快速换模在柔性单元生产模式下优化研究

发表时间:2021/4/28   来源:《工程管理前沿》2021年第3期   作者:郭德丰 任宝平 赵雅丽
[导读] 公司一直推行降本、提质、增效、精益生产管理目标,并围绕“高效率、
        郭德丰 任宝平  赵雅丽
        山西汾西重工有限责任公司 山西太原 030027
        摘要:公司一直推行降本、提质、增效、精益生产管理目标,并围绕“高效率、高水平、高效益”为我们岗位目标,通过发挥柔性单元机床柔性特点,提升服务流程,制定合理配送机制,缩短工人辅助准备时间,提高生产效率,提升柔性单元机床主轴利用率。
关键词:柔性;换模;配送
一、研究背景
        公司各型军民品趋于品种多、小批量、复杂程度高、生产任务急等生产模式,鉴于这种情况,公司购买了多台柔性机床,以确保满足现在的生产节拍需求。但柔性机床主轴利用效率一直处于车间平均水平,生产效率低下,没有完全发挥出机床柔性特点及机床的最大加工能力。
        另一方面传统模式加工零件方式,准备、辅助时间较长,影响零件质量及加工效率。装夹零件大部分都是自制一次性夹具,精度低、互换性差,每次都要重复设计、加工,影响准备效率。设备先进的探头功能及机床特有的加工能力没有及时开发与运用,还是处于较低水平加工模式及加工能力。这就势必要求我们从基础抓起,而快速换模、配送服务、发挥柔性特点正好可以将人员、设备等各方面的优势、资源进行整合,同时在规章制度、管理上实现升华,为车间的良好运行提供保障。
二、优化实施计划
        1. 充分利用柔性机床特点,所有加工零件都利用交换站装卸,以便节省装夹、找正辅助时间,提高准备效率。
        2. 开发机床探头测量、找正等功能,解决传统百分表找正思维模式,提高找正效率,提高零件生产效率及加工质量。
        3. 加工程序、刀具、量具、夹具、辅具等提前准备、派送,提高零件快速换模效率。

三、优化实施内容
        1. 节省零件装夹时间,提高加工、准备效率及主轴利用率。优化前零件都是在主轴停止运行情况下,在机床内部的工作台装夹零件,加工效率低,主轴利用率低。优化所有零件都在交换站装卸,减少装夹、等待时间,提高加工效率,提升主轴利用率。如下图所示,通用夹具按不同型号装在不同的交换工作台,提高了准备、换模效率。批量零件我们组装或自制两个或两个以上专用夹具,安装在多个交换工作台。机床内加工零件同时在交换站装夹零件,加工完毕后直接调出交换站的零件加工,主轴运转不停,提高加工效率,提升主轴利用率。

                  (16个工作台基本都装满了通用或专用夹具)

                  (一个工作台上装两个夹具,可以同时加工两个零件)

                  (机床里加工零件时操作者在交换站装卸零件)
        2. 缩短零件找正时间、提升零件测量准确性,提高生产效率、主轴利用率。优化前使用常规百分表、千分表找正零件,找正效率低。使用卡尺测量零件尺寸,测量误差大,生产效率低。优化后解决传统百分表找正思维模式,使用探头找正,提高找正效率。运用探头测量功能,提高零件的测量准确率。充分开发、利用机床探头功能,在找正零件圆心、拉正基准、测量直径、孔距、平行度等方面运用,缩短了找正时间,避免因人为造成测量误差,提高了测量准确率,提高零件生产效率及质量。

                          (探头找正零件中心程序及自动找正)
        
        
        3. 程序、刀具、量具、夹具、辅具等提前准备、派送,提高零件的快速换模效率。优化前操作者自己准备刀具、量具、夹具等所有辅具,换模效率低。优化后程序、刀具、量具、夹具、辅具等有专人提前准备、派送,减轻操作者劳动强度,提高零件的快速换模效率。编程保障员领到图纸后,按图纸、工艺要求建模、编制加工程序(包括技术上与技术员沟通)、填写刀具、量具派送单,由派送员准备量具、装刀、对刀等准备工作并且派送到工位。
具体流程如下:
1. 组长下发图纸给编程、保障员。
2. 编程员根据图纸、工艺编制建三维模型、加工程序,同时根据加工程序内容,填写加工刀具、量具配送表及加工所用的二类、工装、夹具。如果发现图纸、工艺有问题由编程员及时向技术员联系解决。
3. 配送员根据刀具、量具配送表及时准备刀具、量具并填写刀具、量具信息表,按时配送到所需要的机床工位,并详细向操作者说明配送表信息情况。
4. 零件加工的同时组长下发给编程员下一种需要加工零件的图纸、工艺,做到提前准备,提前派送。

(派送单与派送车)

四、总结
        1. 通过新生产模式优化提高了柔性单元机床准备效率、主轴利用率由之前的35%提高到现在52.6%,为公司一年多创造价值约117.09万元。
        2. 生产模式优化实施以来,通过现场资源整合利用,采取新的换模方式、三维探头应用、刀具、量具、程序派送等各项措施,缩短辅助准备时间,提升机床利用率,有效提高了生产效率。实施中新的方法、措施、技巧、思路可在各个数控设备中推广使用,为公司数控设备加工效率及加工能力提升起到积极推动作用。
参考文献:
[1]快速换模指南 精益实践者的分步指导  Chris A.Ortiz [J] 机械工业出版社,2014.3.
[2]精益生产管理实战手册 杨华 [J] 化学工业出版社,2018.9.

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