車輪總裝生產(chǎn)線布局及模塊功能——課證融通課程生產(chǎn)線概述1車輪總裝生產(chǎn)工藝2生產(chǎn)線布局原則認知3生產(chǎn)線布局及模塊功能41.生產(chǎn)線概述什么是生產(chǎn)線生產(chǎn)線就是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所經(jīng)過的路線，即從原料進入生產(chǎn)現(xiàn)場開始，經(jīng)過加工、運送、裝配、檢測、分揀等一系列生產(chǎn)活動所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按照對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備及工人，負責完成某種產(chǎn)品的全部制造工作，以對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。1.生產(chǎn)線概述如圖所示，在生產(chǎn)線上流通的主要是生產(chǎn)物料和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。1.生產(chǎn)線概述具有編程功能的工業(yè)機器人（后文簡稱：工業(yè)機器人）不僅使生產(chǎn)線上的工作站能夠相對獨立完成細胞式生產(chǎn)，還可以為某工作站提供數(shù)據(jù)接口從而使數(shù)據(jù)的整理變得簡單化，即數(shù)據(jù)和物料的流動能夠統(tǒng)一起來。智能化生產(chǎn)線（智能化工廠）已實現(xiàn)無人操作，這將大大減少意外情況的發(fā)生，生產(chǎn)線平衡性便能得到更好的保證。1.生產(chǎn)線概述生產(chǎn)線類型如圖所示為生產(chǎn)線的分類方式，按范圍大小分為產(chǎn)品生產(chǎn)線和零部件生產(chǎn)線，按節(jié)奏快慢分為流水生產(chǎn)線和非流水生產(chǎn)線，按自動化程度分為自動化生產(chǎn)線和非自動化生產(chǎn)線。2.車輪總裝生產(chǎn)工藝生產(chǎn)線目標在設(shè)計規(guī)劃生產(chǎn)線之初，需要明確生產(chǎn)線的生產(chǎn)目標。如圖所示，本車輪總裝生產(chǎn)線的加工對象為輪轂零件和車標零件，完成輪轂零件的打磨加工和車標零件的激光打標加工后，對輪轂、車標和輪胎按照生產(chǎn)工藝進行整體裝配形成車輪成品，然后通過成品檢驗按照檢測標準分揀到指定的分揀道口，輸出生產(chǎn)線。輪轂零件車胎零件車標零件2.車輪總裝生產(chǎn)工藝車輪總裝生產(chǎn)工藝在案例生產(chǎn)線中，車輪總裝工藝的實施主要考慮兩方面的因素：物料流與數(shù)據(jù)流。一方面，對物料流的控制保證了生產(chǎn)線中各零部件可以按照設(shè)定的流程路徑和工藝參數(shù)進行加工、裝配、檢測等實際處理；另一方面，對數(shù)據(jù)流的控制保證了所有的必要處理信息都會被錄入物料的電子“身份卡”中，如此即可以利用當前數(shù)據(jù)對后續(xù)工序的實施提供依據(jù)，又可以根據(jù)電子信息對物料的加工過程進行追溯。2.車輪總裝生產(chǎn)工藝如圖所示，為車輪總裝的工藝流程圖。2.車輪總裝生產(chǎn)工藝車輪總裝生產(chǎn)工藝在物料方面，整個生產(chǎn)線加工過程分為7個流程：取料流程、打磨流程、激光打標流程、壓裝（裝配）流程、視覺檢測流程、電子信息讀寫流程以及分揀流程。物料每經(jīng)過一個流程，都離不開數(shù)據(jù)的收集與處理，只有明確當前的生產(chǎn)工藝，才能規(guī)劃出更適合的生產(chǎn)線。3.生產(chǎn)線布局原則認知生產(chǎn)線的布局原則主要分為以下幾類。①定位原則布局將原材料和設(shè)備按照使用次序和移動的難易程度在產(chǎn)品的四周進行生產(chǎn)。這種布局方式以產(chǎn)品為中心，一般不考慮物流成本和復雜程度。②工藝原則布局工藝原則是將相似的設(shè)備或功能集中放在一起的布局方式，這種形式在當前生產(chǎn)設(shè)備密集型企業(yè)較為常見，比如鑄造車間、機加工車間、裝配車間等等，因此也被稱為車間布局。③產(chǎn)品原則布局產(chǎn)品原則布局，是根據(jù)產(chǎn)品制造的步驟來安排設(shè)備或工作過程的方式，產(chǎn)品生產(chǎn)過程的路徑一般是直線型，適合大批量、同質(zhì)性的流水作業(yè)生產(chǎn)。這種布局方式需要規(guī)劃更好的生產(chǎn)平衡，避免局部生產(chǎn)短缺或生產(chǎn)過剩。3.生產(chǎn)線布局原則認知④成組技術(shù)（單元式）布局成組技術(shù)布局，又稱單元式布局，適合由一個或者少數(shù)幾個作業(yè)人員（工業(yè)機器人）承擔和完成生產(chǎn)單元內(nèi)所有工序的生產(chǎn)方式。因為這種成組技術(shù)布局方式使得單元組的功能相對獨立和完整，也稱該生產(chǎn)方式為“細胞生產(chǎn)方式”。成組技術(shù)布局，是當代最新、最有效的生產(chǎn)線設(shè)置的方式之一，這種方式使得小批量多種生產(chǎn)產(chǎn)品環(huán)境下的生產(chǎn)線的生產(chǎn)效果要強于流水線方式。然而，成組技術(shù)布局也有比較明顯的缺點，比如工作單元平衡較差、工人的技術(shù)培訓要求較高、加工產(chǎn)品種類繁雜使得零部件分組較為困難等，工業(yè)機器人的集成應(yīng)用以及智能制造技術(shù)的應(yīng)用，即可以有效克服這些缺點，新應(yīng)用形式下的成組技術(shù)布局優(yōu)勢將更加突出。4.生產(chǎn)線布局及模塊功能車輪總裝生產(chǎn)線布局案例車輪總裝生產(chǎn)線就是成組技術(shù)（單元式）布局形式下的產(chǎn)物。如圖所示，該生產(chǎn)線主要包括9個模塊（10個單元），其中考慮到緊湊型設(shè)計原則，將激光打標單元與工具單元布置在同一模塊中。按照圖示的物料生產(chǎn)路徑，即可完成車輪的總裝工藝。4.生產(chǎn)線布局及模塊功能1.視覺檢測單元

2.四軸工業(yè)機器人單元

3.壓裝單元

4.執(zhí)行單元

5.倉儲單元6.分揀單元

7.打磨單元

8.激光打標單元+工具單元

9.總控單元4.生產(chǎn)線布局及模塊功能車輪總裝生產(chǎn)線單元模塊功能根據(jù)不同的生產(chǎn)要求，同一個單元被賦予的功能要求卻不盡相同。在車輪總裝生產(chǎn)線中，各單元模塊的功能見表1。序號單元模塊功能定義1視覺檢測單元以標簽顏色“紅綠”來代替輪轂質(zhì)量是否合格。對輪轂零件視覺檢測區(qū)域中的標簽顏色進行檢測判定，針對不同的標簽顏色可分別輸出對應(yīng)的字符至通信對象。2四軸工業(yè)機器人單元夾持輪轂至視覺檢測單元、壓裝單元、分揀單元的放料點（或取料點）；夾持導錐和輪胎，輔助輪胎壓裝工藝的實施；能夠接收視覺傳感器或PLC通信傳輸?shù)淖址?，并分析處理；能夠根?jù)PLC的指令完成相關(guān)的動作流程。3壓裝單元以一定壓力將車胎壓裝在輪轂零件中。表1單元模塊功能定義（1）4.生產(chǎn)線布局及模塊功能表2單元模塊功能定義（2）序號單元模塊功能定義4執(zhí)行單元可以更換夾爪、吸盤、打磨工具等不同的工業(yè)機器人末端工具；夾持輪轂至倉儲單元、打磨單元、壓裝單元的放料點（或取料點）；能夠完成與PLC的IO通信，并根據(jù)PLC的指令完成相關(guān)的動作流程。5倉儲單元能夠推出或縮回各料倉，顯示并反饋當前各倉位的物料存儲狀態(tài)。6分揀單元根據(jù)接收到的分揀信息，將輪轂零件分揀到不同的指定倉位。4.生產(chǎn)線布局及模塊功能表3單元模塊功能定義（3）序號單元模塊功能定義7打磨單元為打磨工藝提供打磨工位；對輪轂零件進行變位，既可以完成輪轂的正反翻轉(zhuǎn)，也可以將輪轂進行180°