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江淮汽車動力總成制造生產線工藝揭秘

2020-04-27 21:46:58·  來源:AI汽車制造業
 
導語江淮汽車第一條發動機生產線于2004 年建成投產。經過十余年的發展,江淮汽車已先后建立了4GA、4GB、4GC、4DA、4DB 和DCT 共五大平臺發動機和變速器生產線,形成了一套動力總成工廠規劃設計理念。近年來,隨著自身產品的不斷變化升級
導語
江淮汽車第一條發動機生產線于2004 年建成投產。經過十余年的發展,江淮汽車已先后建立了4GA、4GB、4GC、4DA、4DB 和DCT 共五大平臺發動機和變速器生產線,形成了一套動力總成工廠規劃設計理念。
 
近年來,隨著自身產品的不斷變化升級,以及工業4.0 的發展推廣,以自動化和數字化為基礎的智能制造、以節能環保為基礎的綠色制造的迫切需求,促使江淮汽車進行工藝設計思路的轉變和工藝技術應用的深化。本文對以上內容做了簡要的介紹。
 
加工線布局規劃
 
近年來,我們在工藝流程的設計思路上做了一些轉變,尤其是對加工設備的布局,逐漸由原來一個流的直線布置(見圖1)向模塊化、成組加工的島狀工藝布置(見圖2)轉變。一個流布置的工序狀態多、重復定位多和單機故障的出現會影響到整條加工線的生產,而采用模塊化布置避免了這些現象。從實際的生產情況來看,由于工序狀態少,更有利于自動化的實現;工序集中,同時使精度更容易控制,進一步提升了產品質量。
 
 
隨著同平臺產品種類的不斷增多,小批量、多品種的生產模式是當下生產的趨勢所在,這讓生產線對于多品種產品柔性、共線生產以及精益投資、分期投入的要求也越來越強烈,顯然,模塊化布線更適合今后的發展需要。
同時,按照輕資產、重質量的思想,江淮汽車將進一步加大粗加工的外協內容,集中力量控制好精加工和裝配的質量。
 
柔性化生產線建設
如上所述,柔性化生產是發展的必然趨勢,這就要求我們做出相應的調整。
 
1. 由精加工采用專機向采用加工中心轉變
專機的優勢在于設備精度好、效率高。其缺點是:一次性投入大;柔性差,不利于新產品共線;占地空間大。加工中心的優勢是:一次性投資低,可分期投入;柔性好,產品切換方便;空間布置約束小。其缺點是效率較低。而隨著加工中心本身精度的不斷提升和在線自動補償技術的發展,其替代專機完成精加工內容已逐漸成為趨勢。
 
2. 傳統步進式常壓清洗機向機器人高壓清洗轉變
傳統清洗機的優點是投資經濟。缺點在于:柔性差,不利于產品切換;輸送定位精度不高,影響清洗和吹干效果;設備長度大。而機器人高壓清洗的優點在于:柔性好,適合多品種清洗;定位精準,適合高壓清洗和去毛刺;設備長度緊湊。缺點為投資較高。由于對質量要求的精益求精,對清潔度要求的不斷提高,機器人高壓清洗已逐步取代傳統方式。
 
3. 從傳統的非標設備向工業機器人的廣泛應用轉變
這種轉變可以通過機器人卡爪的快換來滿足生產線產品的快速換型。
 
自動化程度大幅提高
機器人的大量應用也是自動化程度提升的重要體現,其取代了傳統的輸送、翻轉和上下料機構,并與清洗、檢測等設備相結合,提升生產線的自動化。如果設計合理,一臺機器人可以在多個工位進行應用,生產線成本并沒有增加。
圖3 所示為機器人在活塞連桿安裝工位的應用。機器人從工位1 將缸體抓取后翻轉180°,移動到工位2 進行自動缸孔噴油;將缸體翻轉放至線外轉臺上進行活塞連桿的裝配;將裝配好活塞連桿的缸體自動翻轉后放置到工位3 的托盤;連桿擰緊后,在工位4 將缸體由倒立姿態翻轉為正立姿態。這樣,一臺機器人完成工件的3 次姿態轉換,取代了傳統的3 臺翻轉機構。
 
同時,我們也在著手進行原有生產線的自動化改造,對之前的手動裝配工位,進行自動化手段替代。如圖4 所示,油封壓裝、氣門彈簧安裝、缸墊安裝、缸蓋合裝、燃油泵涂膠以及鏈輪室蓋螺栓送料等部位,都可以通過優化進行自動化升級。
 
數字化生產的深化應用
 
十二五期間, 我們完成了從采用流水號、二維碼向全線RFID 質量追溯的轉變,即從簡易信息系統向MES 系統深層次應用的轉變。加工線采用螺栓式載碼體,安裝于缸體、缸蓋本體上,將身份識別及質量追溯相結合;裝配線托盤載碼體,集成工位覆蓋率達到70%,進一步增加了數據的可追溯性。
 
目前,江淮汽車動力總成生產線與數字化系統已經有了較高的集成度,從動力總成跟蹤系統、車間監控系統、物流安燈系統、質量數據采集、SPC 分析系統以及質量門與返修管理等多個方面提升了生產的信息化建設。
對于MES 系統下一步的發展,將是其與工藝、電控和生產的融合度得到進一步的提升,將MES 系統建設成為智能工廠的指揮官,整個生產過程實現可追溯性和可視化。對加工中心、刀具的集成、工藝流程和生產管理的標準化以及信息化下的全供應鏈物流管理,將是可能的發展方向。
 
綠色制造技術應用實例
1. 切削液
對切削液的處理,我們根據使用環境的不同采取了三種方式:
(1)對于加工設備比較少的情況(主要用于試制車間),我們采用在液箱上配備簡易的抽吸裝置,可以在短時間內除去表面浮油。
(2)對于少量加工設備組成的集中過濾系統,我們給凈液箱配備三相離心分離機,可以對集中收集后的切削液進行除油和除屑處理。
(3)對于整線加工設備組成的集中過濾,我們配置功能比較齊全的切削液集中處理系統。該系統將各設備的切削液連同鐵屑一起,通過泵和管路返回到專門的處理設備,經過粗、精兩級過濾進行處理。粗過濾排出的鐵屑集中后進行壓塊處理后直接回收;精過濾后的切削液再經過離心處理通過泵組返回加工設備進行循環利用。此系統對整線的切削液進行恒溫控制,保證切削液的質量,一次換液的使用壽命可以達到三年以上。
 
2.車間油霧處理
對于加工車間油霧的處理隨著環保等級的不斷提升,我們從最初的單機過濾后直接排放到廠內,到單機過濾后通過管路集中排到廠外,最后發展為通過管路收集后在車間內進行集中過濾處理后再排放(見圖5)。
 
3.改進工藝
冷熱試結合,不斷降低熱試比例,也是節能降耗的有效手段。裝配線采用冷試(汽油機、柴油機)全檢、熱試抽檢的工藝方式可保證產品質量(熱試抽檢比例控制到50%以內),同時大大節約了燃油損耗量,也降低了熱試排放對環境造成的污染。而對熱試臺架的尾氣采用“電加熱系統+DOC+SCR+DPF”串聯工藝系統(見圖6),凈化處理后的有害氣體成分去除率≥ 75%,顆粒物去除率≥ 90%,有效降低了大氣污染及霧霾危害。
 
由于缸內直噴發動機的燃油系統壓力(35 MPa)遠大于傳統發動機,如這個部位密封性不好,將存在重大質量風險。因此,可以在燃油系統管路裝配完成后的工位增加氦檢測試,并配置人機協作機器人與氦檢探頭進行集成。同時,對發動機采用電檢,也可以在熱試之前提前發現電氣元件的故障。
 
結語
歷經多年的發展, 江淮汽車在工藝技術上積累了豐富的經驗,動力總成生產線的質量控制正努力保持著國內領先的水平,精致工藝仍在持續提升之中。江淮汽車正從工藝規劃、制造水平和工藝裝備等方面全方位朝著世界先進水平邁進,為打造世界一流產品而不斷努力。
 
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