鈑金噴涂生產(chǎn)模式變革

目前，空調(diào)外機鈑金件的噴涂自動化作業(yè)已經(jīng)屢見不鮮，然而在自動化線體的推廣過程中，幾乎以簡單的重復為主，在原有基礎上的突破升級較為匱乏。隨著精益生產(chǎn)思想的不斷滲透，各相關行業(yè)在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)舊有模式存在巨大的精益改善空間。以空調(diào)鈑金件生產(chǎn)為例，物流生產(chǎn)模式傳統(tǒng)、空調(diào)大殼體的吊掛摘取靠人工操作完成等問題嚴重制約著效率的增長。本文針對空調(diào)各大殼體零件的吊掛噴涂，通過利用流程分析與工具應用及自動化等手段，從掛具結構優(yōu)化、一個流傳輸送線、自動掛料與摘料等方式來消除低效與浪費，實現(xiàn)鈑金噴涂生產(chǎn)模式的變革。空調(diào)殼體零件吊掛噴涂介紹由于粉末涂料具備四“E”即Energy（節(jié)能）、Environment（環(huán)保）、Economy（經(jīng)濟）、Effect（高效）的優(yōu)點，在行業(yè)內(nèi)廣泛使用。其中以熱固性純聚酯粉末涂料最為常用，屬Primid體系環(huán)保粉。自動噴涂線如圖1所示，采用電暈放電噴槍，由靜電發(fā)生器產(chǎn)生50～90kV高壓，電極針尖端放電將噴槍口周圍空氣電離，粉末通過時帶上負電荷，工件接地，因此粉末通過庫倫力吸附在工件上。而在噴涂前，需要經(jīng)過多環(huán)前處理工序，重點清除鈑金零件表面油污、灰塵，磷化處理能夠提高防腐能力及基材與涂層的附著力。噴涂后還需經(jīng)過熔融、留平、交聯(lián)固化三個階段才能發(fā)揮其防腐性能。噴涂工藝流程如圖2所示。圖1自動噴涂線圖2噴涂工藝流程噴涂生產(chǎn)模式變革的應用在舊有噴涂生產(chǎn)線的基礎上，重點從掛具結構優(yōu)化、后工序精益物流以及自動上下料展開對變革工作進行敘述。掛具結構優(yōu)化的應用及解決方案空調(diào)外機進行噴涂的六類常用零件分別為：底盤，左、右側板，閥門支架，外罩和頂蓋，需要三種掛具進行吊掛噴涂生產(chǎn)。其中，底盤專用一種掛具，左側板專用一種掛具，右側板、外罩、頂蓋、閥門支架共用一種掛具，分別如圖3、圖4、圖5所示。由于采用雙線體輪換生產(chǎn)模式，需要頻繁切換掛具、物料及轉線換線生產(chǎn)，造成因現(xiàn)場混亂產(chǎn)生的管理浪費、頻繁點停產(chǎn)生的產(chǎn)能浪費、轉線換線產(chǎn)生的等待浪費。圖3底盤專用掛具圖4左側板專用掛具圖5右側板、外罩等專用掛具空調(diào)各大殼體零件的吊掛噴涂生產(chǎn)模式存在精益改善空間，針對以上問題需進行掛具結構的優(yōu)化改善。項目團隊創(chuàng)新提出將原來的外罩、右側板、閥門支架、頂蓋四類零件三齊套的吊掛方式，升級為外罩，左、右側板，閥門支架，頂蓋，底盤六類零件兩齊套的吊掛方式。經(jīng)過不斷的現(xiàn)場驗證、優(yōu)化調(diào)整，最終完成掛具的結構設計，實現(xiàn)所有殼體零件在通用掛具上的吊掛生產(chǎn)，如圖6所示，有效解決了因頻繁切換掛具、物料及轉線換線產(chǎn)生的問題。同時，結合新型掛具的尺寸，對噴涂線懸掛鏈進行調(diào)整。新型掛具投產(chǎn)后，節(jié)距由原來的0.65m縮短至0.54m，掛點數(shù)由1.5個/米提高至1.75個/米，實現(xiàn)增效17%，節(jié)省水、電、氣等能耗費用120萬元/年。圖6通用掛具噴涂前后工序精益物流應用及解決方案因噴涂物流生產(chǎn)模式落后，造成前后工序生產(chǎn)不連貫。底盤，左、右側板，閥門支架，外罩與頂蓋六類零件在各區(qū)生產(chǎn)完成后，首先需要收料裝車進入沖壓庫房，然后物控班人員根據(jù)噴涂班生產(chǎn)計劃配送各零件至噴涂線邊，如圖7所示，再通過牽引車進行滿車和空車的往返轉運。而噴涂生產(chǎn)成品經(jīng)下料裝車后首先進入噴涂庫房，物控班人員再根據(jù)總裝計劃備料至配發(fā)區(qū)，如圖8所示。其中，底盤、外罩、頂蓋三類零件體積大、定容少、占空間，頻繁轉運倒車作業(yè)時操作不便；左、右側板、閥門支架三類零件體積小、定容大、重量大，頻繁轉運倒車作業(yè)時費時費力。同時，整個生產(chǎn)流程中存在重復搬運、周轉作業(yè)，搬運浪費明顯。另外，落后的物流轉運模式導致現(xiàn)場存在大量周轉工裝車，造成現(xiàn)場混亂，管理浪費。圖7底盤點焊到噴涂圖8底盤噴涂到總裝現(xiàn)存物流生產(chǎn)模式存在較多浪費，針對以上問題需進行噴涂前后工序精益化物流改善。為滿足空間要求，首先，對一樓噴涂線進行延長改造，如圖9所示，即將噴涂環(huán)線北移14m，提供更大的空間進行上下料作業(yè)；其次，對二樓噴涂線進行加高改造，如圖10所示，使噴涂線內(nèi)側下料后的零件可以順皮帶線有序流出。圖9一樓延長噴涂線圖10二樓加高噴涂線在噴涂線改造的基礎上，規(guī)劃前后工序精益化物流改善項目。首先，結合車間整體布局，進行噴涂前工序即沖壓、點焊線體位置調(diào)整，規(guī)劃皮帶線一個流線路。噴涂前工序包括三類大殼體零件從沖壓、點焊到噴涂一個流不落地傳輸，分別是外罩三次元及機械手線沖壓到噴涂皮帶線一個流（圖11、圖12）、頂蓋沖壓到噴涂皮帶線一個流、底盤點焊到噴涂皮帶線一個流。圖11外罩三次元線沖壓到噴涂圖12外罩機械手線沖壓到噴涂然后，規(guī)劃噴涂后工序五類大殼體零件由噴涂下線到總裝的一個流線路。噴涂后工序包括底盤噴涂到總裝線邊一個流（圖13），外罩噴涂到總裝吊籃一個流，左、右側板噴涂預裝到總裝吊籃一個流，頂蓋噴涂預裝到總裝吊籃一個流。圖13底盤噴涂到總裝通過完成三類大殼體零件的沖壓、點焊到噴涂上線的一個流，五類大殼體零件由噴涂下線到總裝的一個流的生產(chǎn)模式，取代了原始的人工反復周轉的作業(yè)方式，消除物流斷點，減少搬運、庫存浪費。自動化上下料的應用及解決方案空調(diào)各大殼體零件的吊掛、摘取均由人工操作完成。由于掛具長期使用易變形、掛針噴涂次數(shù)增加變粗、噴涂線線速高、運行過程零件晃動等因素，需要人工進行吊掛摘取，如圖14、圖15所示，一直未實現(xiàn)各零件的自動上下料，噴涂上下料崗位也成為最為密集的作業(yè)崗位之一。噴涂線每班產(chǎn)量達8000件以上，需要工人頻繁轉身彎腰作業(yè)，勞動強度大，易疲勞。圖14頂蓋人工上料圖15右側板人工下線現(xiàn)存上下料生產(chǎn)模式人工投入成本高、勞動強度大，針對此問題需進行自動化革新改善，最終突破攻關噴涂線自動掛料與摘料。另外，前期掛具結構的更改也為實施噴涂零件自動上下線提供了一定基礎，新型掛具結構兩齊套吊掛方式相比三齊套吊掛方式摘料難度降低。頂蓋的吊掛取消了傳統(tǒng)的掛針吊掛方式，使得對頂蓋吊掛、摘取操作的精度要求降低，有效減少了影響因素，提高了自動化作業(yè)的穩(wěn)定性。同時基于前期一個流生產(chǎn)模式的建立，對接開展噴涂零件自動上下線項目，其中包含頂蓋沖壓到噴涂一個流皮帶線末端機器人自動抓取上線，底盤噴涂到總裝線邊一個流皮帶線前端機器人自動抓取下線，左右側板、外罩、頂蓋噴涂到總裝吊籃一個流皮帶線前端機器人自動抓取下線，取代噴涂線人工上下料崗位6個，減輕了工人勞動強度，消除四高崗位，如圖16所示。圖16底盤自動下料結束