段洋 王漢文

(珠海格力電器股份有限公司,廣東珠海 519071)

空調(diào)成品物流全自動化一個流的生產(chǎn)模式

段洋 王漢文

(珠海格力電器股份有限公司,廣東珠海 519071)

本文介紹家用空調(diào)成品物流全自動化一個流的生產(chǎn)模式、原理、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的情況。

空調(diào) 成品物流 自動化

This article centers around the production mode,theory,key technology and specific scenario of the automatic logistic of finished residential air conditioner.

Air Conditioner Cargo logistic Automation

家用空調(diào)經(jīng)流水線裝配，由各零部件組裝成為一臺空調(diào)成品。空調(diào)裝配完成后為保證其質(zhì)量，仍需經(jīng)過15分鐘的靜置時間，再由檢漏儀器通過檢漏孔探測空調(diào)成品是否存在冷媒的泄漏;此工序行業(yè)內(nèi)為靜置檢漏;成品完成靜置檢漏后需將其堆列在叉板上，以便轉(zhuǎn)入倉庫，此工序稱為搬運(yùn)碼垛;為對空調(diào)成品進(jìn)行數(shù)量、賬務(wù)管理，因此增加了MES掃描入庫工序;此后便可將碼垛好的空調(diào)成品由生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)至倉庫儲存發(fā)貨即轉(zhuǎn)運(yùn)入庫;整個流程統(tǒng)稱為空調(diào)成品物流;本文將描述一種全新的集機(jī)械化、自動化、信息化的成品物流模式。

1 研發(fā)思路與實(shí)現(xiàn)方法

針對家用空調(diào)成品物流，目前行業(yè)內(nèi)均由人工操作，具體如圖1。

此操作過程存在了以下幾點(diǎn)問題：(1)人員問題：單條產(chǎn)線單班需投入5名員工進(jìn)行作業(yè);(2)叉板問題：因轉(zhuǎn)運(yùn)使用手動叉車，空調(diào)成品在下線碼垛時需堆放在叉板上，一家較成熟的大型公司，每年的叉板維護(hù)費(fèi)用超過200萬;(3)質(zhì)量問題：暫存區(qū)靜置15分鐘，時間多為檢漏員工估算，不受控;針對上述三個問題，重新設(shè)計規(guī)劃了一整套完整的最優(yōu)成品輸送模式：具體如圖2。

2 具體實(shí)施

針對空調(diào)成品物流中的四道工序靜置檢漏、搬運(yùn)碼垛、MES掃描入庫、轉(zhuǎn)運(yùn)入庫，分別進(jìn)行闡述。

2.1 靜置檢漏

圖1

(1)靜置緩存線設(shè)計：根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍、機(jī)型大小計算出滿足15分鐘靜置緩存線體的長度。以某機(jī)線體為例：該線體主打A機(jī)型、B機(jī)型，具體尺寸如表1;并且已知該線體最快生產(chǎn)節(jié)拍為14秒每臺。

故根據(jù)最快生產(chǎn)節(jié)拍、最大成品尺寸可計算出靜置緩存線的長度;如下：

為減少占地面積，設(shè)計成2層4段的運(yùn)回線體，考慮提升機(jī)位置故寬放4米，靜置緩存線體整體長度為40米，分為4段每段長10米。

(2)自動檢漏設(shè)計：檢漏工序包含了兩個動作，將檢漏儀通過檢漏孔插入空調(diào)成品內(nèi)檢漏3秒，若合格便貼上QC標(biāo)識;其中需滿足不同成品、檢漏孔位置不同的要求。故方案需考慮：檢漏的方式、檢漏合格與否的判斷、檢漏不合格的處理;綜合考量，擇最優(yōu)方案。

檢漏方式：通過掃描成品的條碼，確定檢漏孔位置。增加軟件數(shù)據(jù)庫，將條碼信息與產(chǎn)品信息及包裝箱檢漏孔信息關(guān)聯(lián)，以達(dá)成滿足不同成品的檢漏要求。

檢漏合格與否的判斷：將檢漏儀信號引出，并與檢漏設(shè)備的電控連接，通過檢漏儀信號，設(shè)備自動判斷檢漏合格與否。

圖2

圖3

圖4

表1

檢漏不合格處理：檢漏合格流入下一工序，檢漏不合格則流入增加的返修線內(nèi)。

圖5

圖6

圖7

2.2 搬運(yùn)碼垛

引進(jìn)碼垛機(jī)器人完成搬運(yùn)碼垛工序，對于碼垛機(jī)器人的設(shè)計，主要考慮夾具、定位系統(tǒng)、電控三方面的設(shè)計。

(1)夾具設(shè)計：利用伺服電機(jī)對夾具進(jìn)行精確控制;考慮不同空調(diào)成品的尺寸大小，重量等問題，設(shè)計夾具如圖3。

(2)定位系統(tǒng)：設(shè)計專用定位滾筒，在滾筒中增加定位導(dǎo)向，通過連接伺服電機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)定位;具體如圖4。

(3)電控系統(tǒng)： 機(jī)器人控制：驅(qū)動機(jī)器人，對機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精確定位。變頻器：對物料定位滾筒進(jìn)行調(diào)速。伺服電機(jī)：對夾具系統(tǒng)進(jìn)行精確定位。PLC控制：通過PLC控制，對整個設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確定位。與機(jī)器人系統(tǒng)配合，完成自動碼垛。人機(jī)界面：通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，并對個別機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手動控制。

2.3 MES掃描入庫

本方案通過增加一臺自動掃描設(shè)備完成對條碼的自動掃描，同時增加一套信息交互軟件將采集到得條碼信息與碼垛機(jī)器人進(jìn)行交互，同時與MES系統(tǒng)進(jìn)行交互完成掃描入庫;設(shè)備布局示意圖如圖5。

2.4 轉(zhuǎn)運(yùn)入庫

空調(diào)成品完成靜置檢漏、掃描入庫、堆列碼垛后，由板鏈線輸出，如此即可裝車轉(zhuǎn)庫，此工序采用機(jī)動叉車增加屬具——夾抱設(shè)備直接夾抱裝車。如圖6。

2.5 整體物流生產(chǎn)模式(如圖7)

3 核心技術(shù)

3.1 行業(yè)首次采用機(jī)器人檢漏

采用機(jī)器人代替人工進(jìn)行檢漏，貼標(biāo);增加掃描儀，通過在數(shù)據(jù)庫中維護(hù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，掃描儀掃描條碼后根據(jù)不同機(jī)型自動調(diào)整機(jī)器人位置，完成不同產(chǎn)品自動檢漏、貼標(biāo)的效果。

機(jī)器人在公司已成功運(yùn)用于成品碼垛技術(shù)中，且機(jī)器人在精密的焊接領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但首次將機(jī)器人運(yùn)用在成品機(jī)自動檢漏中;對比現(xiàn)有基地所推廣的室內(nèi)機(jī)空調(diào)自動檢漏設(shè)備為一段流水線，不可移動！機(jī)器人檢漏設(shè)備，占地面積小，且移動方便，可供不同線體快速切換、使用。并且現(xiàn)有室內(nèi)機(jī)空調(diào)自動檢漏設(shè)備價格為23萬，價格高昂。

3.2 集自動掃描入庫、控制碼垛機(jī)器人的信息交互系統(tǒng)

本信息交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了2大類功能：(1)自動掃描后數(shù)據(jù)與MES交互，根據(jù)基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)不同訂單，按不同棧板號自動入庫;(2)自動掃描后與MES交互，根據(jù)基礎(chǔ)信息，控制機(jī)器人自動切換程序，控制線體流動，實(shí)現(xiàn)全自動無人化。

4 效益對比

4.1 人員增效

通過改善空調(diào)成品物流模式，采用全新的集機(jī)械化、自動化、信息化的成品物流模式;直接實(shí)現(xiàn)單班增效5人的效果。

4.2 質(zhì)量增效

通過改善空調(diào)成品物流模式，從源頭上杜絕靜置時間無正確的測量，檢漏員工“憑感覺” 確定靜置時間導(dǎo)致的無法保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過自動掃描，檢測出不合格條碼，提升條碼粘貼合格率，防止錯貼、漏貼。

4.3 成本增效

通過改善空調(diào)成品物流模式，去除叉板直接降低叉板的維護(hù)成本。

5 結(jié)語

空調(diào)成品物流全自動化一個流的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)從暫存靜置、人工檢漏、人工掃描，人工碼垛，人工轉(zhuǎn)運(yùn)到自動緩存、機(jī)器人檢漏、自動掃描、碼垛、轉(zhuǎn)運(yùn)的一個流成品物流模式。將原有的勞動密集型工序轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型;提高行業(yè)自動化程度，降低人力成本，在勞動力日益匱乏的今天，提高核心競爭力，與品牌價值。

[1]三浦宏文編著.機(jī)電一體化實(shí)用手冊[K].上海：科學(xué)出版社,2001年8月.

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[3]向曉漢等編著.三菱FX系列PLC完全精通教材[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2013年7月.

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[5]王積偉等編著.液壓與氣壓傳動[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005年.