智能制造在载货汽车车架零部件生产中的应用

许素强，王飞，陈轩

陕西通力专用汽车有限责任公司 陕西宝鸡 722405

许素强

1 序言

车架是汽车的基体，一般由两根纵梁和几组横梁总成组成，经由悬挂装置、前桥和后桥支承在车轮上，具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。车架的功用是支撑、联接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。车架零部件作为车架总成的重要组成部分，作用是联接两根纵梁，车辆总装时挂载车辆上各种部件，起着承上启下的作用[1]。

2 车架零部件传统生产模式存在的问题

车架零部件传统生产模式存在如下问题：①材料利用率低。②产品制孔外形切割方面一致性较差。③零件生产过程磕碰划伤较大。④装配时存在孔位不正等质量缺陷。⑤工序间转运频繁。⑥作业人员工作效率低，生产成本高。

3 自动冲切生产线构成

我公司载货汽车车架零部件生产新基地建设规划时，克服传统生产模式弊端，确定新生产模式为：车间零件平板制孔→外形切割→机器人分拣码放。前道工序采用数字化连线生产方式，整个生产过程零件不落地，做到无人化、少人化生产，解决了传统制造过程中存在的问题[2]。

车间工序为核心工序。车间整体布局合理，生产线技术先进，物流顺畅，达到生产耗能最低、作业人员工作效率最高。该车间单班作业人员≤4人，较传统生产模式现场人员大幅减少。

车间布置全自动冲切生产线，完成零部件平板坯料的全自动加工，供下道工序使用。该生产线由一条冲孔线完成板料冲孔、一条激光切割线完成带孔板切边及极限规格板料的孔边切割、一条自动分拣码垛线完成零件平板件的分拣码垛、一条连接各加工设备的全自动输送线完成平板料及板件在各产线设备间的输送，以及产线相关附属机构等组成。

零部件相关信息在各工序能有效识别、传递、上传及存储，员工能快速识别零部件，按其加工信息进行生产。车间工序之间转运吊装输送，应保证零部件不新增表面缺陷。该生产线通过多规格、多型号产品排版套料分析，实现材料利用率最大化，较传统单机生产模式大幅提升。零件套料方式如图1所示。

图1 零件套料方式

4 工艺流程

自动冲切生产线工艺流程如图2所示，具体如下所述。

图2 自动冲切生产线生产流程

（1）备料 板料通过过跨台车送至零部件车间的板料存储区。板料垛转接送至冲孔线板料输送线完成备料。冲切线生产计划执行系统根据该车间生产计划、排料图生成该线子计划，进行板料需求和生产控制，按对应的排样图等控制冲孔、切割、分拣及输送等单元完成相关生产准备。

（2）冲孔 送至上线区的板垛通过上线区安装的扫码设备扫码再确认后，上线伺服桥式起重机自条板料垛送条板至各冲孔机进料台，夹钳夹持板料完成冲孔，之后由下线伺服桥式起重机吊取冲孔板至缓存区。

（3）切割 激光切割线上线伺服桥式起重机，吊取带孔板至各激光切割机的交换工作台上，工作台开入切割房进行切割。完成切割的板料由交换工作台送出，下线伺服桥式起重机吊取送至废料清理工位，对废料进行清理，并输送至分拣输送线。

（4）分拣码垛 分拣输送线送板件至自动分拣码垛工位，由机器人完成码垛，托盘由托盘输送线送出在线存储。

5 生产计划执行系统（MES）

生产计划执行系统（MES）如图3所示，由连线网络通信系统、生产计划编排管理系统及物料投控管理系统等组成，用于实现冲切线设备自动化连线生产[3]。具体说明如下。

图3 生产计划执行系统（MES）

1）由上料区显示屏、转运台车、输出辊道、程控桥式起重机和在线缓存架等组成。

2）控制生产中物料的投放、转运和存储等作业，保证生产效益最大化。其核心作用是利用桥式起重机、缓存区等装置进行设备间生产力的平衡，保证产能最大化。

3）MES下达的生产计划为单班次计划，由于生产线各设备、各产品生产节拍不一致，因此需要本生产线的生产计划管理系统重新编制实际生产作业计划。

4）物料投控管理系统，接受生产计划管理系统的生产执行计划，利用上料区显示屏（通信）、转运台车、输出辊道、程控桥式起重机和在线缓存架等，实时按照计划进桥式起重机运物料投放、上下料及存储等作业，缓和因生产节拍不匹配、设备故障等因素而造成的生产线等待、阻塞等现象，保证生产线最大限度地发挥产能。

6 结束语

在载货汽车零部件制造的发展过程中，自动冲切生产线必将体现出其特有的优势，对企业的技术进步起到重要的促进作用。智能化生产线的研究和应用，对于适应企业发展形势变化、推动产品多样化及保证产品质量将发挥更大的作用。

专家点评

文章阐述了智能制造在载货汽车零部件加工领域的发展方向和应用模式，冲切线工序全部采用数字化连线生产方式，生产计划执行系统完成零部件的转运、吊装、输送和识别，整个过程做到零件不落地，实现平板坯料的全自动加工和设备间生产力平衡，以此解决传统制造过程中存在的问题。