2023年5月,我司充电桩机柜产品的需求量开始增加,该机柜结构为焊接形式,焊接后的打磨工作量大,公司的打磨产能跟不上焊接产能,还需要焊接人员支援打磨工作,打磨已成为产品产出的主要瓶颈,严重影响产品的交付。
为解决打磨问题,公司决定成立打磨问题技术攻关小组(小组成员为廖小文、马德雄和张波),以引进新打磨设备和工艺,来解决柜体的打磨问题,提升打磨产能。
为了尽快解决柜体的打磨瓶颈,在小组成立后,小组成员马上安排外出到东莞、深圳进行考察,了解行业焊接柜体的打磨方法、打磨效率以及工装夹具等信息,同时考察了打磨设备的制造商。
经过这次考察以及前期收集了解到的打磨方法(机器人打磨、龙门机床打磨和砂带打磨)和打磨设备的情况,并结合充电桩机柜产品的特点,经综合比较分析,决定采用龙门式五轴打磨机。龙门式五轴打磨机为龙门结构,具有三个直线运动轴和两个旋转轴,不仅可以打磨平面,还可以打磨曲面和曲线;打磨机的打磨压力恒定(可根据需要设置)、打磨量由压力确定且随压力大小而线性变化;此外,该机床的工作台面已系列化,有不同规格尺寸的台面。该龙门式五轴机床打磨机已应用于行业各大头部钣金企业,该设备已投入市场已有多年,设备性能已经成熟、稳定。
通过分析计算,采用龙门式五轴打磨机,在一定产量的情况下,设备可在一年内收回成本,具有较好的性价比。
图1 龙门式五轴打磨机投入使用情况
为了使设备采购回来就可投入使用,小组成员提前对打磨工装进行设计,马工和张波负责打磨工装的设计,廖小文负责过滤器、气阀、气缸、消声器、接头、气管的选型和气路设计。在打磨设备回来后,柜体工装已同步做好,正好投入生产使用,工装一次性取得成功。
在打磨设备回来后,通过对XJ38/40柜体、底座等零件进行了打磨试验,确定了打磨性能最优的百叶片和砂片的直径和目数以及打磨压力、进给量、进给速度等数据。
为了充分发挥打磨机的效益,根据生产需求,张波和马工分别对XJ38/40的底座、XJ10底座和XJ10柜体的打磨工装进行了设计。为了提高工装的适用性(同一工装可适应对2种或多种零件的装夹及打磨)、减少更换装夹和气动系统的时间、方便电动叉车装卸,小组成员常到打磨现场了解产品,并听取操作人员的意见,在小组内对工装方案进行评审,这样,马工设计出了可适应XJ38/40柜体和XJ10柜体的打磨工装,张波设计出了可适应XJ38/40柜体和底座的打磨工装。
通过对打磨工装的设计和应用,工装可适应两种或两种以上的零件(减少换线的切换时间),零件装卸方便(重零件应适应叉车装卸,留出叉臂高度空间)、装夹动作少。最后,考虑打磨工装(零件)在台面上的布局:一台打磨机上尽量可装夹多个零件,以提高打磨效率。
为了减轻上下料及半成品反转的劳动强度,通过对多种技术方案及其经济性的分析比较,最终选用了步行式电动堆高车用于对柜体和底座零件进行上下料,并根据我司的使用要求对其相关参数进行了修改。该堆高车具有加长的货叉臂(1200mm),货叉臂提升高度为3m,叉臂间距可调且具有前倾后仰功能,货叉下部有挂钩孔(可用于装卸底座),加大容量的电池(24V120Ah),充满电可以使用一天以上。电动堆高车的使用大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了工作效率。
图2 步行式电动堆高车
打磨设备投入使用后,产生了预期的效益。通过打磨设备的引进,公司已具备了气动快夹工装的设计能力,为后期激光焊接工装的设计打下了基础。