在汽车零部件车间排KBK轨道,我踩过的坑基本都出在同一件事上——有人把轨道当成一件"设备"来选,而不是当成一个物流问题的解来排。
我头一次进这类车间,是给一条机加线做方案。当时我按工位中心拉了三根平行纵轨,图纸上很整齐。到现场才发现机床的上下料口在侧面,轨道覆盖不到,工人得把工件先拖出来一段再挂葫芦。那套方案后来返了工。
从那以后我改了个顺序:不先画轨道,先去数进出料口。
一、按工位中心拉线,为什么一定出问题
我后来复盘过那次返工,问题出在覆盖对象认错了。
工位的几何中心,一般是机床主体的位置。但吊装动作发生在进出料口——机床的上下料侧、料架位、检测台。这两个位置之间是有距离的,设备越大,这段距离越长。
按工位中心拉直线,首尾两端的接口就落在覆盖范围外。现场表现就是工人得把工件先搬到轨道下方。
还有一层:汽车零部件车间搬的多是料架、周转箱、工位器具,要覆盖的是容器的取放点,不是零件本体。所以留覆盖余量的时候,我按容器外廓算,不按零件算。
我现在的做法是进场先做一件事:把所有需要起吊的点在平面图上标成圆圈,一个一个数。数完之后再看轨道能不能罩住每一个圆圈。罩不住的,就是我后面要跟客户解释的人工搬运点。
二、一个车间,我用了三种布局
有段时间我被客户质疑过:同一个车间,轨道为什么不用一种做法。
原因是这个车间的物料流特征本来就不止一种。来料区是点对点批量入库,机加区是沿线依次流转,检测区是点对点、还要精定位,装配区是多工位按需切换,发运区是多工位共用一台设备。
这几种特征硬凑成一种轨道组织方式,总有一头在迁就。
我一般把车间切成3段到5段。切完之后,每一段的轨道规格按这一段自己的载荷上限选,不是全车间一个规格。
差别有多大?小件装配和外饰件通常在50kg到200kg;发动机、变速箱这类总成件在200kg到500kg;毛坯和料框类能上到1000kg到2000kg。如果全车间按2000kg那一档铺,轻载区就得扛着不该它扛的结构自重和成本。
三、干线和支线这两层,我是在装配区学会的
分层这件事,当初我是被一条装配线教会的。
那条线的工位多、间距近,如果每个工位都单独从屋面拉一套轨道,吊点会密得没法看。后来改成两层:横向一条干线管跨区转运,纵向几段支线从干线分出、各自覆盖几个工位。
我现在排轨道基本都按这个结构走:
- 干线层:管跨分区的长距离转运,走向跟着工序路线,一般一条直线或带1到2个转角的折线。道岔只设在转运频次高的位置,低频的位置让人工转运,更划算
- 支线层:从干线分出,覆盖单个或相邻工位。一字排开用直线支轨,U形排布用U形支轨,几个加工岛就用群组覆盖
两层之间用道岔或者转盘接。道岔省空间、结构简单,但切换要有状态确认,不能含糊;转盘占地大一点,适合换向频繁的位置。
越力重工在装配线类项目里出图,走的也是这个两层结构,干线一通到底,支线按工位组各分一段。
四、换型这件事,逼我把支线末端改了做法
汽车零部件车间跟别的车间有一个明显区别:它换型。
今天做A车型的支架,下周换B车型的同类件,尺寸和重量都变。我早期做的方案没考虑这一层,客户要换型的时候,支线得重新开孔、动轨道,还要停线。
后来我把支线末端改成了可拆装的标准化接口段,预留1到2米。吊点也按加密间距留孔位——常规是3到4米一档,预留的时候我按2到3米留。
这样换车型的时候,只改支线末端那一小段,干线不动,别的分区也不受影响。
这一条说起来简单,但必须在首次设计的时候就做进去。等到换型那天再补,代价完全不是一个量级。
五、AGV把地面占了以后,立柱只能换位置
还有个坑是地面。
汽车零部件车间的地面基本都很紧张,AGV、叉车、周转车都在跑。我有一次把自立式立柱按常规位置排了,装到一半客户说主通道要留给AGV,立柱得让。
后来我固定成一个顺序:能用悬挂式就用悬挂式,轨道挂屋架,地面一寸不占;退一步用壁挂式,挂立柱侧面;实在必须自立,立柱落点放到物流通道边线以外。
悬挂式是要占垂直空间的,这一段很多人在算起升高度时会漏掉:
- 吊挂装置:约150mm到300mm
- 轨道截面:约180mm到220mm
- 葫芦死高度:标准型约500mm到800mm,紧凑型约300mm到500mm
- 三段合计:系统垂直占用约0.63米到1.32米
算起升高度的时候要把这0.63米到1.32米扣掉,不能拿厂房净高直接当起升高度用。运动部分跟人员出入区的净距,我按GB 6067.1-2010《起重机械安全规程 第1部分:总则》核一遍。
越力重工在出图时会把这一段垂直占用单独标出来,方便和厂房净高放在一起核,省得现场才发现扣完不够。
六、装上以后,我用三个问题回头验一遍
方案交出去之前,我现在会固定问自己三个问题。
每个进出料口,是不是都在覆盖范围内?这个是逐个圆圈核对的,不是估。漏一个,现场就多一处人工搬运。
葫芦和吊物,路径会不会打架?同段轨道上多台葫芦,间距要按吊物外廓加安全距离留;不同走向的轨道交叉,要么设道岔,要么做错层,不能直接叠着让吊物互相穿。
单次搬运时间,压不压得进节拍?这一条我吃过亏。曾经有一条线,葫芦台数是照着工位数配的,结果节拍上不去。后来才明白节拍是分配问题,不是加速度问题。
拿每小时下线60台的产线举例:平均60秒一台,如果由10个工位分担,每个工位平均只有6秒。一台葫芦跑完全线,在这种节奏下根本不可能成立,得按工位配独立葫芦。
算法是:单次搬运时间(起升加运行加下降加返回)乘以这个工位在一个节拍内的吊运次数,结果不能超过节拍时间。超了的工位,要么加一台葫芦并行,要么把吊运拆给相邻工位。工作级别按GB/T 3811-2008《起重机设计规范》的载荷状态分级定,日运行8小时以上、载荷率60%以上、每天吊运数百次,属于频繁吊运,工作级别从A5起步。
七、我现在进场先做的五件事
这五件事是我这些年固定下来的顺序,分享给同样在排轨道的人。
- 数接口:把所有需要起吊的点标成圆圈,数清楚,别估
- 分物料流区:按流转特征切3到5段,每段单独选规格
- 排两层轨道:干线跨区、支线到点,衔接件用道岔或转盘
- 留换型接口:支线末端预留1到2米可拆装段,吊点按2到3米留孔
- 按节拍反推葫芦台数:台数不是工位数决定的
顺序别换。先画轨道再想工序,基本都要返工——这个我不止见过一次。
参数口径我统一用这一套:柔性KBK载荷125kg到2000kg、单跨不超10米;刚性的载荷125kg到3000kg、单跨可到14米;铝合金载荷50kg到2000kg、单跨约9米;轨道自重约18kg/m;常规转弯半径按1.5米,标准弯轨可到800mm。
越力重工在汽车零部件类项目里的做法也是这个顺序:进场先做工位清单排序与进出料口实测,再划分区、排轨道;轨道型材用国标Q235B结构钢(GB/T 700-2006)冷轧成型,表面做抛丸和喷塑,轨道框架给5年质保。这套流程跑下来,方案在图纸阶段就能把大部分问题筛掉。
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