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汽车涂装车间输送线设备设计制造标准化应用黄旭尘

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：黄旭尘

[导读] 摘要：本文通过介绍某制造汽车生产线非标设备的企业，在推行非标设备标准化工作的经验及效果，并倡议此类企业对推进标准化工作的重视。

        中汽昌兴(洛阳)机电设备工程有限公司河南省洛阳市 471000
        摘要：本文通过介绍某制造汽车生产线非标设备的企业，在推行非标设备标准化工作的经验及效果，并倡议此类企业对推进标准化工作的重视。
        关键词：标准化；汽车涂装输送线非标设备；设计生产标准化
        标准化是机械制造行业的基础，非标设备的标准化推行也在行业内进行了广泛的讨论和研究。很多非标设备无法在国家层面、行业或协会层面进行标准化工作推展，但一个生产非标设备的企业，可以从企业内部开展。企业结合自身非标设备的特点，可以进行产品标准化工作推展，而其推展越充分，越能够较早收益，在行业内也能较早占据领先优势。
        1汽车涂装车间输送线主要单体设备及其标准化
        当前汽车涂装车间生产线主流为滑橇输送系统，本文将以此为切入点，对某公司标准化推行工作进行分析总结。滑橇输送系统主要包含以下部分：各式滚床、旋转滚床、移行机、升降机、工艺带式输送机、链式移行机、喷漆双链、烘干双链及滑橇等。由于种种原因，以上单体设备难以设计成标准设备，只能根据每个项目的特点，设计制造出满足该项目需求的设备[1]。单体设备标准化难度较大，但是可以对单体设备的零部件进行标准化设计，这样便可以取得较好的效果。这就如同系统的主要单元是标准的，按不同的规则集成，再开发出个别特殊单元，形成具有不同特点的系统。
        2设计标准化
        2.1设计规划
        标准化推行，应从设计规划阶段开始。对平面布置图输送系统的关键参数进行约束，这样就使得单体设备零部件标准化成为可能。如所有项目滑橇中心距按800mm或900mm规定，这样就把单体设备的宽度确定为2种规格。所有项目设备标高按500mm规定，大部分设备的高度就能得到统一。车间楼层高度按6.5m或7.0m设计，这样升降类设备的行程规格被统一为2种。在设计前期，只要能够把可以统一的尺寸，规定为一种或几种，这样对单体设备标准化设计的推行提供了很好的条件。
        2.2单体设备设计零部件标准化
        平面图设计规划阶段的参数要求限定后，影响单体设备结构的因素主要有长度尺寸和客户特殊要求。客户特殊要求暂不考虑，按大部分客户通常要求，单体设备会有不少零部件可以标准化[2]。汽车涂装车间输送线设备设计制造标准化应用在零部件设计时，优先选用标准件、通用件和常用件。如选用轴承时，可选择符合国标要求的常用轴承，避免使用定制轴承和不常用轴承。选用非标外购件时，可以限定在某几个品牌内，避免非标外购件因尺寸变化对零部件标准化设计产生较大影响。就主要设备具体设计而言，滚床除受长度影响的侧板和盖板不能标准化以外，其余的部件如支腿、电机座、辊子、连接梁及端板等均可设计为标准件。移行机除上部滚床部分外，移行机架等可设计为标准件，轨道部分可设计为标准轨道与非标轨道。旋转滚床除上部滚床部分外，旋转架和轨道均可设计为标准件。升降机设备，其驱动平台、维修平台、升降架、配重框架和立柱部分也均可设计为标准件。喷漆双链、烘干双链、工艺带式输送机和链式移行机等线体类设备，可按驱动段、中间段（n倍）、调整段以及张紧段来设计，除调整段外，其余均可设计为标准图纸。另外，可以考虑单体设备设计满足最大功能，虽然在单件加工成本上会有所增加，但综合考虑，会有很好的经济性。比如，部分区域滚床上需要安装端拨挡和导向轮，有些区域不需要，在设计时，滚床均按照可以安装这些附件来设计，在加工上，端板和侧板会多加工一些孔，但会极大方便后续的装配以及现场安装。
        2.3单体设备设计标准化推进
        在有了单体设备零部件标准化的基础上，可以进一步推进单体设备的标准化。单体设备标准化可以把每种单体设备设计为一个系列，如滚床可以设计为如表1所示的2个系列。
        喷漆双链和烘干双链等线体类设备，除把驱动段、张紧段和中间标准段标准化设计外，可以把调整段长度的500mm调整至标准段+500mm的区间，距离每间隔100mm设计1种，这样任何长度的线体设备可以通过调整中间段数量和筛选合适的调整段，组合出满足需要的设备总图。移行机、旋转床可按辊子间距800mm和900mm设计为2种规格。升降机除按辊子间距800mm和900mm分类外，可再细分为行程7.0m和6.5m等高度系列。这样，按照标准化的要求，在新的项目设计任务接到后，可以极大减轻设计工作量，减少图纸设计问题，缩短设计周期。

        3设计准则
        由于我国经济实力不断上升，很多产品制造行业中对非标机械设备的需求也不断提高，于是在市场的需求下，很多企业进行了非标机械设备和产品的设计与制造。在制造过程中，要全面考虑非标机械设备和产品的安全可靠性、稳定性、实用性及可操作性，要准确把握用户生产需求，以最经济的生产手段制造出相应的非标产品，并且应尽量具有通用性和可扩展性，方便其他非标机械产品的延伸设计和推广，以提高设计效率并节省成本。与此同时，在设计时必须始终把握市场需求和用户要求，在机械制造和加工过程中使用绿色材料和绿色能源，保护生态环境并减少污染，以此提高设备的综合效益。除此之外，在设计非标准机械设备时还应注意以下问题。
        3.1采用“积木式设计方法”进行设计
        “积木式设计方法”是全新的设计观点和设计方法，简单来说就是把非标准设备当做一个在若干个标准的零部件组合起来的的框架上进行的非标准件设计的设备。此设计方法的运用对从事非标准设备的设计、技术的改革创新上来说一种全新的设计理念和参考指方法，为提高我国非标准设备的综合设计水平起到了积极地推动作用。
        3.2紧密结合CAD技术
        随着计算机科学技术的不断发展，计算机辅助设计技术对机械设计制造及自动化专业的带来了较为积极的影响，CAD技术是通过计算机软件实现机械部件的设计，其使用灵活性较高，可以替代手工绘图，大大提高了制图精度和制图效率。利用CAD技术，可以对非标准机械产品中的非标准零件进行设计，以数字式、图片式以及文字式多样化手段，全方位体现部件的设计方式，其设计灵活性的特点完全符合非标准机械产品应用灵活性的特点。我们在实际的设计中一般要利用计算机对不同的设计方案进行繁杂的计算、分析和对比，最后选出最佳的方案；各种设计信息，无论是以数字形式、文字形式、还是图片形式的，都可以存储在计算机中，帮助我们快速地检索；一般情况下设计人员会用草图做为原始设计，会利用计算机将原始的草图转变为工作图；这样由计算机自动产生的设计方案，可以迅速的做出图形样板，然后再由设计人员对工作图的具体设计做出最后的判断和修改;我们还可以利用计算机对工作图形的后期编辑等相关的图形数据进行改进。而CAD技术与非标机械的有效结合可以改造传统的产业、不断的发展新兴产业、提高工作的生产效率、降低实际工程的造价和产品成本。
        3.3紧密结合3D打印技术
        3D打印技术是近些年非常流行的技术，最早在机械设计制造中应用最为广泛。3D打印技术通过计算机绘图软件和3D打印机，在一定的空间内完成工件从无到有的生产，对非标准器件加工的意义十分重大，弥补了机械加工制造过程中非标准零件难以加工的不足。3D打印技术未来在非标准机械产品和设备设计和加工中将继续发挥重大作用，因此非标准机械设备的设计与应用离不开3D打印技术的支持。
        3.4与非标自动化设备配合。目前，除了非标机械设备的应用较为广阔，非标自动化设备也层出不穷，然而“机”与“电”始终不分离，很多非标机械设备中除了机械结构、气动结构等结构以外，离不开电气结构和电子设备，因此，在设计非标自动化设备的同时，必须要了解非标自动化相关技术和设备，只有机械与电气自动化完美结合，才能设计并制造出更为完美的非标准机械自动化设备。
        4生产组织标准化
        4.1生产准备清单标准化
        依据标准化的设计图纸，整理出标准化的材料清单、外购件清单、标准件清单及制作件工艺路线清单等文件。这些标准化的清单，依据设备图纸设计的树形结构，整理成生产准备标准化数据库，在接到新的项目图纸任务后，可以调取这些生产准备清单数据进行投产。
        4.2工艺文件标准化
        依据标准化的设计图纸编制工艺文件，标准的工艺文件汇编成册，形成标准数据库，在下次遇到标准化的设计图纸时，同样可以方便地从数据库中提取通用图纸的工艺文件。生产准备清单和工艺文件的标准化越多，图纸任务下发后，同样可以减少工作量。
        4.3原材料及外购件采购准备
        通过上述工作准备，可以整理出标准设备制作所需的材料清单和外购件清单，设置常用材料库和外购件库，并设定库存量，实现原材料及外购件的集中采购与提前采购，达到降低采购成本，满足生产进度需求的效果。
        5标准化实施的主要优点
        5.1缩短设计周期
        某公司通过几年标准化的推行，滑橇输送线的大部分设备都进行了标准化推行，设备零部件进行了标准化的优化设计整理，设备也推出了系列化。一个整车项目的设计周期由原来的近2个月压缩至25天。设计周期缩短的同时，可节约一定的人力资源，减少设计错误率。
        5.2缩短制造周期
        制造周期的缩短，首先得益于生产组织阶段的标准化推行。该阶段标准化的推行能够极大压缩生产准备时间。其次，设备零部件标准件越多，生产各环节员工对加工件越熟悉，生产效率就会越高。这样，生产周期也实现了较大程度的压缩。
        5.3调节均衡每月生产任务量
        当项目进场时间分布不均，生产上就会出现某些月份生产任务量超负荷，某些月份生产任务量不足的情况。这时可以通过组织标准件预投产，达到均衡每月的生产任务量。即在生产淡季到来之前，评估生产淡季后面的项目，根据这些项目的工程清单，把设备中的标准件提前组织生产，把生产任务放到淡季里。即使后续项目设备的数量与结构发生变更，生产出来的标准件同样可以调拨到其他项目上使用，不会造成生产浪费。
        5.4便于项目间设备借用
        项目的进度计划由于受到各种因素的影响，经常发生变动。项目进场时间的提前或延后，设备安装受其他专业进度影响等情况都会对产生造成影响。通过已生产完成或正在生产的标准件调用，可以及时调整组织生产，满足项目变化的物资需求。
        5.5节约客户设备维修、保养及备件采购费用
        项目设备较多地采用标准零部件，可以避免每条生产线都要采购大量的备件，从而在维保资源的配置上节省开支。另外，由于零部件有较多的标准件，某公司在满足客户备件需求的前提下，减少设备易损件等备件的库存量，降低仓储成本，从而相应降低备件的销售价格，让利于客户。
        6结束语
        非标设备标准化，可以实现非标设备的批量生产，是企业提高生产效率的前提。非标设备标准化推行，是可以在企业内部实现大部分设备或零部件的标准化，这对企业的发展极为有益。当一个生产非标产品的企业发展到一定阶段，也必须推动产品的标准化工作，否则较低的生产运行效率会成为影响企业发展的瓶颈。
        参考文献
        [1]罗杰.非标机械设备产品及其设计准则[J].民营科技,2018(09):9.
        [2]王玉成.非标准设备设计中几个重要问题的探讨[J].才智,2013(11):337.
        [3]袁波.非标机械设备安装过程中的质量控制措施分析[J].中国设备工程，2018（6）：24-25.[4]吴要根.探究非标机械设备安装过程中的质量控制措施[J].山东工业技术，2018（7）：22.[5]黄金忠.浅谈我国非标机械设备行业的现状与发展[J].科技创新导报，2014（2）：237