2023年5月,我司充電樁機柜產品的需求量開始增加,該機柜結構為焊接形式,焊接后的打磨工作量大,公司的打磨產能跟不上焊接產能,還需要焊接人員支援打磨工作,打磨已成為產品產出的主要瓶頸,嚴重影響產品的交付。
為解決打磨問題,公司決定成立打磨問題技術攻關小組(小組成員為廖小文、馬德雄和張波),以引進新打磨設備和工藝,來解決柜體的打磨問題,提升打磨產能。
為了盡快解決柜體的打磨瓶頸,在小組成立后,小組成員馬上安排外出到東莞、深圳進行考察,了解行業焊接柜體的打磨方法、打磨效率以及工裝夾具等信息,同時考察了打磨設備的制造商。
經過這次考察以及前期收集了解到的打磨方法(機器人打磨、龍門機床打磨和砂帶打磨)和打磨設備的情況,并結合充電樁機柜產品的特點,經綜合比較分析,決定采用龍門式五軸打磨機。龍門式五軸打磨機為龍門結構,具有三個直線運動軸和兩個旋轉軸,不僅可以打磨平面,還可以打磨曲面和曲線;打磨機的打磨壓力恒定(可根據需要設置)、打磨量由壓力確定且隨壓力大小而線性變化;此外,該機床的工作臺面已系列化,有不同規格尺寸的臺面。該龍門式五軸機床打磨機已應用于行業各大頭部鈑金企業,該設備已投入市場已有多年,設備性能已經成熟、穩定。
通過分析計算,采用龍門式五軸打磨機,在一定產量的情況下,設備可在一年內收回成本,具有較好的性價比。
圖1 龍門式五軸打磨機投入使用情況
為了使設備采購回來就可投入使用,小組成員提前對打磨工裝進行設計,馬工和張波負責打磨工裝的設計,廖小文負責過濾器、氣閥、氣缸、消聲器、接頭、氣管的選型和氣路設計。在打磨設備回來后,柜體工裝已同步做好,正好投入生產使用,工裝一次性取得成功。
在打磨設備回來后,通過對XJ38/40柜體、底座等零件進行了打磨試驗,確定了打磨性能最優的百葉片和砂片的直徑和目數以及打磨壓力、進給量、進給速度等數據。
為了充分發揮打磨機的效益,根據生產需求,張波和馬工分別對XJ38/40的底座、XJ10底座和XJ10柜體的打磨工裝進行了設計。為了提高工裝的適用性(同一工裝可適應對2種或多種零件的裝夾及打磨)、減少更換裝夾和氣動系統的時間、方便電動叉車裝卸,小組成員常到打磨現場了解產品,并聽取操作人員的意見,在小組內對工裝方案進行評審,這樣,馬工設計出了可適應XJ38/40柜體和XJ10柜體的打磨工裝,張波設計出了可適應XJ38/40柜體和底座的打磨工裝。
通過對打磨工裝的設計和應用,工裝可適應兩種或兩種以上的零件(減少換線的切換時間),零件裝卸方便(重零件應適應叉車裝卸,留出叉臂高度空間)、裝夾動作少。最后,考慮打磨工裝(零件)在臺面上的布局:一臺打磨機上盡量可裝夾多個零件,以提高打磨效率。
為了減輕上下料及半成品反轉的勞動強度,通過對多種技術方案及其經濟性的分析比較,最終選用了步行式電動堆高車用于對柜體和底座零件進行上下料,并根據我司的使用要求對其相關參數進行了修改。該堆高車具有加長的貨叉臂(1200mm),貨叉臂提升高度為3m,叉臂間距可調且具有前傾后仰功能,貨叉下部有掛鉤孔(可用于裝卸底座),加大容量的電池(24V120Ah),充滿電可以使用一天以上。電動堆高車的使用大大減輕了操作人員的勞動強度,提高了工作效率。
圖2 步行式電動堆高車
打磨設備投入使用后,產生了預期的效益。通過打磨設備的引進,公司已具備了氣動快夾工裝的設計能力,為后期激光焊接工裝的設計打下了基礎。