證裝配精度，而且要滿足裝配線生產(chǎn)方式的要求。在裝配過(guò)程中，單錠組件采用完全互換法進(jìn)行裝配。采用此方法可以使單錠組件中組成環(huán)公差之和小于封閉環(huán)公差[2]，即：

式中：T0為單錠組件裝配工程中允許的公差；Ti為單錠組件裝配工程中允許的公差；n為組成環(huán)數(shù)量。

采用完全互換法需要嚴(yán)格計(jì)算單錠組件的各裝配尺寸鏈，從而保障裝配質(zhì)量。采用完全互換法有利于單錠組件裝配質(zhì)量的過(guò)程控制，使裝配作業(yè)更加簡(jiǎn)單，保證了裝配線的生產(chǎn)節(jié)拍。此外，選用完全互換法可以敦促裝配線零部件質(zhì)量的改進(jìn)，使質(zhì)量控制體系能夠更有效地發(fā)揮作用。

2 裝配工藝尺寸鏈的計(jì)算

裝配線為大批量生產(chǎn)，因此單錠組件的裝配將采用概率計(jì)算法求解裝配尺寸鏈。采用概率計(jì)算法的實(shí)質(zhì)是將裝配組成環(huán)公差適當(dāng)放大，以便更簡(jiǎn)單地制造零件。在裝配尺寸鏈的計(jì)算過(guò)程中，假設(shè)組成環(huán)和封閉環(huán)的尺寸為正態(tài)分布且尺寸分布中心與公差帶中心重合，相配合的兩個(gè)零件公差平方之和不大于裝配允許公差的平方。

取裝配線上的一道工序進(jìn)行裝配尺寸鏈分析，其他工序的分析方法與本道工序相似。此工序的裝配內(nèi)容為裝配隔套、刻度盤、抬起氣缸、定位桿、插板和凸輪。要求保證軸向裝配間隙為0.05～0.25 mm，即尺寸鏈的封閉環(huán)為mm。根據(jù)裝配內(nèi)容分析，得出此工序有8個(gè)裝配組成環(huán)，如圖1所示。使用概率計(jì)算法擴(kuò)大零件的公差時(shí)，假設(shè)零件的公差尺寸為正態(tài)分布[3]。

封閉環(huán)公差的計(jì)算公式為：

組成環(huán)公差的計(jì)算公式為：

封閉環(huán)公稱尺寸計(jì)算公式為：

式中：EM為封閉環(huán)的平均尺寸。

封閉環(huán)的平均偏差為裝配組成環(huán)中增環(huán)的平均偏差減去裝配組成環(huán)中減環(huán)的平均偏差。通過(guò)計(jì)算，將新的裝配尺寸鏈填入表格，如表1所示。

表1 新的裝配尺寸鏈組成環(huán)表

將表1中的數(shù)據(jù)代入式（2）和式（3），得δE≈ 0.18 mm，EM=0.14 mm，于是有：通過(guò)計(jì)算尺寸鏈的組成可知，裝配符合要求，且裝配后的單錠組件不合格率低于0.15%。

3 裝配過(guò)程能力分析

3.1 裝配過(guò)程能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)

裝配過(guò)程能力是指在裝配線處于平衡狀態(tài)，裝配質(zhì)量處于穩(wěn)定狀態(tài)，裝配設(shè)備、零部件、裝配方法、測(cè)量方法、裝配環(huán)境處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，各工序的實(shí)際裝配能力。它的實(shí)質(zhì)作用是反映裝配成品率的高低。裝配能力的測(cè)定一般是在大批量生產(chǎn)中進(jìn)行的，只有過(guò)程能力強(qiáng)的工藝才能裝配出質(zhì)量可靠的產(chǎn)品[4]。工序能力指數(shù)是一種衡量裝配過(guò)程能力的指標(biāo)。“6d設(shè)計(jì)”是在工序能力指數(shù)分析基礎(chǔ)上對(duì)裝配工藝水平的新要求。裝配工序能力指數(shù)包括潛在工序能力指數(shù)Cp和實(shí)際工序能力指數(shù)Cpk[5]：

式中：TU和TL分別為規(guī)格上線和規(guī)格下線；k為修正系數(shù)。

裝配工序能力指數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示。

表2 裝配工序能力評(píng)價(jià)表

裝配過(guò)程能力的分析與評(píng)價(jià)是裝配工藝制定、裝配質(zhì)量保證、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的基礎(chǔ)，是提高裝配工序能力的有效手段。通過(guò)裝配過(guò)程能力的分析，可以找到裝配質(zhì)量改進(jìn)的方向。計(jì)算裝配工序能力指數(shù)的前提是單錠組件的裝配過(guò)程穩(wěn)定。只有裝配過(guò)程處于平穩(wěn)狀態(tài)，進(jìn)行的裝配工序能力指數(shù)計(jì)算才有 意義。

平穩(wěn)狀態(tài)具體主要包括如下4個(gè)方面[6]：（1）單錠組件各工裝滿足技術(shù)要求，裝配完成后檢驗(yàn)、調(diào)試流程按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；（2）單錠組件的裝配質(zhì)量統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制處于平穩(wěn)狀態(tài)；（3）進(jìn)入裝配線的各零部件按照裝配質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)；（4）裝配線處于平衡狀態(tài)。

為了分析簡(jiǎn)便，本文進(jìn)行的分析中假設(shè)上述4條均成立。

3.2 影響裝配過(guò)程能力因素

在單錠組件裝配過(guò)程中，影響過(guò)程能力的因素主要包括裝配設(shè)備、裝配工藝、裝配零部件以及裝配人員與裝配環(huán)境4個(gè)方面[7]。裝配設(shè)備方面，需關(guān)注裝配線物流設(shè)備是否完好，裝配線各工裝的定位、分度的準(zhǔn)確性。裝配工藝方面，需重視裝配線的平衡、工藝流程的安排、生產(chǎn)節(jié)拍的確定、工序間的銜接、裝配工藝參數(shù)的選擇以及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定等。裝配零部件方面，要求進(jìn)入裝配線的各零部件質(zhì)量、配套電器元件具有可靠性和穩(wěn)定性。裝配人員與裝配環(huán)境方面，對(duì)裝配人員的技術(shù)水平和質(zhì)量意識(shí)提出了高要求，同時(shí)要求裝配現(xiàn)場(chǎng)的布局照明、聲音、色彩、振動(dòng)以及微環(huán)境等符合相關(guān)要求。

3.3 裝配過(guò)程能力分析的應(yīng)用

取單錠組件裝配過(guò)程中的管紗吸嘴同步帶要求撓度為（1.80±0.50）mm為例進(jìn)行裝配工序能力的分析，其他裝配工序的分析過(guò)程與本例相同不再重述。在裝配線生產(chǎn)監(jiān)控過(guò)程中，抽取25組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表3所示[4]。由表3數(shù)據(jù)可知，平均值X—和R—（即Xmax-Xmin）分別為18.47和0.25。

表3 撓度值表

查表，求出d2值為2.326。利用公式進(jìn)行計(jì)算，有[8]：

將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式，可依次計(jì)算得到δ≈0.1118、Cp=1.55、k=0.92、Cpk≈1.43。

通過(guò)計(jì)算可知，此工序的裝配過(guò)程能力充分，目前的裝配工藝設(shè)計(jì)符合裝配線的生產(chǎn)要求，同時(shí)需要控制裝配工序的穩(wěn)定性，以保證現(xiàn)有的工序能力不變[9]。

4 裝配工藝過(guò)程文件的編制

4.1 編制裝配工藝的原則

單錠組件裝配工藝編制應(yīng)以保證單錠組件的裝配質(zhì)量、穩(wěn)定生產(chǎn)且經(jīng)濟(jì)合理為原則，因此在規(guī)程文件在編制過(guò)程中要注意：文件中必須標(biāo)明進(jìn)入裝配線的零部件，同時(shí)符合清潔度要求；使用隨行夾具裝配單錠組件時(shí)需合理選擇裝配基準(zhǔn)，同時(shí)需合理選用單錠組件裝配過(guò)程中的各種輔助工具、工裝；裝配工藝在編制過(guò)程中要推廣和發(fā)展新工藝技術(shù)，積極開(kāi)展新工藝試驗(yàn)，保證裝配工藝編制的先進(jìn)性與合理性。

4.2 裝配工藝規(guī)程文件的種類和作用

根據(jù)單錠組件裝配線的實(shí)際需求，裝配規(guī)程文件包括裝配工藝流程圖、裝配工序卡和裝配作業(yè)指導(dǎo)書。裝配工藝流程圖用來(lái)表示單錠組件各獨(dú)立部分互相之間關(guān)系的圖表。裝配系統(tǒng)圖表示裝配工藝的核心流程，用來(lái)描述裝配作業(yè)對(duì)象的順序、組成及配合方法[10]。裝配工序卡是裝配線上各工序裝配作業(yè)的指導(dǎo)性技術(shù)文件，詳細(xì)說(shuō)明了該工序的作業(yè)順序和工步、每一步的裝配內(nèi)容與要求、達(dá)到要求的作業(yè)順序與方法、使用設(shè)備和工裝的方法、注意事項(xiàng)等[11]。裝配作業(yè)指導(dǎo)書是配合裝配線現(xiàn)場(chǎng)管理而編制的工藝規(guī)程文件，詳細(xì)說(shuō)明了工序卡內(nèi)無(wú)法用文字表達(dá)的內(nèi)容[12]。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要研究自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)單錠組件裝配工藝，分析了單錠組件的裝配工序性能，重點(diǎn)研究單錠組件的裝配方案，并提供了固化裝配方案所使用的文檔，可為單錠組件的裝配線式生產(chǎn)提供技術(shù)和質(zhì)量基礎(chǔ)。