基于低成本自动化的SUV 汽车行李架单点取件及自动对接上下线物流技术

曾新明 杨根宝

(广汽菲亚特克莱斯勒汽车有限公司广州分公司，广东 广州511434)

1 概述

现代制造业企业为了提高自身的竞争力, 不仅要在产品方面快速应对市场变化,响应消费者需求,在制造层面同样要快速反应。在人力成本逐年上升的形势下, 通过运用各种改善手段和方法,消除浪费,有效控制制造成本,才能在保证产品竞争力的同时,获得更大经济效益。在汽车制造环节中,内物流(即零部件从入厂到配送至生产线边) 这一环节一直占据着制造成本中的很大一部分。如何实现内物流和生产工艺的高效衔接, 是汽车主机厂推进精益物流, 降低生产成本的核心, 其中总装车间涉及零部件种类多;包装规格差异大;需要根据零件部件的实际情况采用不同的方式进行供件[1],而基于低成本自动化的物流技术可以给出很多解决方案。

低成本自动化是指应用机械、气动、电气、电子和光电子等技术手段,结合现场生产需要,制造出结构简单、价格低廉、使用方便、性能稳定、见效快的自动装置或系统[2]。该项目技术基于LCA 技术理念下的具体应用案例, 主要针对于SUV 汽车主机厂行李架配送上线, 通过对行李架取件及自动对接上下线的模式的探索创新,构建一套科学合理的自动化物流系统, 具有较强的实际应用价值和推广意义。

2 行李架零件配送上下线现状分析

行李架零件配送上下线装配工艺流程如图1 所示。

2.1 行李架零件投料上架及回收空容器

图1 行李架零件配送上下线装配工艺流程图

图2 行李架低成本自动化物流技术装置示意图

行李架排序暂放在缓存区域, 作业者根据生产节拍定时,定点,定量手工投料上架,并从空容器货架上拿取回收空容器,由于行李架装配工艺在车顶, 作业者需要踏阶梯登高投料上架及取回空容器。

2.2 装配人员频繁行走依次取件装配

根据总装车间行李架装配工艺,行李架装配的岗位涉及到多种类型的零件,不仅有大件行李架,还有子零件,装配人员需频繁行走依次取件装配,取件步行范围大,耗费工时多。

3 技术设计方案

基于对生产现场中的人,物,场所三者之间的关系,进行科学分析, 使之达到最佳结合的状态,同时采用低成本自动化物流技术,设计以下技术方案, 相关的物流装置如图2 所示。

3.1 该装置包括：行李架周转料车,行李架周转料车上设置有上料层, 上料层的一侧设有一用于打开或关闭上料层的开闭机构, 上料层的高度由远离开闭机构的一侧向设置开闭机构的一侧逐渐降低,线边上料料架,设置在行李架安装线的上料端,线边上料料架的台面高度由外侧向靠近线边的一侧逐渐降低,线边上料料架的外侧设有一卡块。卡块用于与开闭机构配合,打开上料层,以使上料层上的行李架自动滑动至线边上料料架上。

3.2 该装置还包括：线边返空料架,线边返空料架设置在行李架安装线的返空端, 线边返空料架的台面高度由靠近线边的一侧向外侧逐渐降低, 线边返空料架的外侧设有一用于打开或关闭线边返空料架的开闭机构; 行李架周转料车上还设有一返空层,返空层的一侧设有一卡块,返空层的高度由设置有卡块的一侧至另一侧逐渐降低, 返空层上的卡块用于与线边返空料架上的开闭机构配合打开线边返空料架, 以使线边返空料架上的空箱自动滑动至返空层上。

4 方案技术特点

本文技术方案主要具有以下特点：

4.1 上下线无人化;通过卡块和开闭机构的配合对接达到行李架的自动上下线的目的,整 个作业的流程无需物流人员手工推车上料和返空的作业,实现行李架零件上下线无人化。

4.2 低成本自动化：该技术方案提供了一种低成本自动化物流技术装置,该装置包括：行李架周转料车、线边上下料料架、机械式自动拨杆等,整体无装配电机等驱动设备,投入成本低,结构简单,易维护。

4.3 取件单点化： 零件行李架采取整体打包模块化上线,有效解决其子零件取件点分散问题, 作业人员拿取的行走半径最优,实现所有零件黄金区域作业,人机工程更优。

4.4 收益多面化：本技术方案实现了显著的经济效益,不仅极大地减轻了员工作业劳动强度,而且有效的提高作业效率,降低了作业人员的安全风险。

5 方案验证

5.1 现场运用

应用本技术方案后, 物流人员将打包好的汽车行李架放置在行李架周转料车的上料层的台面上。行李架周转料车拉到线边上料料架旁后,行李架周转料车接近线边上料料架。通过线边上料料架外侧的卡块打开行李架周转料车上的开闭机构。由于上料层的台面和线边上料料架的台面均为倾斜设置, 行李架在自重力作用下自动从上料层上滑动至线边上料料架上, 实现行李架的自动对接上线, 同理实现了行李架包装盒的自动对接下线。另外,行李架零件统一放置在线边上料料架上,线上装配人员无需来回多个位置取件,实现了行李架的单点取件。

图3 行李架零件配送上下线装配工艺流程图

5.2 优化后作业工艺流程

运用技术方案后行李架零件配送上下线装配工艺流程如图3 所示。

6 结论

随着制造业人力成本的不断上升,未来制造业的整体发展趋势必定是更加自动化、智能化。通常情况,各企业都会把这种趋势同大幅投资相关联。然而,市场竞争激烈,如何有效控制生产成本是每一家制造企业不得不面对的课题, 而广泛应用的低成本自动化技术理念可以为众多企业带来启迪。

这项基于低成本自动化的汽车行李架配送自动对接技术,不仅为行业提供了汽车行李架物流配送环节的经典解决方案,同时其技术原理具有较强扩展性, 也为其它种类零件的上线方式提供了良好的思路借鉴。随着低成本自动化的汽车零件配送自动对接技术广泛应用,将会给行业带来更加广阔的经济效益,行业整体物流技术也随之逐步提升, 可实现以点带面, 带动行业更好的认识和运用LCA 物流技术, 逐步提升企业的综合竞争力。