電機生產(chǎn)線(xiàn)的可重組改造

質(zhì)墨盛~學(xué)鷗電機生嚴線(xiàn)的可重組造口趙曉銀口李明口李偉口彭秋生海大學(xué)CMS及機器人中心,上海200072摘要:提出一種電機產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造的方案,并構建可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統、加工系統、物流系統以及質(zhì)量保證系統,既從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)保證可重組生產(chǎn)線(xiàn)具有較高的快速響應能力,又有效地實(shí)施了產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制,保證了可重組工作狀況下產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵詞:可重組制造生產(chǎn)線(xiàn)改造電機物流組態(tài)質(zhì)量保證中圖分類(lèi)號:TH65文獻標識碼:A文章編號:1000-4998(2007)02-0048-04由于生產(chǎn)競爭的加劇以及自身行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)等到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中去,轉子生產(chǎn)線(xiàn)未改造前的生產(chǎn)過(guò)原因,用戶(hù)需求多樣化、產(chǎn)品更新?lián)Q代快等特征在電機程及工作流程如圖1所示。生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中表現得越來(lái)越明顯。要對生產(chǎn)中的變化進(jìn)行快速響應和對產(chǎn)品進(jìn)行快速適應,就必餓子壓軸“壓整流子→電樞繞線(xiàn)“點(diǎn)焊浸潰須對整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行可重組改造,這對于我國一些老企業(yè)利用現有生產(chǎn)資源和技術(shù)條件轉變生產(chǎn)方式,提高自身競爭力,節約資金都有很重要的推廣意義。軸承檔打磨<動(dòng)平〈測輕跳>整流子〈電在可重組改造過(guò)的生產(chǎn)線(xiàn)上,對產(chǎn)品變換響應時(shí)真間大大縮短,這種生產(chǎn)產(chǎn)品的快速多變可能會(huì )帶來(lái)▲圖1轉子生產(chǎn)步驟系列的問(wèn)題,這對于電機生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)組織方式,質(zhì)本文面對的電機生產(chǎn)線(xiàn),具有明顯的生產(chǎn)和技術(shù)量管理方式和底層設備兼容性等提出了更高的要求。特點(diǎn),主要包括:①電機生產(chǎn)流程、工序是相對固定的在可重組生產(chǎn)方式下對產(chǎn)品質(zhì)量的控制同樣是一一般不隨產(chǎn)品型號的變化而有太大變化;②目前企業(yè)個(gè)挑戰。本文介紹了對某企業(yè)電機生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行可重組所有的電機產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)上設備有一定適用范圍,現場(chǎng)改造的情況,其核心就是在現有資源與裝備的基礎上,生產(chǎn)時(shí)通過(guò)夾具的更換及相關(guān)輔助設備的配套,就可通過(guò)在信息層、執行層的有效重組,使整個(gè)電機生產(chǎn)系以相應地應對產(chǎn)品的變化;③電機生產(chǎn)線(xiàn)每個(gè)工位目統對于產(chǎn)品的變化具有更快的響應速度、更強的品種前皆采用半自動(dòng)加工方式,上下料全依靠人工承擔;④適應能力和更穩定的質(zhì)量控制水平。因此,在整個(gè)可重加工零件的檢測一般由工位自行解決,并在一定的工組改造過(guò)程中,對關(guān)鍵工序進(jìn)行信息和工藝可重組改位設置了綜合性能測試;⑤電機加工生產(chǎn)線(xiàn)的物流采造及如何確?？芍亟M制造狀態(tài)下的產(chǎn)品質(zhì)量,將是電用離散的小車(chē)形式;⑥生產(chǎn)管理方式為看板方式;⑦由機生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造中的關(guān)鍵問(wèn)題。于采用非固定物流方式,目前的生產(chǎn)線(xiàn)能適應品種混現有電機生產(chǎn)線(xiàn)基本狀況合的加工方式;⑧工藝裝備實(shí)行集中管理方式,并根據加工零件及工藝要求在需要時(shí)領(lǐng)用。1.1現有電機生產(chǎn)線(xiàn)的現狀1.2電機生產(chǎn)線(xiàn)改造需求分析目前該企業(yè)的轉子生產(chǎn)線(xiàn)為非自動(dòng)流水線(xiàn),工藝針對目前的實(shí)際情況,電機生產(chǎn)線(xiàn)改造的目標主過(guò)程復雜,由于其加工質(zhì)量直接影響電機的最終質(zhì)量,要從以下3方面需求進(jìn)行分析:1)加工系統:從壓軸到因此轉子生產(chǎn)線(xiàn)的狀況成為制約電機質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶校直工位能連成局部可重組的半自動(dòng)線(xiàn),從加工設備頸。為解決電機生產(chǎn)線(xiàn)的這一瓶頸問(wèn)題,以轉子生產(chǎn)線(xiàn)自身重組,設備的工裝重組以及設備間的聯(lián)系重組等的改造為突破口,并在此基礎上將研究成果擴展應用方面中國煤化工工系統;2)控制系統研制*上海市重點(diǎn)攻關(guān)項目(編號:0311110CNMHG力的可重組生產(chǎn)線(xiàn)控收稿日期:2006年8月制軟件,通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)控制現場(chǎng)加工設備,并進(jìn)行數機械制造45卷第50期星盛~當鷗據收集和分析,以滿(mǎn)足系統的構型需要,并可根據加工任務(wù)的變化迅速組態(tài)實(shí)現對裝配任務(wù)的優(yōu)化控制;3)可重組控制系統物流系統:在重組過(guò)程中,根據生產(chǎn)產(chǎn)品的變化,由可可組態(tài)軟件重組控制系統發(fā)出指令,通知物流系統如何調整小車(chē)產(chǎn)信息系統生產(chǎn)線(xiàn)建模行車(chē)路線(xiàn)、輸送線(xiàn)循環(huán)方式、各工序工作緩沖大小、輸單信息可組態(tài)算法實(shí)現]同重組加工同重組物流系統送節拍大小。庫存信息設備控制驅動(dòng)2電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造的總體技術(shù)方案生產(chǎn)信息生產(chǎn)反饋信息針對以上的現狀和需求分析,考慮到可重組制造加工設備信息系統和電機生產(chǎn)線(xiàn)的工藝特點(diǎn)及現狀需求,以及轉子生產(chǎn)線(xiàn)是整個(gè)電機生產(chǎn)過(guò)程的瓶頸,因此對電機生產(chǎn)數據分析、統線(xiàn)的改造主要是對轉子生產(chǎn)線(xiàn)的改造。具體思路為:該計、診斷轉子生產(chǎn)線(xiàn)可以基于現有生產(chǎn)條件,通過(guò)轉子加工設備自身的變化(包括工裝的快速裝卸和設備部分構件▲圖3可重組生產(chǎn)線(xiàn)控制系統組成圖的快速更替)以及加工設備間聯(lián)系變化(物流路線(xiàn)的改線(xiàn)軟件控制系統的核心,它可以根據不同的加工訂單變),從而達到根據計劃定單的變化,通過(guò)車(chē)間控制系及時(shí)調整轉子加工設備部件的更替和工裝的轉換,使統快速調整轉子生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)能力,實(shí)現穩定的產(chǎn)之快速重組;調整生產(chǎn)線(xiàn)物流路線(xiàn)使物流響應加工系品質(zhì)量和低的重構成本。結合該企業(yè)生產(chǎn)汽車(chē)電機的統的要求。生產(chǎn)信息系統為可組態(tài)軟件進(jìn)行構件的物工藝特點(diǎn),可重組生產(chǎn)線(xiàn)根據不同產(chǎn)品的工藝變化,通理及邏輯重組提供精確及時(shí)的信息,其核心是一個(gè)數過(guò)組態(tài)控制系統將生產(chǎn)任務(wù)和組態(tài)信息下達到生產(chǎn)據庫系統。生產(chǎn)反饋信息系統是對重組后的加工產(chǎn)品線(xiàn),生產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)加工設備工裝的快速重組以及物流系及設備進(jìn)行監測,并及時(shí)反饋產(chǎn)品返修率,設備利用統的流程快速改變(如運輸車(chē)的行車(chē)路線(xiàn)、工裝庫的管率、設備能力、缺陷產(chǎn)品的溯源分析等信息給控制軟理)實(shí)現加工系統和物流系統的重組,并將加工過(guò)程信件。構建整個(gè)可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)的硬件結構如圖4所息及時(shí)反饋到組態(tài)控制系統,進(jìn)行數據分析和處理及示,其中虛線(xiàn)框為重點(diǎn)改造的轉子線(xiàn)部分加工系統的控制可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)的基本結構及相關(guān)改造部分如圖2所示。電機總裝線(xiàn)可重→可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)控制系統}[硬件改造壓軸設備+可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)加工系裝備改造機生壓軸工位產(chǎn)線(xiàn)可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)物流系統現場(chǎng)工裝庫構建E57-200顯示屏工裝庫質(zhì)量保證系統質(zhì)量改道▲圖2可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)系統結構及相關(guān)改造9控機工控機校直工位工裝庫2.1可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)控制系統基于組態(tài)技術(shù)的控制系統主要是對生產(chǎn)線(xiàn)上的設備進(jìn)行加工任務(wù)的分配、設備的控制、加工數據的采電機轉子線(xiàn)66665E其余工位集、加工參數的調整、生產(chǎn)線(xiàn)的監控等?？刂葡到y是整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)正常運行的基礎,主要由可組態(tài)控制軟件和擴展接口數據采集反饋系統兩部分組成。將客戶(hù)訂單或緊急訂▲圖4可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)硬件結構單數據經(jīng)手工排程、計算機簡(jiǎn)單優(yōu)化并結合相應的庫存信息以及生產(chǎn)現場(chǎng)信息,傳入控制系統,控制系統通2.2可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)加工系統過(guò)對數據進(jìn)行可重組計算、仿真評價(jià)、控制運行得到一通過(guò)工裝的快速變化來(lái)適應產(chǎn)品的變化是轉子裝個(gè)具體的車(chē)間作業(yè)計劃,并將該計劃傳輸給可重組加配生工系統以及物流系統執行加工系統和物流系統將信和工中國煤化工加工設備部件的更替進(jìn)行轉子生產(chǎn)的優(yōu)勢息反饋給控制系統,它們之間關(guān)系如圖3。CNMHG其中,生產(chǎn)線(xiàn)建模以及可組態(tài)軟件是可重組生產(chǎn)針對生產(chǎn)線(xiàn)加工設備現狀,結合可重組的思想和機械制造45卷第510期2007/2關(guān)鍵技術(shù),給出可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)加工系可重組對加工系統的要求:舒航分公司的工序需求統的設計方案,如圖51適應可移位和布局調整的模塊化結構機床1、壓軸2生成現場(chǎng)快速拼接或插接的模塊化機床控制器接口|2、壓換向器實(shí)線(xiàn)部分所示,由各3、適應快速定位、夾緊的模塊化夾具和檢測工具3、測徑跳、校直種要求(包括可重組對加工系統的要求、匚結合可重組生產(chǎn)對加工設備和工裝以及檢測工具的具體要求工廠(chǎng)的要求以及可重對這幾道工序需要完成的改造任務(wù)組加工對于設備、工I、現場(chǎng)信息采集與通訊系統2、加工設備的改造3、工裝的改造4、機床控制器裝、檢具的具體要的改造5、檢測工具的改造求),結合各工序的實(shí)際現況,制定出對各壓軸工序的硬件改造現場(chǎng)信工序改造的具體任務(wù)1、加工設備:機床控制系統及數據接口息采集壓換向測徑與通訊跳,校目標,接著(zhù)把重要工行程控制開(kāi)關(guān)、適合快移的運動(dòng)裝置2、工裝:模塊化夾具(或夾具庫)快速夾系統的器的硬直的硬位的改造方案細化硬件改件改造緊裝置件改造具體如對可重組后質(zhì)3控制器接口:模塊化量控制影響較大的壓換向器、電機軸端校信息傳送是否成功依賴(lài)加工設備是否從設備從控制系統!有控制部分以及數據接口,如無(wú)則無(wú)1}數據口直、測徑跳、壓軸等工傳來(lái)的指令!法實(shí)現對加工系統的控制即可重組采集數位的硬件進(jìn)行改造通過(guò)車(chē)間監:':的生產(chǎn)指令只能仿真結構據反饋在該方案中,對控層下傳到到控制機環(huán)的數據;可重組控制系統輸出至可重組加工系統的信號提供加工設備的名稱(chēng)及使用參數、系統整個(gè)電機生產(chǎn)線(xiàn)加工控制接口!加工設備的具體工裝及參數調整方法具體工序檢測方式的選擇、具體工序的生產(chǎn)Fx系統進(jìn)行可重組改造8節拍等主要集中在對加工設▲圖5可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)加工系統設計備的改造,通過(guò)對整個(gè)電機轉子生產(chǎn)線(xiàn)質(zhì)量狀況的分析來(lái)看,電機轉子軸位的實(shí)時(shí)信息采集,需要對各個(gè)工位的加工設備控上的一個(gè)關(guān)鍵尺寸—出軸端同軸度的質(zhì)量問(wèn)題幾乎制接口部分進(jìn)行設計改造。如圖5中的虛線(xiàn)部分表示控都產(chǎn)生在壓軸工位。此外,電機轉子出軸同心度是電機制系統與各個(gè)改造后加工工位的信息傳遞,完成改造轉子的一個(gè)重要技術(shù)指標,因此,改造內容主要具體體后,控制系統傳來(lái)的指令通過(guò)車(chē)間監控層下傳到機床現在對壓軸工位進(jìn)行技術(shù)改造和對電機出軸校直工位的數據控制接口,這些指令具體到提供加工設備的名進(jìn)行技術(shù)改造上。限于篇幅,這里不展開(kāi)敘述具體設計稱(chēng)及使用參數加工設備的具體工裝和參數調整方法過(guò)程。具體工序檢測方式的選擇、具體工序生產(chǎn)工序的生產(chǎn)壓軸工位具體改造的實(shí)施內容:增加壓軸后軸端節拍等同時(shí),控制系統可以實(shí)現對各設備狀況及其生高度與疊片厚度的計算機檢測,其檢測結果將集中存產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)數據采集。貯,供后續的質(zhì)量分析與控制部門(mén)使用同時(shí)采集壓軸2.3可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)物流系統過(guò)程中的壓軸壓力與位移值,并建立相應的壓力-位構建可重組狀態(tài)下的現場(chǎng)工裝庫,具體方案是:要移關(guān)系,這些數據同樣集中存貯,從而為進(jìn)一步的壓軸實(shí)現快速有效的加工方式可重組在不移動(dòng)加工設備過(guò)程質(zhì)量控制提供最原始的數據。的情況下,通過(guò)有效的夾具組合,同樣能達到移動(dòng)加工電機出軸校直工位改造內容:對這個(gè)工位進(jìn)行半設備同樣的效果特別是在多品種混合加工時(shí),不同型自動(dòng)操作改造,除了上下工件以外,整個(gè)校直工作全都號夾具的更換使用將更為頻繁在這種情況下,就有必自動(dòng)完成。具體改造的實(shí)施內容:完成半自動(dòng)化的轉子要在生產(chǎn)現場(chǎng)設置延伸的工裝庫位,同時(shí)也必須對這出軸端同心度檢測,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )BP算法理論確定校些現場(chǎng)工藝裝備按一定的規范要求進(jìn)行管理直過(guò)程中的校直量,完成自動(dòng)校直。同時(shí)收集校直前后該工裝庫放置若干套常用和后續使用的工裝夾轉子出軸端的質(zhì)量信息,并將其集中存貯,從而為進(jìn)具,以智工戀化產(chǎn)生的快速可重組,并步全面控制轉子生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量提供最原始的數建立中國煤化這些工裝包括夾具檢具和CNMHG同一臺加工機器,也此外,為了實(shí)現控制系統對各工位的控制和各個(gè)就是說(shuō)工裝的安裝方式將統一,并方便快速調整。工裝2007/2機械制造45卷第510期戰b質(zhì)星座·遷總庫的控制計算機接收來(lái)自控制系統的生產(chǎn)工裝安排①基礎層。模型中體現了IsO9000質(zhì)量保證體系以及工裝管理數據,既加強對工裝的管理,也減少了工要素,主要表現在質(zhì)量保證體系要素規定的程序文件裝切換的時(shí)間。中的具體操作、處理,像對質(zhì)量體系文件、質(zhì)量體系審2.4可重組制造質(zhì)量保證系統核、質(zhì)量評價(jià)等的管理。在電機生產(chǎn)線(xiàn)可重組改造過(guò)程中還要從質(zhì)量方面②實(shí)現層。主要是根據生產(chǎn)工藝特點(diǎn),通過(guò)對壓考慮,構建面向可重組制造的質(zhì)量保證系統。由上述對軸、校直工位的可重構改造以及從質(zhì)量信息方面考慮電機生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行可重組改造的技術(shù)思路可看出,在可構建現場(chǎng)信息采集與通訊系統,實(shí)現質(zhì)量信息的有效重組制造環(huán)境下,要實(shí)現產(chǎn)品的質(zhì)量保證,關(guān)鍵是對可傳遞,從而完成對關(guān)鍵質(zhì)量信息點(diǎn)的控制,同時(shí)實(shí)現對重組生產(chǎn)過(guò)程的控制。因此我們從質(zhì)量保證體系的基整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監控。這樣就可實(shí)現與制造過(guò)程礎層出發(fā),按照Iso9000系列標準建立基礎質(zhì)量保證有關(guān)的過(guò)程控制、檢驗與試驗,并實(shí)現可重組制造環(huán)境框架體系,調整規范各個(gè)要素。通過(guò)建立工位信息系統產(chǎn)品質(zhì)量的追溯、不合格品的控制、糾正和預防措施和關(guān)鍵工位質(zhì)量信息控制系統,快速準確地完成現場(chǎng)質(zhì)量記錄的控制等,從而確保了整個(gè)系統的有效運行。工位信息的釆集與發(fā)布,同時(shí)建立基于現場(chǎng)制造工藝③資源層。主要是建立基于設計與制造信息的現的質(zhì)量信息數據庫,將各種類(lèi)批次的生產(chǎn)工藝過(guò)程信場(chǎng)質(zhì)量信息數據庫,信息數據不僅及時(shí)、準確地記錄下息、產(chǎn)品質(zhì)量信息等輸入相應的數據庫。利用Web技來(lái),而且符合質(zhì)量保證體系的規范要求,通過(guò)信息查詢(xún)術(shù)搭建信息共享平臺,實(shí)現可重組制造質(zhì)量控制系系統,可實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量信息的追溯。統,使產(chǎn)品的質(zhì)量控制從原來(lái)單純的產(chǎn)品檢測轉向生④用戶(hù)層。系統采用ASP作為前臺應用程序開(kāi)發(fā)產(chǎn)全過(guò)程的質(zhì)量控制,最終使企業(yè)以面向市場(chǎng)的質(zhì)量工具, SQL Server2000作為后臺數據庫管理系統,前后保證體系運作。圖6為該系統的總體框圖,各層介紹如臺之間通過(guò)ODBC技術(shù)進(jìn)行數據交換。目前主要是通下過(guò) Intranet實(shí)現企業(yè)內部的信息共享,隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展,遠程用戶(hù)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng),及2000版IS09000質(zhì)量體系時(shí)了解質(zhì)量信息,加快信息反饋速度。質(zhì)量體系文件管理本方案應用于上海某電機生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)質(zhì)量體系審核管理質(zhì)量體系教育與培訓程,收到了預期的效果可重組制造質(zhì)量評估管理質(zhì)量保證系統3結論本文論述了對一種電機產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行可重組改可重組制造生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制系統造的詳細方案,構建了可重組電機生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統、基礎層加工系統、物流系統以及質(zhì)量保證系統。通過(guò)將其應用裝、設備于實(shí)際生產(chǎn),證明整個(gè)電機生產(chǎn)系統對于產(chǎn)品的變化計量器具具有更快的響應速度、更強的品種適應能力、更穩定的的檢驗質(zhì)量控制水平。工位信總系統檢驗「質(zhì)保工參考文獻質(zhì)量數據采集‖數據統計分析藝文件1謝楠李?lèi)?ài)平,徐立云.可重組制造系統及其關(guān)鍵技術(shù)[J同系統測量工濟大學(xué)學(xué)報,2005,33(11):1513-1517[實(shí)現{信息控制系統[位質(zhì)量‖信息輸出系統‖藝文件2吳智躍沈曉,黃國慶,劉士良,蔡英可重組的制造系統[系統管理及維護‖質(zhì)量跟蹤管理‖數據程江南大學(xué)學(xué)報,2003,2(2):156-159序文件3周軍,鄧建新,劉戰強.可重組制造系統[J].機械設計,200320(10):1-3.基于設計與制造信息的現場(chǎng)質(zhì)量信息數據庫4周軍,劉戰強,鄧建新.可重組制造系統及其關(guān)鍵技術(shù)[J山東大學(xué)學(xué)報,2003,33(5):477-481.數據庫管理系統5隋艷麗,李明,張美華,吳奕青網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下可重組制造質(zhì)量中國煤化工床,200,5):94-9用戶(hù)匚企業(yè)h遠程用戶(hù)登陸系統CNMHG▲圖6可重組制造質(zhì)量保證系統的總體框圖(編輯文圻)A機械制造45卷第510期2007/2