銳研機(jī)電
專注于電阻焊及自動化設(shè)備
133-1623-2298 徐
133-1623-2698 蔡
所謂節(jié)拍就是定義生產(chǎn)線連續(xù)加工情況下,每一臺車下線所需的間隔時間。節(jié)拍并不等于每個工位工時的平均值,而是符合短板理論,一條生產(chǎn)線的實(shí)際節(jié)拍以這條線作業(yè)時間最長的工位為準(zhǔn),而一個工位的工時又是以作業(yè)時間最長的作業(yè)人員或者機(jī)器人為準(zhǔn),而工時較短的作業(yè)人員或機(jī)器人則出現(xiàn)了等待。為了達(dá)成節(jié)拍,一方面要著眼整條生產(chǎn)線的所有工位,對作業(yè)方式進(jìn)行優(yōu)化,使其效率最大化;另一方面要對人工及機(jī)器人的作業(yè)量進(jìn)行合理分配,力求人工和機(jī)器人的作業(yè)能夠達(dá)到均衡化,這里包含了人工與人工,機(jī)器人與機(jī)器人,人工與機(jī)器人的作業(yè)均衡化,最終消除等待的浪費(fèi)。
作業(yè)方式依附于現(xiàn)有的生產(chǎn)方式或生產(chǎn)系統(tǒng),而著眼于每一步動作,它是完成一道工序所要經(jīng)歷的過程。作業(yè)方式的好壞蘊(yùn)含在作業(yè)的順序以及每一步動作當(dāng)中。比如為完成一道焊接工序,作業(yè)人員在料架旁取件、裝件、按按鈕夾緊工件、取焊槍進(jìn)行焊接,焊完后掛焊槍、打開夾具檢查焊點(diǎn),檢查完后將工件移到下一工位。這個簡單的例子里面包含了作業(yè)的順序及內(nèi)容,接下來需要考慮如何更方便快捷的完成這些動作,盡量避免諸如彎腰、下蹲、來回移動等附加動作。將上述作業(yè)方式進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化,就形成了現(xiàn)有的生產(chǎn)方式。
作業(yè)均衡化是基于作業(yè)方式效率最大化的前提下,對作業(yè)量的分配進(jìn)行優(yōu)化。比如為完成一道工序,作業(yè)人員要取幾次件,裝幾次件,按多少步按鈕,取放焊槍幾次,焊接多少個焊點(diǎn)等,這些數(shù)量就體現(xiàn)了作業(yè)人員的作業(yè)量。同樣對作業(yè)量的分配進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化,就形成了現(xiàn)有的生產(chǎn)方式。
而對于一款新車型的焊裝工藝規(guī)劃,則更多是考慮焊點(diǎn)的分布(圖7),焊接路徑及焊點(diǎn)數(shù)量。焊點(diǎn)的分布是在確??蛇_(dá)性的前提下,一方面使分配的焊點(diǎn)更加連續(xù),從而縮小焊接路徑;另一方面使分配的焊點(diǎn)更加集中,從而確保相鄰焊接無干涉區(qū),從而消除了干涉等待。焊接路徑是確定焊點(diǎn)分布的前提下,優(yōu)化焊接路徑,減少進(jìn)出槍的次數(shù),避免焊槍擺動幅度過大,更要避免焊槍旋轉(zhuǎn)180°打點(diǎn),從而使得焊接路徑最小化。焊點(diǎn)數(shù)量是在確定焊點(diǎn)分布和焊接路徑的前提下,也就是確保焊接效率最大化的前提下,在工時允許范圍內(nèi)能夠焊接的點(diǎn)數(shù),因工時評估存在一定的誤差,為避免后期出現(xiàn)節(jié)拍不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn),規(guī)劃點(diǎn)數(shù)要比目標(biāo)點(diǎn)數(shù)少1~2個焊點(diǎn)。
圖7 考慮焊點(diǎn)的分布
4標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)
從焊裝工藝規(guī)劃的角度來考慮這個問題,一方面要降低員工作業(yè)強(qiáng)度,減輕作業(yè)疲勞,從而保證作業(yè)質(zhì)量,畢竟疲勞作業(yè)是做不好的;另一方面還要降低員工作業(yè)難度,減少作業(yè)過程中出錯的風(fēng)險(xiǎn),使得手工工藝能夠易于熟練和掌握?;谶@個前提下,推進(jìn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是比較易于實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械手段也是一種非常有效的方法,比如增加焊接導(dǎo)向,提高焊接打點(diǎn)的精準(zhǔn)度,或者增加涂膠導(dǎo)向,不僅提高涂膠效率,而且使得膠條更加美觀,尤其對于形狀復(fù)雜的搭接邊,效果更加明顯。電子手段不僅可以對作業(yè)好壞進(jìn)行識別,而且還能提供報(bào)警,使得問題及時發(fā)現(xiàn)及時解決,比如使用打點(diǎn)計(jì)數(shù)器(圖8)對焊接打點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)和比對,若發(fā)生漏焊,可以及時報(bào)警,使得漏焊焊點(diǎn)得到及時補(bǔ)焊,從而保證焊點(diǎn)數(shù)量的一致性。在此,不得不提自動化及機(jī)器人作業(yè),特別是機(jī)器人作業(yè),能夠代替人工承擔(dān)高強(qiáng)度、高難度,或更為復(fù)雜的作業(yè)。因此,一個工廠的自動化水平,也是其產(chǎn)品一致性的重要保證,自動化水平越高,往往產(chǎn)品一致性更好,作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化貫徹越徹底。
5安全生產(chǎn)保證
焊裝車間的危險(xiǎn)源主要是有毒有害氣體、焊接煙塵、電弧輻射、鈑金件割傷、機(jī)械傷害、重物磕碰等。從工藝規(guī)劃的角度,應(yīng)當(dāng)盡量避免這些傷害或者對危險(xiǎn)源進(jìn)行有效隔離。比如涂點(diǎn)焊膠后需進(jìn)行點(diǎn)焊,應(yīng)當(dāng)盡量考慮由機(jī)器人進(jìn)行焊接,以免焊接過程中膠受熱產(chǎn)生有毒有害氣體,對員工的身體造成危害。CO2焊接作業(yè)會產(chǎn)生大量的煙塵及有害輻射,必須在專門CO2崗位進(jìn)行焊接,一方面通過除塵系統(tǒng)吸收有害煙塵,防止煙塵吸入肺部對呼吸系統(tǒng)造成傷害;另一方面通過圍閉隔絕電弧輻射,以免強(qiáng)光對眼睛造成傷害。CO2焊接部位必須先焊接后涂膠,若先涂膠后焊接不僅膠的性能會發(fā)生改變,而且會產(chǎn)生有毒氣體,會對人的呼吸系統(tǒng)造成傷害。物流器具的規(guī)劃要考慮到方便取件和上件,特別是尺寸重量較大的零件應(yīng)避免空中旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn),以免零件移動過程中對人造成磕碰或者割傷的風(fēng)險(xiǎn)。如果人與機(jī)器人存在交叉作業(yè)區(qū)域,則必須在人和機(jī)器人的入口處設(shè)置光柵,防止人進(jìn)入交叉區(qū)域作業(yè)時,機(jī)器人對人員造成傷害。重物的搬運(yùn)必須借助搬運(yùn)工具,10~20kg以內(nèi)的重物可以采用平衡器進(jìn)行搬運(yùn),20kg以上的重物考慮采用氣動葫蘆進(jìn)行吊件,或者采用機(jī)器人進(jìn)行搬件。