APP下载

基于某车间的设备布局优化

2020-10-20宋梓贤

西部论丛 2020年7期
关键词:机械加工

宋梓贤

摘 要:本文基于笔者的调查实践,针对某车间进行相应研究,在分析车间概况的基础上对相关问题进行布局优化。

关键词:车间布局;机械加工;设备优化

一、序言

伴随着当前产能和经济等多方面需求的变化,传统的车间布局越来越不能适应当前的生产作业效率需求,针对产业特点进行产业结构的升级已经是当前制造业的新趋势。车间的电力布局是车间优化的关键,传统的电力布局面对新形势下的生产需求显然不能够满足,所以在需要对现有的车间电力布局进行全面的优化,才能保证车间生产效率。本文基于当前产业升级、电力系统规划原则和车间布局理论,对案例的车间进行全面优化,帮助车间进一步满足产业升级需求,希望能够为相关企业的产业升级提供借鉴。

二、车间的线路布局现状分析

1.车间概况

本次研究的对象是某汽车公司的A工厂,该工厂与2000年正式运行,能够实现8车型45JPH节拍的生产要求。每条生产线拥有涂装车间、焊装车间、装配车间、总装车间和车体分配中心等区域,本次研究主要集中在某生产线的装配车间。总装车间的生产线共分为5类,首先是AGV合装线,主要设备有引导带、AGV小车;其次是底盘线,主要设备有直轨空中轨道、弯轨空中轨道、摩擦驱动、底盘升降机、底盘吊具装置;第三是内饰线和最终线,主要设备有固定滚床、地轨、剪式升降机、滑板、旋转滚床、驱动装置、转线升降机;第四是PBS线,主要设备有电动夹紧器、气动夹紧器、旋转滚床、皮带滚床、升降滚床、移动滚床、PBS转内饰线升降机;第五是其他线,主要设备有空中轨道、倍速链运输装置、停止器、升降机、顶升移载机。

2.车间电力布局分析

(1)部分控制系统备件版本过老

从现有控制系统来看,总账车间总控站的控制系统为MP200版本,1线和5线的控制系统为M90版本,2线、3线、4线的控制系统为AC450版本,但是因为控制系统与传动系统之间的通信协议有所不同,总控站的控制系统版本与传动系统间的通信协议为MBS通信协议,M90的通信协议版本更为老旧,市面上基本不能采购到同类型的产品,笔者调查了生产MBS通信协议的线管公司,发现此类通信产品早已被该公司所淘汰,所以一旦控制系统出现相应问题就无法得到备件的替换,进而严重影响车间各生产线的工作效率,严重甚至可能导致停工停产。

(2)电气设备布局问题

该总装车间部分电气设备的结构设计与放置均出现了问题。具体包括以下五点:首先是内饰线旋转滚床形成了运动干涉,主要是因为旋转滚床的停止传感器压块出现问题;其次是内饰线的剪式升降滚床,其在上升时定位装置与滑板有运动干涉,这主要是因为装置间距不合理;第三是内饰线的转底盘线的抱具定位销与车身之间出现干涉,这主要是因为定位销缺少相应的开启与闭合装置,无法对车体形成有效的避让;第四是内饰线滑板进入剪式升降滚床时,二者出现运动干涉,主要是因为升降滚床的形成杆位置出现问题;最后是底盘线转最终线的时候,负责该部分的升降机抱具出现未知错误,这些问题使得总装车间线路在经常出现相关问题,十分影响工厂的正常生产。

三、车间的电力布局优化

参照了同类型车间的设计标准后,A工厂决定基于西门子CARS硬件标准和软件标准对所有车间的电力系统进行重新设计,直接对接A工厂的办公网络,对物流叫料系统、订单系统、报表系统和监控系统等进行了集成,提高了车间生产效率的同时也加强了车间的安全保障。以总装车间为例,电力系统的布局优化分为以下几个步骤:

1.系统架构

依照西门子CARS标准系统架构图,整个系统采用三层网络架构:以ANDON 系统为数据显示窗口的应用层,应用层会收集车间内各个线体的数据至工厂的中控室,为工厂数控中心服务,本文不作详细介绍;由PLC 通过PROFINET 和网关构成的控制层;通过PROFINET 网络联接的远程设备构成执行层。控制层的交换机与PLC 之间需要构建环网。网络环网是组成一个圈,断掉环网上的某根网线还能正常通讯。若是在环网口插入其他普通站的网线,会造成网络瘫痪。

三层网络结构的分开,在大规模的生产线上尤为重要。以中控室为载体的应用层下达生产计划后,由控制层和执行层完成计划任务,计划的完成情况,在ANDON 系统显示器上面适时显示。当控制层或执行层出现故障时,应用层发送过来的计划数据和执行层的设备状态可以保存在控制层的PLC 内,当故障解除后,三层网络可以继续协同执行各自的分工,由此保障了系统的可靠性非常高。

2.电气设备布局优化

在利用西门子CARS标准系统对设备的参数进行提取,进而利用相关软件对总装车间的设备进行建模,笔者依靠建模对电气设备的布局进行了调整,并最终得出了如下的优化方案。

首先是针对内饰线旋转滚床形成了运动干涉问题,原因是旋转滚床的停止传感器压块出现问题,悬臂整体过长,解决方案是缩短停止传感器压块的悬臂长度;其次是针对内饰线的剪式升降滚床,其在上升时定位装置与滑板有运动干涉问题,原因是装置间距不合理,解决方案是增加两者之间的间距,同时设置相应的定位设备;第三是针对内饰线的转底盘线的抱具定位销与车身之间出现干涉问题,原因是定位销缺少相应的开启与闭合装置,无法对车体形成有效的避让,解决方案是去除定位销,替换为其他装置;第四是内饰线滑板进入剪式升降滚床时,二者出现运动干涉,原因是升降滚床的行程杆位置出现问题,解决方案是调整行程杆的位置;最后是底盘线转最终线的时候,负责该部分的升降机抱具出现位置错误,主要是因为位置不合理,解决方案是更改抱具的位置和整体结构。

四、总结

经过后续对A工厂总装车间的调查发现,在对A工廠总装车间的电力系统进行了布局优化之后,其整体的生产效率有了大幅度提升。总而言之,先进的技术和方案只是针对特定的情况进行制定,不同的车间和企业需要依据自身的经济情况、政策情况和人才水平等方面进行综合考虑,只有这样才能真正建立起一套属于自己的电力布局方案,才能真正完成中国制造2025大目标。

参考文献

[1] 王明超,周明康.数控机床与机器人一体化车间多目标优化布局[J].组合机床与自动化加工技术,2020(07):142-146+150.

[2] 孙伟峰,续焕超,葛慧.智能制造模式下航天离散型机加车间单元化布局的思考与实践[J].网信军民融合,2020(04):47-50.

猜你喜欢

机械加工
自动焊接在机械加工中的应用研究
机械加工制造中自动化技术的应用分析
浅谈机械加工误差产生原因及精度控制
浅谈机械加工误差产生原因及精度控制
机械加工制造中的绿色制造工艺
针对绿色制造的机械加工体系的改进优化