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            常州空調鈑金噴涂

            目前,空調外機鈑金件的噴涂自動化作業已經屢見不鮮,然而在自動化線體的推廣過程中,幾乎以簡單的重復為主,在原有基礎上的突破升級較為匱乏。隨著精益生產思想的不斷滲透,各相關行業在生產過程中,發現舊有模式存在巨大的精益改善空間。以空調鈑金件生產為例,物流生產模式傳統、空調大殼體的吊掛摘取靠人工操作完成等問題嚴重制約著效率的增長。本文針對空調各大殼體零件的吊掛噴涂,通過利用流程分析與工具應用及自動化等手段,從掛具結構優化、一個流傳輸送線、自動掛料與摘料等方式來消除低效與浪費,實現鈑金噴涂生產模式的變革。

            空調殼體零件吊掛噴涂介紹

            由于粉末涂料具備四“E”即Energy(節能)、Environment(環保)、Economy(經濟)、Effect(高效)的優點,在行業內廣泛使用。其中以熱固性純聚酯粉末涂料最為常用,屬Primid體系環保粉。自動噴涂線如圖1所示,采用電暈放電噴槍,由靜電發生器產生50~90kV高壓,電極針尖端放電將噴槍口周圍空氣電離,粉末通過時帶上負電荷,工件接地,因此粉末通過庫倫力吸附在工件上。而在噴涂前,需要經過多環前處理工序,重點清除鈑金零件表面油污、灰塵,磷化處理能夠提高防腐能力及基材與涂層的附著力。噴涂后還需經過熔融、留平、交聯固化三個階段才能發揮其防腐性能。噴涂工藝流程如圖2所示。

            圖1 自動噴涂線

            圖2 噴涂工藝流程

            噴涂生產模式變革的應用

            在舊有噴涂生產線的基礎上,重點從掛具結構優化、后工序精益物流以及自動上下料展開對變革工作進行敘述。

            掛具結構優化的應用及解決方案

            空調外機進行噴涂的六類常用零件分別為:底盤,左、右側板,閥門支架,外罩和頂蓋,需要三種掛具進行吊掛噴涂生產。其中,底盤專用一種掛具,左側板專用一種掛具,右側板、外罩、頂蓋、閥門支架共用一種掛具,分別如圖3、圖4、圖5所示。由于采用雙線體輪換生產模式,需要頻繁切換掛具、物料及轉線換線生產,造成因現場混亂產生的管理浪費、頻繁點停產生的產能浪費、轉線換線產生的等待浪費。

            圖3 底盤專用掛具

            圖4 左側板專用掛具

            圖5 右側板、外罩等專用掛具

            空調各大殼體零件的吊掛噴涂生產模式存在精益改善空間,針對以上問題需進行掛具結構的優化改善。項目團隊創新提出將原來的外罩、右側板、閥門支架、頂蓋四類零件三齊套的吊掛方式,升級為外罩,左、右側板,閥門支架,頂蓋,底盤六類零件兩齊套的吊掛方式。經過不斷的現場驗證、優化調整,最終完成掛具的結構設計,實現所有殼體零件在通用掛具上的吊掛生產,如圖6所示,有效解決了因頻繁切換掛具、物料及轉線換線產生的問題。同時,結合新型掛具的尺寸,對噴涂線懸掛鏈進行調整。新型掛具投產后,節距由原來的0.65m縮短至0.54m,掛點數由1.5個/米提高至1.75個/米,實現增效17%,節省水、電、氣等能耗費用120萬元/年。

            圖6 通用掛具

            噴涂前后工序精益物流應用及解決方案

            因噴涂物流生產模式落后,造成前后工序生產不連貫。底盤,左、右側板,閥門支架,外罩與頂蓋六類零件在各區生產完成后,首先需要收料裝車進入沖壓庫房,然后物控班人員根據噴涂班生產計劃配送各零件至噴涂線邊,如圖7所示,再通過牽引車進行滿車和空車的往返轉運。而噴涂生產成品經下料裝車后首先進入噴涂庫房,物控班人員再根據總裝計劃備料至配發區,如圖8所示。其中,底盤、外罩、頂蓋三類零件體積大、定容少、占空間,頻繁轉運倒車作業時操作不便;左、右側板、閥門支架三類零件體積小、定容大、重量大,頻繁轉運倒車作業時費時費力。同時,整個生產流程中存在重復搬運、周轉作業,搬運浪費明顯。另外,落后的物流轉運模式導致現場存在大量周轉工裝車,造成現場混亂,管理浪費。

            圖7 底盤點焊到噴涂

            圖8 底盤噴涂到總裝

            現存物流生產模式存在較多浪費,針對以上問題需進行噴涂前后工序精益化物流改善。為滿足空間要求,首先,對一樓噴涂線進行延長改造,如圖9所示,即將噴涂環線北移14m,提供更大的空間進行上下料作業;其次,對二樓噴涂線進行加高改造,如圖10所示,使噴涂線內側下料后的零件可以順皮帶線有序流出。

            圖9 一樓延長噴涂線

            圖10 二樓加高噴涂線

            在噴涂線改造的基礎上,規劃前后工序精益化物流改善項目。首先,結合車間整體布局,進行噴涂前工序即沖壓、點焊線體位置調整,規劃皮帶線一個流線路。噴涂前工序包括三類大殼體零件從沖壓、點焊到噴涂一個流不落地傳輸,分別是外罩三次元及機械手線沖壓到噴涂皮帶線一個流(圖11、圖12)、頂蓋沖壓到噴涂皮帶線一個流、底盤點焊到噴涂皮帶線一個流。

            圖11 外罩三次元線沖壓到噴涂

            圖12 外罩機械手線沖壓到噴涂

            然后,規劃噴涂后工序五類大殼體零件由噴涂下線到總裝的一個流線路。噴涂后工序包括底盤噴涂到總裝線邊一個流(圖13),外罩噴涂到總裝吊籃一個流,左、右側板噴涂預裝到總裝吊籃一個流,頂蓋噴涂預裝到總裝吊籃一個流。

            圖13 底盤噴涂到總裝

            通過完成三類大殼體零件的沖壓、點焊到噴涂上線的一個流,五類大殼體零件由噴涂下線到總裝的一個流的生產模式,取代了原始的人工反復周轉的作業方式,消除物流斷點,減少搬運、庫存浪費。

            自動化上下料的應用及解決方案

            空調各大殼體零件的吊掛、摘取均由人工操作完成。由于掛具長期使用易變形、掛針噴涂次數增加變粗、噴涂線線速高、運行過程零件晃動等因素,需要人工進行吊掛摘取,如圖14、圖15所示,一直未實現各零件的自動上下料,噴涂上下料崗位也成為最為密集的作業崗位之一。噴涂線每班產量達8000件以上,需要工人頻繁轉身彎腰作業,勞動強度大,易疲勞。

            圖14 頂蓋人工上料

            圖15 右側板人工下線

            現存上下料生產模式人工投入成本高、勞動強度大,針對此問題需進行自動化革新改善,最終突破攻關噴涂線自動掛料與摘料。另外,前期掛具結構的更改也為實施噴涂零件自動上下線提供了一定基礎,新型掛具結構兩齊套吊掛方式相比三齊套吊掛方式摘料難度降低。頂蓋的吊掛取消了傳統的掛針吊掛方式,使得對頂蓋吊掛、摘取操作的精度要求降低,有效減少了影響因素,提高了自動化作業的穩定性。同時基于前期一個流生產模式的建立,對接開展噴涂零件自動上下線項目,其中包含頂蓋沖壓到噴涂一個流皮帶線末端機器人自動抓取上線,底盤噴涂到總裝線邊一個流皮帶線前端機器人自動抓取下線,左右側板、外罩、頂蓋噴涂到總裝吊籃一個流皮帶線前端機器人自動抓取下線,取代噴涂線人工上下料崗位6個,減輕了工人勞動強度,消除四高崗位,如圖16所示。

            圖16 底盤自動下料

            結 束 語

            從掛具結構改善提效到噴涂前后工序一個流傳輸再到噴涂自動上下線應用,完成了以噴涂為核心的高效生產模式的建立,有效提高車間生產效率,處于行業內領先地位。項目團隊經長時間驗證與試驗,最終落實各項改善工作,為鈑金噴涂奠定了技術基礎與經驗基礎,完成了市級技能大師工作室成員肩負的使命。

            常州鈑金加工

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