机械加工生产线工艺规划2012。04

机械加工生产线工艺规划

摘要：近年来，柔性加工中心一其极强的适应性，覆盖性及灵活性在汽车零部件等大规模制造领域得到广泛的应用。一柔性加工中心为主体而形成的柔性大批量加工线可根据产品特点和各种外部条件，规划设计出不同的生产线工艺方案，其投资、效率和生产成本等有明显的差异，特别是近几年全球性用工荒，劳动力成本逐年上涨，对自动化程度及省人化要求更加强烈。

关键词、工艺规划、柔性线、自动化、效能、生产节拍、物流

机械加工生产线前期规划

机加线规划是一项系统性很强的的工作，同时也是一门基于经验的学问，在实际操作中需要注意的问题很多，制造技术的先进并不是其项目实施和运做成功的必要条件，成功很少取决于某项新技术；而在实际生产过程中，也不会因为某把刀具的选择失误而导致整条生产线的失败。而与之相反很多失败的例子是由于生产线选型失误设备选择错误而造成的。因而生产线前期规划才是项目成功的关键。

随着规划经验的丰富，规划水平不断提高以及国际间合作的深入发展，许多汽车行业选择生产线类型时将更多的因素纳入到需要考虑和权衡的范围内，并且渐渐成为了比产量更为重要的决策依据。这些因素主要包括：今后产品及品种发展规划，生产节拍均衡性、物流通畅、生产线稳定性，生产线被的改造的可能性，自働化、省人化、人工效能。

为了日趋激烈的市场竞争适应，柔性制造技术在汽车制造业得到广泛的应用，从现代制造技术观点看柔性制造技术应用于大批量生产线的合理优化，对其资金投入、工艺技术、运行效能和成本产生综合效应。近年来，柔性加工中心一其极强的适应性，覆盖性及灵活性在汽车零部件等大规模制造领域得到广泛的应用。以柔性加工中心为主体而形成的柔性大批量加工线可根据产品特点和各种外部条件，规划设计出不同的生产线工艺方案，其投资、效率和生产成本

等有明显的差异，特别是近几年全球性用工荒，劳动率成本逐年上涨，对自动化程度及省人化要求更加强烈。

柔性加工线工艺设计模式及特性分析

1、成组流水式加工线

兼顾生产能力与工艺优化，将生产线分割成多个流水加工群组，每个组各自独立完成零部件全部加工内容，在等节拍条件下，各组的加工工艺基准、工序编排和加工内容安排相同。

1）工序相对集中，两台加工中心组成一个加工单元，每台设备两套工装，固定夹具与悬臂回转工作台相结合，每台设备经过两次装夹，通过配备多组相同的加工单元组成。（见图一）

2）工序相对分散，四台加工中心组成一个加工单元，每台设备两套工装，全部采用固定夹具，每台设备经过两次装夹，通过配备多组相同的加工单元组成。（见图二）

2、流水式加工线

依据工艺流程以每台为一个单元顺序加工，每台设备配备本工序的专用夹具，与传统的机床流水加工线方式基本相同。（见图三）

3、工序成组式加工线

以工序最优化为前提设置多个工序岛，根据生产能力要求计算出各岛内需求设备数量，工序道中每台设备工艺基准、加工内容相同（见图四）

4、单元式加工线

每台设备经过一次或一次以上装夹，独立完成零件的全部工作内容，通过配

备多台相同的设备达到总生产能力的需求，每台设备在等节拍条件下加工内容和刀夹辅具完全一致（见图五）

工序3

工序2

工序1

工序2

工序1

工序1

图一图二图三

工序2

工序4

工序6

工序5

工序3

工序4

工序2

工序 1 工序 1 工序 6 工序 1 工序 2 工序 5 工序 2 工序 5 工序 4 工序 3 工序 1 工序 1 图四

转向节五种加工模式对比 转向节五种加工模式对比（生产纲领：按 390分/班；3班/天； 300 天/年）

图五

见表

从以上分析可知，在产品开发前期，两种以上产品同时开发，各自占比例不定，且各种产品年产量低于4 万台，可采用成组流水式中相对集中式工艺方案；若单品年产量高于5 万台，可考虑成组流水式中相对分散式工艺方案或单元式工艺方案。

各种模式柔性加工线运行效能对比分析生产线规划设计时，不仅要考虑其稳定可靠性，同时考虑其节拍均衡性，物流通畅性，同时要考虑投入产出比、人员管理成本及自动化程度，自动化程度越高，一次投入越大，但产品稳定性会相应提高。下面以某转向节（生产纲领：年产10 万台）进行投入产出分析

结束语

从以上分析看出设计生产线不要单考虑设备一次投资，从表面看单元式一次投资大，但生产线运行所需人员少，设备折旧合每台3.05 元，但人员单台费用仅为1.5 元，人均年利润最高，且自动化程度高，生产线规划时要综合考虑现金流及劳动力成本，在资金充足及产量稳定情况下优先采用单元式（5 轴，双主轴），产量不太稳定，单品年产量超过5 万台，资金紧张情况下可采用成组流水式中相对分散式，在产量不太稳定，多品生产，单品年产量2 万台情况下可采用成组流水式中相对集中散式。