寶石加工自動圈面砂機的研制QCC案例.ppt

1、寶石加工自動圈面砂機的研制 廣西華盛集團金港建材有限責(zé)任公司 奮進QC小組 2011年5月6日,一、小組介紹,（一）、小組概況 小組名稱：廣西華盛集團金港建材有限責(zé)任公司奮進QC小組 組長：周洪高 成立時間：2009年9月30日 歷史成績：2010年獲區(qū)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組榮譽稱號；2009-2010年課題寶石加工半自動壓砂機的研制獲廣西華盛集團公司QC成果發(fā)表三等獎。 本次活動時間：2010年6月6日2011年01月14日 活動次數(shù)：53次 課題類型：創(chuàng)新型,（二）、小組成員情況：,二、選擇課題,（一）、問題的提出 隨著我公司寶石加工項目自動化水平的不斷提高，特別是在和寶源QC小組的共同努力下，

2、在粘石器的基礎(chǔ)上攻克了翻石大關(guān)，把傳統(tǒng)的壓手改良成新型U形壓手。這些技術(shù)革新的成功，更突出圈面砂工序存在的問題，合格率不高，個人單位時間的產(chǎn)量不高，要滿足壓面、拋光工序的生產(chǎn)需要，必須增加該工序的操作工，但是增加這道工序的操作工就意味著要減少其他工序的人員。因此，圈面砂工序就成了制約寶石加工項目發(fā)展的瓶頸。針對這一問題,小組開展QC活動。 （二）小組對圈面砂工序產(chǎn)量低的原因進行分析：現(xiàn)有圈面砂的設(shè)備全部是手工操作，技術(shù)落后，人均產(chǎn)量不高。要滿足寶石加工生產(chǎn)需要，圈面砂工序使用的操作工必須達到13人以上?，F(xiàn)有圈面砂方法演示如下：,現(xiàn)有圈面砂方法演示,圈面砂后 石坯縱切 面,圈面砂前 石坯縱切 面

3、,二、選擇課題,（三）、圈面砂工序調(diào)查分析 小組對二車間圈面砂工序的生產(chǎn)情況作調(diào)查如下：,二、選擇課題,由上表可看出： 1、圈面砂工序用工13人，平均每日總產(chǎn)量只有8.443萬粒/日，人均只有6460粒/日，離公司下達給該車間的生產(chǎn)目標(biāo)11萬粒相距甚遠。要完成生產(chǎn)目標(biāo)，要增加操作工到18人。 2、平均合格率為89.6%，離質(zhì)量控制合格率95%以上的要求差距較大。 （四）小組運用“頭腦風(fēng)暴法” 就解決圈面砂工序 產(chǎn)量低質(zhì)量差的問題提出了三種設(shè)想： 1、增加圈面砂操作工，從現(xiàn)有的13人增加到18人。 2、改進手控自轉(zhuǎn)圈面砂機。 3、研制自動圈面砂機。,二、選擇課題,小組就提出的設(shè)想，分析、評估、選

4、定如下表：,二、選擇課題,提高車間產(chǎn)量和質(zhì)量,研制自動圈面砂機,改裝手控自轉(zhuǎn)圈面砂機,增加操作工,整理成樹狀圖，如圖：,（五）、確定課題 依據(jù)以上評估分析，小組確定的課題為：,二、選擇課題,三、設(shè)定目標(biāo) 設(shè)定課題目標(biāo)是：研制自動圈面砂機，使圈面砂工序產(chǎn)量從活動前的8.443萬粒提高到12萬粒,合格率從89.6%達到95% 。目標(biāo)柱形圖如下：,產(chǎn)量: 粒,質(zhì)量: %,四、提出方案和確定最佳方案,小組成員6月3日到6月9日在寶石之都梧州進行市場考察并通過網(wǎng)上查詢、向同行咨詢、市場調(diào)查等方法了解，沒有發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn)、銷售類似的自動圈面砂機，也沒有可借鑒的產(chǎn)品。 （一）、小組為研制寶石加工自動圈面砂機，采

5、用“頭腦風(fēng)暴法”提出各種方案，并用親和圖歸納整理如下：,自動圈面砂機的結(jié)構(gòu),激光掃描式 激光掃描傳送系統(tǒng) 設(shè)計要求精度高 需要專業(yè)廠家生產(chǎn),電控感應(yīng)式 電波感應(yīng)傳送系統(tǒng) 固定圈砂深度 轉(zhuǎn)軸自動起降設(shè)備,輪轉(zhuǎn)式 用轉(zhuǎn)輪作為傳送系統(tǒng) 普通電機做動力 機械摩擦力做自轉(zhuǎn)動力 質(zhì)量力學(xué)原理控制,電控感應(yīng)式 電波感應(yīng)傳送系統(tǒng) 固定圈砂深度 轉(zhuǎn)軸自動起降設(shè)備,輪轉(zhuǎn)式 用轉(zhuǎn)輪作為傳送系統(tǒng) 普通電機做動力 機械摩擦力做自轉(zhuǎn)動力 質(zhì)量力學(xué)原理控制,（二）、小組成員對三個可供選擇的方案進行了分析評估、對比，并選定了最佳方案。,小組成員一致認(rèn)為：輪轉(zhuǎn)式自動圈面砂機有優(yōu)勢，確定為選定方案。,1、根據(jù)確定的方案畫出圈砂機

6、結(jié)構(gòu)示意圖,傳送輪,電機,進 槽,出槽,軸承,軸承,軸承,電機,鐵棍,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,（三）、小組成員就選定的自動圈面砂機的研制方案，再次運用“頭腦風(fēng)暴法”提出結(jié)構(gòu)分解方案，并進行了評價選擇：,四、提出方案和確定最佳方案,2、制定流程圖并進行分析選擇 根據(jù)示意圖，小組成員制定了圈面砂機研制流程圖，從各個環(huán)節(jié)進行各種方案的分析和選擇。,制作傳送輪,軸承的選擇,軸承、傳送 輪的連接,傳送輪電機 的選擇,砂盤的選擇,通過自轉(zhuǎn)動力 源制作,鐵棍推力源 的制作,自轉(zhuǎn)動力電機 皮帶輪的大小 測算,進槽出槽安 裝角度選擇,安裝測試,四、提出方案和確定最佳方案,3、傳送輪

7、的選擇傳送輪是圈面砂機的主要運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，負責(zé)傳送鐵棍到砂盤去打磨，要求圓整度要好，否則圈砂會邊高邊低。我們小組成員經(jīng)過討論，提出以下方案：,傳 送 輪 的 制 作,委托專業(yè)廠研制,利用其他機械的齒輪改裝,自制鋼板輪,四、提出方案和確定最佳方案,小組對提出的方案進行分析、評估，并確定最佳方案。,4、軸承的選擇 軸承的作用主要是利用量個軸承的夾角運送鐵棍到砂盤位置，和皮帶摩擦產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，因此，每個夾角位置只能放一根鐵棍。如圖示。（鐵棍直徑r=0.6厘米）我們隊機種情況進行分析：,軸承,軸承,經(jīng)分析，我們決定用方案2范圍內(nèi)的軸承，經(jīng)比對選用外徑1.8厘米的軸承。,四、提出方案和確定最佳方案,軸承,軸承,

8、軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,軸承,5、轉(zhuǎn)輪和軸承的連接方案選擇 為了把軸承固定在轉(zhuǎn)輪上，我們準(zhǔn)備了不同的方案，并用PDPC法進行連接試驗。,轉(zhuǎn)輪與 軸承的 連接,轉(zhuǎn)輪與 軸桿的 連接,連接 成功,電焊固 定,軸桿與 軸承的 連接,在轉(zhuǎn)輪 上確定 位置,電焊焊 接,測試 穩(wěn)定性,連接 失敗,在確定 位置打 孔,用螺桿 做軸,螺母擰 緊固定,A0,A1,A2,A3,A4,A5,C1,A6,Y,B1,B2,B3,我們決定用A0、A1、A2、B1、B2、B3、A5、C1、Y的方案。,四、提出方案和確定最佳方案,6、傳送輪動力電機的選擇傳送輪的快慢關(guān)系圈面砂機目標(biāo)任務(wù)能否實現(xiàn)，因此在小組它的動力電機時

9、，我們把市場上常見的電機進行比對分析：,經(jīng)以上分析比對，我們決定采用24V180轉(zhuǎn)/分的直流電機作為傳送輪的動力電機。,時間：2010.07.25 地點：監(jiān)區(qū)第二車間 責(zé)任人：鄭錦全、譚正立,四、提出方案和確定最佳方案,時間：2010.07.25 地點：監(jiān)區(qū)第二車間 責(zé)任人：鄭錦全、譚正立,7、進出槽角度選擇 出于節(jié)約成本，簡易、便于操作的原則，我們決定利用重力作用在斜坡產(chǎn)生的力作為鐵棍向前的動力。對坡度的選擇我們也從幾個方案進行分析。,時間：2010.8.04 地點：監(jiān)區(qū)第二車間 責(zé)任人：劉海林 經(jīng)分析我們決定把進出槽坡度定為水平面30。,四、提出方案和確定最佳方案,8、砂盤的選擇 小組對寶

10、石加工中經(jīng)常使用的幾個規(guī)格的砂盤進行試驗對比如下：（加工1000粒）,時間：2011.08.14 地點：監(jiān)區(qū)車間 責(zé)任人：周洪高、周祖標(biāo),因此，我們決定用600#的砂盤。,四、提出方案和確定最佳方案,9、鐵棍自轉(zhuǎn)動力源的選擇方案 鐵棍的轉(zhuǎn)動對圈面砂質(zhì)量好壞至關(guān)重要，小組成員經(jīng)過討論，決定用皮帶和鐵棍的摩擦力使鐵棍轉(zhuǎn)動，為了防止皮帶用久會松，小組成員還做了一個可控制皮帶松緊的調(diào)節(jié)器。簡易圖如下：,軸承,軸承,傳送輪,電機皮 帶輪,皮帶輪,目標(biāo)： 摩擦力夠 轉(zhuǎn)速快、勻,四、提出方案和確定最佳方案,10、鐵棍自轉(zhuǎn)動力電機皮帶輪大小測算 按投資方的質(zhì)量要求，我們小組成員對圈面砂過程中要加多大的力，和鐵

11、棍轉(zhuǎn)幾圈進行了試驗，結(jié)論是：用力大于1.5牛頓（1牛頓約等于0.1KG）時，圈砂容易造成爆石，小于0.5牛頓時用時太久。我們?nèi)∫粋€中間值1牛頓的力再進行試驗。結(jié)論是：鐵棍轉(zhuǎn)數(shù)少于3圈時圈砂不到位，臺面過大。圈數(shù)多過5圈時，吃得過深，臺面太小。因此，我們確認(rèn)在1牛頓的作用力下，鐵棍轉(zhuǎn)4圈是一個理想值。在這個數(shù)值的基礎(chǔ)上我們隊皮帶輪的大小進行測算： 傳送輪周長=2X3.14X0.15=0.942米 鐵棍速度=0.942 X6/分=0.0942米/秒 設(shè)定鐵棍過砂盤的行程為3厘米 鐵棍過砂盤的時間=0.03/0.0942=0.32秒 鐵棍的周長=2X3.14X0.003=0.02826米X4圈=0.

12、113米 皮帶的速度=0.113/0.32=0.35325米/秒 電機180轉(zhuǎn)/分=3轉(zhuǎn)/秒 皮帶輪周長=0.353/3=0.12米 輪半徑=0.12/3.14/2=0.019米 經(jīng)測算：鐵棍動力電機皮帶輪大小應(yīng)為半徑2厘米,四、提出方案和確定最佳方案,11、鐵棍推力源的選擇方案 為了達到控制推力和鐵棍在砂盤上的行程，小組成員討論后決定自己制作一個簡易的推力器，草圖如下：,砂 盤,3厘米,1牛頓,固定螺栓,目標(biāo)： 推力穩(wěn)定,四、提出方案和確定最佳方案,（四）確定最佳方案 經(jīng)過以上幾方面的實驗分析，我們確定了最佳方案：,半 自 動 圈 面 砂 機 的 研 制,轉(zhuǎn) 輪 式 半 自 動 圈 面 砂

13、機,傳送輪的制作,軸承的選擇,軸承、傳送輪連接,傳送輪電機選擇,進出槽角度選擇,砂盤的選擇,鐵棍自轉(zhuǎn)動力源,電機皮帶輪大小測算,鐵棍推力源制作,自制鋼板輪,鉆孔，螺母固定,直流24V180/分,水平正負30角,600#砂盤,電機皮帶的摩擦力,輪半徑為2厘米,彈簧鐵片,外徑1.8厘米軸承,四、提出方案和確定最佳方案,五、制定對策表,根據(jù)已確定的最佳方案，小組制定了對策表,六、對策實施,實施1： 小組根據(jù)既定的最佳方案， 繪制設(shè)計圖紙如下，并報公司批準(zhǔn)。,六、對策實施,根據(jù)對策表，小組進行分步實施 實施2、,實施效果： 圓整度好，便于打孔安裝軸承的軸。,實施3,實施效果： 軸承可自由轉(zhuǎn)動，方便更換

14、。,六、對策實施,實施4：,實施效果： 鐵棍在皮帶的摩擦力作用下快速均勻轉(zhuǎn)動。,六、對策實施,實施5,實施效果： 推力源穩(wěn)定，鐵棍的長度和石坯高度的差異在0.10.3MM之間，對壓簧的彈力影響可忽略不計。,六、對策實施,實施6 按圖紙要求進行安裝。,交流電機 砂盤 軸承螺栓 自制鋼板輪 壓簧 鐵片 電機皮帶,直流電機 皮帶輪,安裝成功啦！,電焊機 常用工具,六、對策實施,實施7組裝成功后，小組于2010年11月30日在車間進行圈面砂試驗，經(jīng)過調(diào)試，終于產(chǎn)出合格產(chǎn)品，宣告著寶石加工自動圈面砂機研制成功，可以投入試產(chǎn)。,圈面砂 試驗成功！,六、對策實施,七、效果檢查,(一）目標(biāo)檢查 1、產(chǎn)量檢查

15、圈面砂機研制完成后，于2010.12.13日投入使用，我們對12月13.14.16.17 四天的圈面砂產(chǎn)量進行統(tǒng)計，分別為124800粒、126200粒、123150粒、131430粒。平均產(chǎn)量為126395粒/日。 活動目標(biāo)檢查效果圖：,超過 目標(biāo)值啦！,七、效果檢查,2、質(zhì)量檢查 我們對這四天的圈面砂合格率進行統(tǒng)計，分別為：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均99.125%，效果圖如下：,趕超目標(biāo)值啦！,2、質(zhì)量檢查 我們對這四天的圈面砂合格率進行統(tǒng)計，分別為：98.9%、99.2%、99.5%、98.9%，平均99.125%，效果圖如下：,七、效果檢查,（二）效益分析 1

16、、經(jīng)濟效益 圈面砂機的研制成功，使這道工序在用人上大大的節(jié)約了，圈面砂機投入使用前用操作工13名，現(xiàn)在圈面砂機只要2人操作就可完成，節(jié)省了11名操作工。這些操作工可以補充到其他崗位去，促進了其他工序生產(chǎn)效能的提高。 按2010年車間人均產(chǎn)值8520元計算，則節(jié)約用工可實現(xiàn)的產(chǎn)值為： 11 人X8520元 =93720（元） 圈面砂工序加工單價為0.005元/粒，按圈面砂工序日增產(chǎn)量12.62-8.4=4.22萬粒計算，則車間年增產(chǎn)值為： 4.22萬粒/日X0.005元/粒X每年52個星期X每個星期生產(chǎn)5天=54860元 預(yù)計我們能為公司每年實現(xiàn)效益為： 93720+54860=148580元,

17、2、無形效益 （1）圈面砂質(zhì)量得到有效改善，提高了客戶滿意度，增強了競爭力。 （2）返工率下降，勞動效率提高。 （三）鞏固期效果檢查 圈面砂機經(jīng)過一段時間運轉(zhuǎn)磨合后，小組于2011年1月8、9、11、12、13日進行了鞏固期的效果檢查。,七、效果檢查,由此可見，我們研制的圈面砂機性能穩(wěn)定，在生產(chǎn)流程中發(fā)揮重大作用。,八、標(biāo)準(zhǔn)化,1、把自動圈面砂機的設(shè)計圖紙、資料、影像以及各種活動記錄 歸檔，納入公司技術(shù)革新方面的標(biāo)準(zhǔn)化管理。 2、制定自動圈面砂機的安全操作規(guī)程。 3、制定自動圈面砂機操作工的崗位職責(zé)。 4、在金港公司其他寶石車間推廣使用。 5、效果跟蹤調(diào)查：雖然小組本次活動已結(jié)束，小組目標(biāo)已經(jīng)實現(xiàn)，但我們?nèi)匀魂P(guān)注成果在生產(chǎn)中發(fā)揮作用情況，并于2011年3月對X車間圈面砂工序生產(chǎn)情況跟蹤調(diào)查。,從以上表中可以看到，自動圈面砂機仍然保持在平穩(wěn)狀態(tài)下，進一步驗證了小組本次活動的成功，其做法和經(jīng)驗為下一步展開類似活