车身自动立体仓库在乘用车主机厂中的应用

作者:中汽昌兴(洛阳)机电设备工程有限公司 程长坤 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2019-09-10
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将物流行业立体仓库移植到乘用车主机厂,可充分利用生产车间立体空间,存放大量车身,存取方便,降低成本,减少车间占地面积。

乘用车主机厂一般都生产车身,有冲压车间、焊装车间、涂装车间和总装车间。生产车身的四大工艺的生产工艺流程是不一样的,对厂房的清洁程度、防火等级、厂房高度及承载能力等要求也不一样,还考虑到各工艺环节投资、节拍和设备故障、检修等因素,一般在这四大工艺之间设置大量缓存,还有小工序之间也设置一定量缓存。

四大工艺缓存
1.冲压和车身焊装车间的缓存
由于车身冲压件种类繁多,大小不一,而且还有许多外协件,因此车身冲压件一般存放在冲压件库或外协库中。冲压件库一般根据生产节拍、冲压线数量、更换冲压磨具的频率以及堆放的层数等来确定存储量,进而确定冲压件库的大小。就目前来看,冲压件存放料箱多为人工叉车搬运输送,焊装车间各分总成焊接多采用人工上件,人工操作夹紧定位,人工焊接,分总成补焊和车身总成多采用机器人焊接。于是冲压车间和车身焊装车间之间的存放多采用平面存放为主,立体存放为辅,人工叉车搬运。
2.车身焊装车间与涂装车间的车身缓存
经焊装车间装配四门两盖和调整后的车身一般称为“白车身”。传统的车间布局和工艺流程都是在车身焊装车间与涂装车间设一个缓存量,多数为2 h的缓存量。缓存方式主要是积放链缓存(主要载货汽车驾驶室缓存)和滑橇缓存(乘用车车身多采用滑橇存放),均为平面单层缓存。以乘用车为例,假定生产节拍为60 JPH,车身连同滑橇长5 m,各平行滚床间距为2.5 m,缓存2 h车身即120台车,占地面积至少5.5(前后滚床间距)×2.5×120=1 650 m2,再加上各转接、移行、移栽及旋转等设备的占地面积和检修通道,占地面积将达到2 500 m2以上。投资约1.6(滚床单价,不含撬体)×120+350(滑橇平台钢结构造价)=542万元,考虑升降机、旋转及移行移栽等设备,设备投入将超过800万元。在这种情况下,物流行业的立体仓库逐渐开始被采用。
某焊装车间白车身单巷道自动立体仓库总图如图1所示,该立体仓库共4层,20列,两侧存放,约可存放156台车,占地面积小于900 m2。实际情况如图2所示。

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3.涂装车间与总装车间的缓存
经涂装后的车身一般称为“彩车身”。传统的车间布局和工艺流程要在车身涂装车间与总装车间设置缓存量,多数也为2 h的缓存量。传统缓存方式以积放链缓存和滑橇缓存为主,也是以平面单层缓存,占地面积大,正逐渐被自动立体仓库所取代,且涂装、总装立库多放在涂装车间(当然也有放在总装车间或设置独立的立体存车区),可以充分利用涂装车间的空间高度(涂装车间屋架下弦标高一般在16 m以上,总装车间屋架下弦标高一般为8~10 m不等)。

乘用车车身自动立体
仓库
1.车身自动立体仓库介绍
乘用车自动立体仓库与物流行业的立体仓库类似,主要由钢结构货架、堆垛机系统、仓储管理及控制系统等组成。其中堆垛机系统是关键核心设备,其主要组成部分如图3所示,堆垛机实物如图4所示。

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目前国内车身自动立库已经在北京奔驰、华晨宝马等几家汽车主机厂应用,且有扩大的趋势。这些车身自动立体仓库的堆垛机行走速度一般为80~200 m/min,升降速度为30~60 m/min,货叉伸缩速度为30~60 m/min,存放层数为4~7层不等。供电采用滑触线供电,并采用激光或条码定位,通信则选用工业WiFi或红外通信等无线通信系统。
2.车身自动立体库存在的问题
一般乘用车车身在自动立体仓库中存放时是带载体的,即带滑橇。带载体的乘用车车身体积比较大(体积约为5 000 mm×2 200 mm×2 200 mm),质量较重,一般为800~1 000 kg,而且是立体多层存放,这就使得自动立体库自身存在一定的不足。
首先,堆垛机多级减速技术是堆垛机控制系统中的核心技术,没有多年的理论与实践检验很难设置好。如果减速曲线设置不好,就会导致堆垛机停位不准确,引发一系列问题。于是国内自主的多数堆垛机实际运行速度都是是低于设计值,导致节拍不够。
其次是设备可靠性的影响。堆垛机体积庞大,运行速度快,一旦出现故障,其所在巷道的车身无法取出。而平面存放出现故障的时候可以松开电动机包闸,采用人工的办法推出。
但需要明确的是,只要选用的关键设备可靠,定期维护保养,堆垛机系统还是很可靠的,不必降速,可以按设计值运行,节拍是可以保证的。

结语
随着汽车行业的竞争激烈程度的不断增加,各汽车厂都在降低车间运行成本或减少车间占地面积,或在有限的车间面积条件下增加车间的产能,这就使得车身自动立体库的应用范围逐渐扩大,对于新建项目,许多车企已经在项目中直接规划;改扩建项目中,已经有不少已建车间中正在把平面存储方式改造为立体存储方式,这将对企业在成本控制、资源利用的方面提供帮助。    

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