質(zhì)墨盛~學鷗電機生嚴線的可重組造口趙曉銀口李明口李偉口彭秋生海大學CMS及機器人中心,上海200072摘要:提出一種電機產(chǎn)品生產(chǎn)線可重組改造的方案,并構(gòu)建可重組電機生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)、加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)以及質(zhì)量保證系統(tǒng),既從生產(chǎn)過程來保證可重組生產(chǎn)線具有較高的快速響應能力,又有效地實施了產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制,保證了可重組工作狀況下產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)鍵詞:可重組制造生產(chǎn)線改造電機物流組態(tài)質(zhì)量保證中圖分類號:TH65文獻標識碼:A文章編號:1000-4998(2007)02-0048-04由于生產(chǎn)競爭的加劇以及自身行業(yè)的技術(shù)特點等到整個生產(chǎn)過程中去,轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線未改造前的生產(chǎn)過原因,用戶需求多樣化、產(chǎn)品更新?lián)Q代快等特征在電機程及工作流程如圖1所示。生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過程中表現(xiàn)得越來越明顯。要對生產(chǎn)中的變化進行快速響應和對產(chǎn)品進行快速適應,就必餓子壓軸“壓整流子→電樞繞線“點焊浸潰須對整個生產(chǎn)線進行可重組改造,這對于我國一些老企業(yè)利用現(xiàn)有生產(chǎn)資源和技術(shù)條件轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,提高自身競爭力,節(jié)約資金都有很重要的推廣意義。軸承檔打磨<動平〈測輕跳>整流子〈電在可重組改造過的生產(chǎn)線上,對產(chǎn)品變換響應時真間大大縮短,這種生產(chǎn)產(chǎn)品的快速多變可能會帶來▲圖1轉(zhuǎn)子生產(chǎn)步驟系列的問題,這對于電機生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)組織方式,質(zhì)本文面對的電機生產(chǎn)線,具有明顯的生產(chǎn)和技術(shù)量管理方式和底層設(shè)備兼容性等提出了更高的要求。特點,主要包括:①電機生產(chǎn)流程、工序是相對固定的在可重組生產(chǎn)方式下對產(chǎn)品質(zhì)量的控制同樣是一一般不隨產(chǎn)品型號的變化而有太大變化;②目前企業(yè)個挑戰(zhàn)。本文介紹了對某企業(yè)電機生產(chǎn)線進行可重組所有的電機產(chǎn)品生產(chǎn)線上設(shè)備有一定適用范圍,現(xiàn)場改造的情況,其核心就是在現(xiàn)有資源與裝備的基礎(chǔ)上,生產(chǎn)時通過夾具的更換及相關(guān)輔助設(shè)備的配套,就可通過在信息層、執(zhí)行層的有效重組,使整個電機生產(chǎn)系以相應地應對產(chǎn)品的變化;③電機生產(chǎn)線每個工位目統(tǒng)對于產(chǎn)品的變化具有更快的響應速度、更強的品種前皆采用半自動加工方式,上下料全依靠人工承擔;④適應能力和更穩(wěn)定的質(zhì)量控制水平。因此,在整個可重加工零件的檢測一般由工位自行解決,并在一定的工組改造過程中,對關(guān)鍵工序進行信息和工藝可重組改位設(shè)置了綜合性能測試;⑤電機加工生產(chǎn)線的物流采造及如何確?？芍亟M制造狀態(tài)下的產(chǎn)品質(zhì)量,將是電用離散的小車形式;⑥生產(chǎn)管理方式為看板方式;⑦由機生產(chǎn)線可重組改造中的關(guān)鍵問題。于采用非固定物流方式,目前的生產(chǎn)線能適應品種混現(xiàn)有電機生產(chǎn)線基本狀況合的加工方式;⑧工藝裝備實行集中管理方式,并根據(jù)加工零件及工藝要求在需要時領(lǐng)用。1.1現(xiàn)有電機生產(chǎn)線的現(xiàn)狀1.2電機生產(chǎn)線改造需求分析目前該企業(yè)的轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線為非自動流水線,工藝針對目前的實際情況,電機生產(chǎn)線改造的目標主過程復雜,由于其加工質(zhì)量直接影響電機的最終質(zhì)量,要從以下3方面需求進行分析:1)加工系統(tǒng):從壓軸到因此轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的狀況成為制約電機質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶校直工位能連成局部可重組的半自動線,從加工設(shè)備頸。為解決電機生產(chǎn)線的這一瓶頸問題,以轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線自身重組,設(shè)備的工裝重組以及設(shè)備間的聯(lián)系重組等的改造為突破口,并在此基礎(chǔ)上將研究成果擴展應用方面中國煤化工工系統(tǒng);2)控制系統(tǒng)研制*上海市重點攻關(guān)項目(編號:0311110CNMHG力的可重組生產(chǎn)線控收稿日期:2006年8月制軟件,通過工業(yè)以太網(wǎng)控制現(xiàn)場加工設(shè)備,并進行數(shù)機械制造45卷第50期星盛~當鷗據(jù)收集和分析,以滿足系統(tǒng)的構(gòu)型需要,并可根據(jù)加工任務的變化迅速組態(tài)實現(xiàn)對裝配任務的優(yōu)化控制;3)可重組控制系統(tǒng)物流系統(tǒng):在重組過程中,根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的變化,由可可組態(tài)軟件重組控制系統(tǒng)發(fā)出指令,通知物流系統(tǒng)如何調(diào)整小車產(chǎn)信息系統(tǒng)生產(chǎn)線建模行車路線、輸送線循環(huán)方式、各工序工作緩沖大小、輸單信息可組態(tài)算法實現(xiàn)]同重組加工同重組物流系統(tǒng)送節(jié)拍大小。庫存信息設(shè)備控制驅(qū)動2電機生產(chǎn)線可重組改造的總體技術(shù)方案生產(chǎn)信息生產(chǎn)反饋信息針對以上的現(xiàn)狀和需求分析,考慮到可重組制造加工設(shè)備信息系統(tǒng)和電機生產(chǎn)線的工藝特點及現(xiàn)狀需求,以及轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線是整個電機生產(chǎn)過程的瓶頸,因此對電機生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)線的改造主要是對轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的改造。具體思路為:該計、診斷轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線可以基于現(xiàn)有生產(chǎn)條件,通過轉(zhuǎn)子加工設(shè)備自身的變化(包括工裝的快速裝卸和設(shè)備部分構(gòu)件▲圖3可重組生產(chǎn)線控制系統(tǒng)組成圖的快速更替)以及加工設(shè)備間聯(lián)系變化(物流路線的改線軟件控制系統(tǒng)的核心,它可以根據(jù)不同的加工訂單變),從而達到根據(jù)計劃定單的變化,通過車間控制系及時調(diào)整轉(zhuǎn)子加工設(shè)備部件的更替和工裝的轉(zhuǎn)換,使統(tǒng)快速調(diào)整轉(zhuǎn)子生產(chǎn)過程和生產(chǎn)能力,實現(xiàn)穩(wěn)定的產(chǎn)之快速重組;調(diào)整生產(chǎn)線物流路線使物流響應加工系品質(zhì)量和低的重構(gòu)成本。結(jié)合該企業(yè)生產(chǎn)汽車電機的統(tǒng)的要求。生產(chǎn)信息系統(tǒng)為可組態(tài)軟件進行構(gòu)件的物工藝特點,可重組生產(chǎn)線根據(jù)不同產(chǎn)品的工藝變化,通理及邏輯重組提供精確及時的信息,其核心是一個數(shù)過組態(tài)控制系統(tǒng)將生產(chǎn)任務和組態(tài)信息下達到生產(chǎn)據(jù)庫系統(tǒng)。生產(chǎn)反饋信息系統(tǒng)是對重組后的加工產(chǎn)品線,生產(chǎn)線通過加工設(shè)備工裝的快速重組以及物流系及設(shè)備進行監(jiān)測,并及時反饋產(chǎn)品返修率,設(shè)備利用統(tǒng)的流程快速改變(如運輸車的行車路線、工裝庫的管率、設(shè)備能力、缺陷產(chǎn)品的溯源分析等信息給控制軟理)實現(xiàn)加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的重組,并將加工過程信件。構(gòu)建整個可重組電機生產(chǎn)線的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所息及時反饋到組態(tài)控制系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)分析和處理及示,其中虛線框為重點改造的轉(zhuǎn)子線部分加工系統(tǒng)的控制可重組電機生產(chǎn)線的基本結(jié)構(gòu)及相關(guān)改造部分如圖2所示。電機總裝線可重→可重組電機生產(chǎn)線控制系統(tǒng)}[硬件改造壓軸設(shè)備+可重組電機生產(chǎn)線加工系裝備改造機生壓軸工位產(chǎn)線可重組電機生產(chǎn)線物流系統(tǒng)現(xiàn)場工裝庫構(gòu)建E57-200顯示屏工裝庫質(zhì)量保證系統(tǒng)質(zhì)量改道▲圖2可重組電機生產(chǎn)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)改造9控機工控機校直工位工裝庫2.1可重組電機生產(chǎn)線控制系統(tǒng)基于組態(tài)技術(shù)的控制系統(tǒng)主要是對生產(chǎn)線上的設(shè)備進行加工任務的分配、設(shè)備的控制、加工數(shù)據(jù)的采電機轉(zhuǎn)子線66665E其余工位集、加工參數(shù)的調(diào)整、生產(chǎn)線的監(jiān)控等?？刂葡到y(tǒng)是整個生產(chǎn)線正常運行的基礎(chǔ),主要由可組態(tài)控制軟件和擴展接口數(shù)據(jù)采集反饋系統(tǒng)兩部分組成。將客戶訂單或緊急訂▲圖4可重組電機生產(chǎn)線硬件結(jié)構(gòu)單數(shù)據(jù)經(jīng)手工排程、計算機簡單優(yōu)化并結(jié)合相應的庫存信息以及生產(chǎn)現(xiàn)場信息,傳入控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)通2.2可重組電機生產(chǎn)線加工系統(tǒng)過對數(shù)據(jù)進行可重組計算、仿真評價、控制運行得到一通過工裝的快速變化來適應產(chǎn)品的變化是轉(zhuǎn)子裝個具體的車間作業(yè)計劃,并將該計劃傳輸給可重組加配生工系統(tǒng)以及物流系統(tǒng)執(zhí)行加工系統(tǒng)和物流系統(tǒng)將信和工中國煤化工加工設(shè)備部件的更替進行轉(zhuǎn)子生產(chǎn)的優(yōu)勢息反饋給控制系統(tǒng),它們之間關(guān)系如圖3。CNMHG其中,生產(chǎn)線建模以及可組態(tài)軟件是可重組生產(chǎn)針對生產(chǎn)線加工設(shè)備現(xiàn)狀,結(jié)合可重組的思想和機械制造45卷第510期2007/2關(guān)鍵技術(shù),給出可重組電機生產(chǎn)線加工系可重組對加工系統(tǒng)的要求:舒航分公司的工序需求統(tǒng)的設(shè)計方案,如圖51適應可移位和布局調(diào)整的模塊化結(jié)構(gòu)機床1、壓軸2生成現(xiàn)場快速拼接或插接的模塊化機床控制器接口|2、壓換向器實線部分所示,由各3、適應快速定位、夾緊的模塊化夾具和檢測工具3、測徑跳、校直種要求(包括可重組對加工系統(tǒng)的要求、匚結(jié)合可重組生產(chǎn)對加工設(shè)備和工裝以及檢測工具的具體要求工廠的要求以及可重對這幾道工序需要完成的改造任務組加工對于設(shè)備、工I、現(xiàn)場信息采集與通訊系統(tǒng)2、加工設(shè)備的改造3、工裝的改造4、機床控制器裝、檢具的具體要的改造5、檢測工具的改造求),結(jié)合各工序的實際現(xiàn)況,制定出對各壓軸工序的硬件改造現(xiàn)場信工序改造的具體任務1、加工設(shè)備:機床控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)接口息采集壓換向測徑與通訊跳,校目標,接著把重要工行程控制開關(guān)、適合快移的運動裝置2、工裝:模塊化夾具(或夾具庫)快速夾系統(tǒng)的器的硬直的硬位的改造方案細化硬件改件改造緊裝置件改造具體如對可重組后質(zhì)3控制器接口:模塊化量控制影響較大的壓換向器、電機軸端校信息傳送是否成功依賴加工設(shè)備是否從設(shè)備從控制系統(tǒng)!有控制部分以及數(shù)據(jù)接口,如無則無1}數(shù)據(jù)口直、測徑跳、壓軸等工傳來的指令!法實現(xiàn)對加工系統(tǒng)的控制即可重組采集數(shù)位的硬件進行改造通過車間監(jiān):':的生產(chǎn)指令只能仿真結(jié)構(gòu)據(jù)反饋在該方案中,對控層下傳到到控制機環(huán)的數(shù)據(jù);可重組控制系統(tǒng)輸出至可重組加工系統(tǒng)的信號提供加工設(shè)備的名稱及使用參數(shù)、系統(tǒng)整個電機生產(chǎn)線加工控制接口!加工設(shè)備的具體工裝及參數(shù)調(diào)整方法具體工序檢測方式的選擇、具體工序的生產(chǎn)Fx系統(tǒng)進行可重組改造8節(jié)拍等主要集中在對加工設(shè)▲圖5可重組電機生產(chǎn)線加工系統(tǒng)設(shè)計備的改造,通過對整個電機轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線質(zhì)量狀況的分析來看,電機轉(zhuǎn)子軸位的實時信息采集,需要對各個工位的加工設(shè)備控上的一個關(guān)鍵尺寸—出軸端同軸度的質(zhì)量問題幾乎制接口部分進行設(shè)計改造。如圖5中的虛線部分表示控都產(chǎn)生在壓軸工位。此外,電機轉(zhuǎn)子出軸同心度是電機制系統(tǒng)與各個改造后加工工位的信息傳遞,完成改造轉(zhuǎn)子的一個重要技術(shù)指標,因此,改造內(nèi)容主要具體體后,控制系統(tǒng)傳來的指令通過車間監(jiān)控層下傳到機床現(xiàn)在對壓軸工位進行技術(shù)改造和對電機出軸校直工位的數(shù)據(jù)控制接口,這些指令具體到提供加工設(shè)備的名進行技術(shù)改造上。限于篇幅,這里不展開敘述具體設(shè)計稱及使用參數(shù)加工設(shè)備的具體工裝和參數(shù)調(diào)整方法過程。具體工序檢測方式的選擇、具體工序生產(chǎn)工序的生產(chǎn)壓軸工位具體改造的實施內(nèi)容:增加壓軸后軸端節(jié)拍等同時,控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對各設(shè)備狀況及其生高度與疊片厚度的計算機檢測,其檢測結(jié)果將集中存產(chǎn)狀況的實時數(shù)據(jù)采集。貯,供后續(xù)的質(zhì)量分析與控制部門使用同時采集壓軸2.3可重組電機生產(chǎn)線物流系統(tǒng)過程中的壓軸壓力與位移值,并建立相應的壓力-位構(gòu)建可重組狀態(tài)下的現(xiàn)場工裝庫,具體方案是:要移關(guān)系,這些數(shù)據(jù)同樣集中存貯,從而為進一步的壓軸實現(xiàn)快速有效的加工方式可重組在不移動加工設(shè)備過程質(zhì)量控制提供最原始的數(shù)據(jù)。的情況下,通過有效的夾具組合,同樣能達到移動加工電機出軸校直工位改造內(nèi)容:對這個工位進行半設(shè)備同樣的效果特別是在多品種混合加工時,不同型自動操作改造,除了上下工件以外,整個校直工作全都號夾具的更換使用將更為頻繁在這種情況下,就有必自動完成。具體改造的實施內(nèi)容:完成半自動化的轉(zhuǎn)子要在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)置延伸的工裝庫位,同時也必須對這出軸端同心度檢測,用神經(jīng)網(wǎng)絡BP算法理論確定校些現(xiàn)場工藝裝備按一定的規(guī)范要求進行管理直過程中的校直量,完成自動校直。同時收集校直前后該工裝庫放置若干套常用和后續(xù)使用的工裝夾轉(zhuǎn)子出軸端的質(zhì)量信息,并將其集中存貯,從而為進具,以智工戀化產(chǎn)生的快速可重組,并步全面控制轉(zhuǎn)子生產(chǎn)過程的質(zhì)量提供最原始的數(shù)建立中國煤化這些工裝包括夾具檢具和CNMHG同一臺加工機器,也此外,為了實現(xiàn)控制系統(tǒng)對各工位的控制和各個就是說工裝的安裝方式將統(tǒng)一,并方便快速調(diào)整。工裝2007/2機械制造45卷第510期戰(zhàn)b質(zhì)星座·遷總庫的控制計算機接收來自控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工裝安排①基礎(chǔ)層。模型中體現(xiàn)了IsO9000質(zhì)量保證體系以及工裝管理數(shù)據(jù),既加強對工裝的管理,也減少了工要素,主要表現(xiàn)在質(zhì)量保證體系要素規(guī)定的程序文件裝切換的時間。中的具體操作、處理,像對質(zhì)量體系文件、質(zhì)量體系審2.4可重組制造質(zhì)量保證系統(tǒng)核、質(zhì)量評價等的管理。在電機生產(chǎn)線可重組改造過程中還要從質(zhì)量方面②實現(xiàn)層。主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝特點,通過對壓考慮,構(gòu)建面向可重組制造的質(zhì)量保證系統(tǒng)。由上述對軸、校直工位的可重構(gòu)改造以及從質(zhì)量信息方面考慮電機生產(chǎn)線進行可重組改造的技術(shù)思路可看出,在可構(gòu)建現(xiàn)場信息采集與通訊系統(tǒng),實現(xiàn)質(zhì)量信息的有效重組制造環(huán)境下,要實現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量保證,關(guān)鍵是對可傳遞,從而完成對關(guān)鍵質(zhì)量信息點的控制,同時實現(xiàn)對重組生產(chǎn)過程的控制。因此我們從質(zhì)量保證體系的基整個生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控。這樣就可實現(xiàn)與制造過程礎(chǔ)層出發(fā),按照Iso9000系列標準建立基礎(chǔ)質(zhì)量保證有關(guān)的過程控制、檢驗與試驗,并實現(xiàn)可重組制造環(huán)境框架體系,調(diào)整規(guī)范各個要素。通過建立工位信息系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量的追溯、不合格品的控制、糾正和預防措施和關(guān)鍵工位質(zhì)量信息控制系統(tǒng),快速準確地完成現(xiàn)場質(zhì)量記錄的控制等,從而確保了整個系統(tǒng)的有效運行。工位信息的釆集與發(fā)布,同時建立基于現(xiàn)場制造工藝③資源層。主要是建立基于設(shè)計與制造信息的現(xiàn)的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫,將各種類批次的生產(chǎn)工藝過程信場質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫,信息數(shù)據(jù)不僅及時、準確地記錄下息、產(chǎn)品質(zhì)量信息等輸入相應的數(shù)據(jù)庫。利用Web技來,而且符合質(zhì)量保證體系的規(guī)范要求,通過信息查詢術(shù)搭建信息共享平臺,實現(xiàn)可重組制造質(zhì)量控制系系統(tǒng),可實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量信息的追溯。統(tǒng),使產(chǎn)品的質(zhì)量控制從原來單純的產(chǎn)品檢測轉(zhuǎn)向生④用戶層。系統(tǒng)采用ASP作為前臺應用程序開發(fā)產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制,最終使企業(yè)以面向市場的質(zhì)量工具, SQL Server2000作為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),前后保證體系運作。圖6為該系統(tǒng)的總體框圖,各層介紹如臺之間通過ODBC技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換。目前主要是通下過 Intranet實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的信息共享,隨著網(wǎng)絡技術(shù)和企業(yè)的業(yè)務發(fā)展,遠程用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng),及2000版IS09000質(zhì)量體系時了解質(zhì)量信息,加快信息反饋速度。質(zhì)量體系文件管理本方案應用于上海某電機生產(chǎn)企業(yè)的實際生產(chǎn)過質(zhì)量體系審核管理質(zhì)量體系教育與培訓程,收到了預期的效果可重組制造質(zhì)量評估管理質(zhì)量保證系統(tǒng)3結(jié)論本文論述了對一種電機產(chǎn)品生產(chǎn)線進行可重組改可重組制造生產(chǎn)過程質(zhì)量控制系統(tǒng)造的詳細方案,構(gòu)建了可重組電機生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)層加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)以及質(zhì)量保證系統(tǒng)。通過將其應用裝、設(shè)備于實際生產(chǎn),證明整個電機生產(chǎn)系統(tǒng)對于產(chǎn)品的變化計量器具具有更快的響應速度、更強的品種適應能力、更穩(wěn)定的的檢驗質(zhì)量控制水平。工位信總系統(tǒng)檢驗「質(zhì)保工參考文獻質(zhì)量數(shù)據(jù)采集‖數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析藝文件1謝楠李愛平,徐立云.可重組制造系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J同系統(tǒng)測量工濟大學學報,2005,33(11):1513-1517[實現(xiàn){信息控制系統(tǒng)[位質(zhì)量‖信息輸出系統(tǒng)‖藝文件2吳智躍沈曉,黃國慶,劉士良,蔡英可重組的制造系統(tǒng)[系統(tǒng)管理及維護‖質(zhì)量跟蹤管理‖數(shù)據(jù)程江南大學學報,2003,2(2):156-159序文件3周軍,鄧建新,劉戰(zhàn)強.可重組制造系統(tǒng)[J].機械設(shè)計,200320(10):1-3.基于設(shè)計與制造信息的現(xiàn)場質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫4周軍,劉戰(zhàn)強,鄧建新.可重組制造系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J山東大學學報,2003,33(5):477-481.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)5隋艷麗,李明,張美華,吳奕青網(wǎng)絡環(huán)境下可重組制造質(zhì)量中國煤化工床,200,5):94-9用戶匚企業(yè)h遠程用戶登陸系統(tǒng)CNMHG▲圖6可重組制造質(zhì)量保證系統(tǒng)的總體框圖(編輯文圻)A機械制造45卷第510期2007/2